GPS在及物流方面的應(yīng)用

1、GPS在物流方面的應(yīng)用GPS在物流方面的應(yīng)用陸 堯 1335020034 2013中美地信河南大學(xué)摘要：GPS，即全球定位系統(tǒng)，在他被發(fā)明出來后就在各個(gè)方面有著廣泛的應(yīng)用，而本文著重介紹了GPS在物流方面的應(yīng)用。本文首先介紹了GPS在物流應(yīng)用的核心，即最短路徑算法。然后又分為五個(gè)方面，分別介紹了車輛上的GPS接收機(jī),GPS在車輛管理方的應(yīng)用,GPS在運(yùn)輸方的應(yīng)用（規(guī)劃路徑）, GPS在接貨方的應(yīng)用,GPS在貨物配送的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：GPS 物流 最短路徑 車載GPS1、引言32、方法與原理3（1）最短路徑的算法3（2）單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位43、實(shí)例介紹5（1）車輛上的GPS接收機(jī)5（2）GPS在車輛管理

2、方的應(yīng)用6（3） GPS在運(yùn)輸方的應(yīng)用7（4） GPS在接貨方的應(yīng)用9（5） GPS在貨物配送的應(yīng)用94、總結(jié)10參考文獻(xiàn)：101、 引言GPS全球定位系統(tǒng)的簡稱。GPS起始于1958年美國軍方的一個(gè)項(xiàng)目，1964年投入使用。主要目的是為陸?？杖箢I(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)搜集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的。GPS目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域，進(jìn)入實(shí)用階段。GPS技術(shù)具有全球性、全能性(陸地、海洋、航空與航天)、全天候性優(yōu)勢(shì)的導(dǎo)航定位、定時(shí)、測(cè)速系統(tǒng)?，F(xiàn)代GPS由三大子系統(tǒng)構(gòu)成：空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶接收系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)購物的不斷發(fā)展，物流業(yè)也隨之進(jìn)

3、步。更多的公司投身物流業(yè)，為了方便管理，物流公司將GPS引入物流管理系統(tǒng)。用來方便管理物流公司的車輛、方便用戶查詢物流信息及有助于司機(jī)規(guī)劃最短路徑。2、 方法與原理（1） 最短路徑的算法對(duì)最短路問題的研究早在上個(gè)世紀(jì)60年代以前就卓有成效了,其中對(duì)賦權(quán)圖的有效算法是由荷蘭著名計(jì)算機(jī)專家E.W.Dijkstra在1959年首次提出的,該算法能夠解決兩指定點(diǎn)間的最短路,也可以求解圖G中一特定點(diǎn)到其它各頂點(diǎn)的最短路。后來海斯在Dijkstra算法的基礎(chǔ)之上提出了海斯算法。但這兩種算法都不能解決含有負(fù)權(quán)的圖的最短路問題。因此由Ford提出了Ford算法,它能有效地解決含有負(fù)權(quán)的最短路問題。Floyd算

4、法適用于APSP(All Pairs Shortest Paths，多源最短路徑)，是一種動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，稠密圖效果最佳，邊權(quán)可正可負(fù)。此算法簡單有效，由于三重循環(huán)結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)于稠密圖，效率要高于執(zhí)行|V|次Dijkstra算法，也要高于執(zhí)行V次SPFA算法。簡單介紹一下Floyd算法。1，從任意一條單邊路徑開始。所有兩點(diǎn)之間的距離是邊的權(quán)，如果兩點(diǎn)之間沒有邊相連，則權(quán)為無窮大。2，對(duì)于每一對(duì)頂點(diǎn) u 和 v，看看是否存在一個(gè)頂點(diǎn) w 使得從 u 到 w 再到 v 比已知的路徑更短。如果是更新它。把圖用鄰接矩陣G表示出來，如果從Vi到Vj有路可達(dá)，則Gi,j=d，d表示該路的長度；否則Gi,j=

5、無窮大。定義一個(gè)矩陣D用來記錄所插入點(diǎn)的信息，Di,j表示從Vi到Vj需要經(jīng)過的點(diǎn)，初始化Di,j=j。把各個(gè)頂點(diǎn)插入圖中，比較插點(diǎn)后的距離與原來的距離，Gi,j = min( Gi,j, Gi,k+Gk,j )，如果Gi,j的值變小，則Di,j=k。在G中包含有兩點(diǎn)之間最短道路的信息，而在D中則包含了最短通路徑的信息。比如，要尋找從V5到V1的路徑。根據(jù)D，假如D(5,1)=3則說明從V5到V1經(jīng)過V3，路徑為V5,V3,V1，如果D(5,3)=3，說明V5與V3直接相連，如果D(3,1)=1，說明V3與V1直接相連。（2） 單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位的基本方程為j=(Xj-Xu)2+Yj-Y

6、u2+Zj-Zu212+d （1）試中，Xu，Yu，Zu為動(dòng)態(tài)用戶在tk時(shí)刻的瞬時(shí)位置；(Xj，Yj，Zj是第j顆GPS衛(wèi)星在其運(yùn)行軌道上的瞬時(shí)位置，它可根據(jù)廣播星歷計(jì)算；j為碼接收機(jī)所測(cè)得GPS信號(hào)接收天線和第j顆GPS微型之間的距離，即站星距離；d事由于接收機(jī)時(shí)鐘誤差等因素引起的站星距離偏差。利用（1）式解算用戶位置時(shí)，不是直接求它的三維坐標(biāo)，而是求各個(gè)坐標(biāo)分量的修正量，即給定用戶三維坐標(biāo)的初始值（Xu0,Yu0,Zu0）,而求解三維坐標(biāo)的改正值（Xu,Yu,Zu）和距離偏差do.對(duì)（1）式中的Xu，Yu，Zu分別求微分，便得到線性方程X=A-1B (2)式中，矩陣X=Xu,Yu,Zu,d

7、TA=X1-Xu010Y1-Yu010Z1-Zu010 -1X2-Xu020Y2-Yu020Z2-Zu020 -1X3-Xu030Y3-Yu030Z3-Zu030 -1X4-Xu040Y4-Yu040Z4-Zu040 -1B=10-1020-2030-3040-40 (3)j0為對(duì)應(yīng)于第j顆GPS衛(wèi)星的偽距觀測(cè)值。利用（2）式解算運(yùn)動(dòng)載體的實(shí)時(shí)定位時(shí)，后續(xù)點(diǎn)位的初始坐標(biāo)值可以依據(jù)前一個(gè)點(diǎn)位坐標(biāo)來假定，因此，關(guān)鍵是要確定第一個(gè)點(diǎn)位坐標(biāo)的初始值，才能精確求得第一個(gè)點(diǎn)位的三維坐標(biāo)3、 實(shí)例介紹（1） 車輛上的GPS接收機(jī)就目前的車載GPS接收機(jī)而言，主要像下圖的形式存在。圖1 外置式車載導(dǎo)航儀或圖2

8、 內(nèi)嵌式車載導(dǎo)航儀這兩種形式，這兩種的導(dǎo)航儀本質(zhì)上沒有區(qū)別，都可以用來接收GPS信號(hào)和進(jìn)行路徑規(guī)劃。只是一種是外置的，一種是內(nèi)嵌式的?，F(xiàn)如今的車載導(dǎo)航儀不光可以了解車輛所在位置，導(dǎo)航。還集成了許多其他的功能，像路面限速信息，路面監(jiān)控信息，前方信號(hào)燈提醒，路程規(guī)劃，還有音樂播放器等功能。功能上可謂越來越強(qiáng)大。（2） GPS在車輛管理方的應(yīng)用運(yùn)輸物流公司可以通過自己公司旗下的汽車上的車載GPS設(shè)備發(fā)送的信息可以實(shí)時(shí)監(jiān)控貨車的行蹤。從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的管理和貨物的合理調(diào)配，從而大大的提高了公司的管理效率。同時(shí)，公司可以將其有關(guān)車輛的信息在網(wǎng)頁等地方開放給客戶，供客戶及時(shí)了解并選擇合理的方案，減少了中間不必

9、要的環(huán)節(jié)，大大提高了公司的經(jīng)濟(jì)效率。例1， 客戶想將一批貨物從北京運(yùn)往上海，本來想選擇A物流公司，在上該公司網(wǎng)頁查詢過后發(fā)現(xiàn)A公司的運(yùn)輸車輛已經(jīng)出發(fā)，下次的車輛要明天才能出發(fā)。由于客戶需要趕快運(yùn)送貨物，他就在此上B物流公司的網(wǎng)站進(jìn)行查詢，從而使用了B公司的物流系統(tǒng)。這樣一來大大節(jié)省了客戶的時(shí)間，不用在白白的等待。例2， 客戶在貨物運(yùn)輸后，想了解下貨物的運(yùn)輸情況。可以在網(wǎng)頁上輸入自己的貨物單號(hào)后就能準(zhǔn)確的查詢到貨物所在地址，還能看到貨物的行動(dòng)軌跡，方便顧客掌握信息。圖3 物流管理網(wǎng)頁（3） GPS在運(yùn)輸方的應(yīng)用因?yàn)檐囕dGPS裝置的存在，司機(jī)的運(yùn)輸旅途體驗(yàn)也得到了極大地優(yōu)化。車載GPS裝置上一般會(huì)

10、預(yù)下載全國的地圖，這方便司機(jī)在外地不認(rèn)識(shí)路的情況下的運(yùn)輸，也不用每到一處地方再去購買當(dāng)?shù)氐牡貓D。車載GPS會(huì)有路線規(guī)劃的模塊，儀器內(nèi)部有完善的算法支持。（專業(yè)設(shè)備事用的算法應(yīng)該是經(jīng)過優(yōu)化過后的算法，在方法原理部分提到的算法只是基本的算法，優(yōu)化后的算法更加簡便，方便駕駛員）駕駛員可以選擇走高速還是走國道，在哪個(gè)地方進(jìn)行停靠。線路規(guī)劃完畢后，會(huì)在顯示器上顯示路徑，司機(jī)只要跟著路徑開就好，還可以提醒司機(jī)各種路況請(qǐng)況，幫助司機(jī)提前規(guī)避路況高峰。 圖4 路線規(guī)劃當(dāng)今的手機(jī)地圖的導(dǎo)航軟件，還有著利用自己的GPS定位來搜索周邊信息的功能。每當(dāng)司機(jī)在外地運(yùn)輸，不一定熟悉當(dāng)?shù)氐那闆r，如若想要住店，吃飯這些都能成

11、為司機(jī)的問題。運(yùn)用搜索功能，可以按照自己的喜好，自己設(shè)定索搜索距離，來尋找附近的酒店，餐廳等設(shè)施。這樣一來就能極大地方便了司機(jī)的工作。 圖5 周邊搜索（4）GPS在接貨方的應(yīng)用很多人在網(wǎng)上購物后，都想知道自己的包裹運(yùn)到了什么地方，想要實(shí)時(shí)追蹤自己的包裹物流信息。這是大多數(shù)消費(fèi)者都會(huì)有的想法。利用GPS系統(tǒng)這樣的想法可以很完美的實(shí)現(xiàn)。物流公司給每個(gè)貨物都編上號(hào)碼，方便管理。在貨物進(jìn)行分揀之后，物流公司的分揀員可以登記每輛車上的貨物編號(hào)，將編號(hào)與車輛相結(jié)合，利用車載GPS的定位系統(tǒng)，實(shí)時(shí)向公司發(fā)送該汽車的位置信息。這樣一來，如果客戶想查詢貨物信息，完全可以通過車輛的定位信息來確定位置。具體的操作就

12、是，客戶通過自己的貨物編號(hào)，進(jìn)入物流公司的網(wǎng)站的查詢頁面，在查詢頁面中輸入自己的貨物單號(hào)。公司的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在接到指令后可以在網(wǎng)頁上反饋該貨物的物流信息，如在那里收貨，在那里分揀等。而且，也可以反饋給客戶當(dāng)前的貨物位置信息。既可以以地圖的形式也可以以文字的形勢(shì)進(jìn)行反饋?？蛻粼诓榈叫畔⒑缶涂梢源蟾诺毓烙?jì)貨物到達(dá)時(shí)間等信息。圖6 物流信息查詢（5）GPS在貨物配送的應(yīng)用在貨物到達(dá)目的地的城市后，分區(qū)域配送又是一個(gè)可以用到GPS及GIS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。貨物在城市的分揀中心分揀后送到各個(gè)物流公司的門市店，在快遞小哥去送快前，可以先通過公司的數(shù)據(jù)庫調(diào)出每個(gè)貨物送達(dá)地點(diǎn)的位置信息，利用軟件可以擬定一條送貨的

13、最短路徑，從而大量的節(jié)省送貨的時(shí)間，提高送貨的效率。當(dāng)然，開發(fā)出一個(gè)管理軟件是更好的選擇。管理軟件可以直接從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出位置信息，不用在一個(gè)一個(gè)位置的手動(dòng)輸入，在貨物運(yùn)達(dá)物流門店時(shí)，就能將計(jì)算好的路徑呈獻(xiàn)給快遞小哥，更加方便快遞小哥送快遞的效率。圖7 送貨快遞小哥4、 總結(jié)隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，物流的發(fā)展越來越需GPS行業(yè)的發(fā)展來支撐。GPS在越來越多的方面得到了廣泛的應(yīng)用。本文詳細(xì)介紹了車輛上的GPS接收機(jī),GPS在車輛管理方的應(yīng)用,GPS在運(yùn)輸方的應(yīng)用（規(guī)劃路徑）, GPS在接貨方的應(yīng)用,GPS在貨物配送的應(yīng)用。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和人們認(rèn)識(shí)的提高，GPS將在現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮越來越重要的作用。 GPS技術(shù)在中國處于一個(gè)冉冉升起的階段，他的巨大潛力需要我們不斷努力來實(shí)現(xiàn)，它的前景非常誘人。在信息社會(huì)，對(duì)于各種信息的獲取及處理要求快速、準(zhǔn)確、在不久的將來GPS技術(shù)就將同其它識(shí)別技術(shù)一樣深入我們的生活、改善我們的生活。對(duì)于這樣一個(gè)新技術(shù)，我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)宣傳力度，希望能夠盡早普及它，利用它，提高我們的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)：【1】 馮希. 基于GPS物流車輛調(diào)度平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J. 物流工程與管理, 201