“数字中国”的建设成果已直接应用到了服务业中,在现代物流、保险、城市服务业中的垃圾管理等行业中也有着广泛的应用。
空间信息技术和现代物流技术二者的结合已经成为现代物流管理发展的必然趋势。现代物流是传统物流管理技术与ERP技术集成的典范,是一种先进的组织方式和管理技术,被广泛认为是企业在降低物资消耗、提高劳动生产率以外的重要增长点,其核心在于及时准确地获取和处理物流信息。随着以GIS、GPS、RS为代表的空间信息技术的快速发展,物流技术和空间信息技术二者的结合已经成为现代物流管理发展的必然趋势。物流信息中80%的信息与空间位置有关,而运输、仓储、配送等涉及的信息几乎全部与空间位置有着直接的关系。物流信息具有空间尺度、空间特征的性质,决定了它与空间信息技术的集成成为可能 [1] 。
空间信息技术的应用为现代物流的发展提供了广泛的支撑,大大推动了现代物流业的发展,主要体现在:空间信息技术的引入,对传统物流管理模式产生了重大的影响。以空间数据库为数据基础,改变了物流管理系统基于属性数据库的操作模式,为地理分析和空间分析奠定了基础;GIS概念的引入提高了物流管理的可视化程度。分布式GIS系统设计的实现方法,实现了大区域的物流作业管理,适合于物流作业分布式的特点;基于地理数据和空间数据的物流分析,比基于传统物流属性数据的分析具有更大的优势;GPS和通信技术的有效集成,使得移动目标定位数据和状态数据可以实现通过通信网络进行传输,实现了移动目标的实时动态监测,包括时间的实时性和空间的实时性。实现移动目标的实时监控,以GPS为代表的定位技术与通信技术的有效集成,不但可以实现远程的信息交换,而且还可以实现移动目标的实时监控,掌握物流作业的状态信息,适合于物流业流动性的特点,极大提高了物流业的工作效率,降低了流动性作业带来的风险。
空间信息技术与现代物流管理技术的有效集成是现代物流管理的一个最为显著的特点。空间物流信息平台实际上就是在上述技术的支撑下,通过建立完善的数据采集、分发、共享、处理、分析、存储的机制,构建的企业物流运作操作平台。典型的应用如下:
① 优化配送。
基于网络通信系统,迅速地发布配送和装载报告,物流公司将利用3S技术对车辆和货物装载情况进行实时调查,掌握第一手资料,根据实际情况,对发车时间和数量进行调整,从而有利于运输车辆的调度与管理。采用了无线局域网和其他技术的物流中心可以向车辆发出配送指令,车辆也可以向物流管理中心发送装载报告,这将使物流过程更合理。这种技术与车辆位置监测技术相互结合,可实现向距离装载地点最近的车辆发出装载指令、允许弹性实施运送计划等功能,这样有利于改善车辆条件,以提高运营效率。
② 最优路径的选择。
物流配送过程中,最优路径选择的意义相当重大,不仅涉及物流配送的成本效益,而且关系到物资能否及时送达,尤其对于重大工程建设、重大救援任务的顺利实施十分重要。GIS和GPS结合的最佳路径选择不是一个一次性的过程,其实质是一个路径诱导过程,即按运输车辆物流监控中心实时路况信息,以最短的距离或者最少的时间或最少成本到达目的地为原则,实时进行路径走向的决策。也就是说,实时路径诱导系统以行驶车辆的位置作为时间的函数不断地与路径规划产生的最佳路径相比较,实时更新路径诱导信息。而该信息是由监控中心或运输车辆导航仪提供的。这两种诱导方式对交通信息的发射、接收及信息终端容量的要求有所不同。如果运输车辆导航仪终端容量能够满足要求,通常采取车内动态路径诱导,即运输车辆驾驶员通过车内装置的电子地图来动态显示车辆位置,并决定行驶路径,实现动态路径诱导。如果所有运输车辆行驶路线都按照实时交通流信息动态调整,监控中心可以对所管辖的运输车辆的位置实时跟踪监控,随时搜索最优路径,从而可根据交通运输任务安排合适的运输车辆,减少空运时间,提高运输车辆的利用率。
除以上典型应用外,通过运用GIS/GPS,对物流过程中设备、运输车辆、司机行为进行跟踪监测,能使整个物流过程变得更加透明,从而更容易控制管理。例如,通过运用GIS/GPS与无线通信技术的结合可以有效监控司机的行为,在物流企业中,为了逃避过桥费、高速费而绕远路延误时间,或途中私自拉货而导致行程拖后,途中私自停留等现象司空见惯,传统的物流不能有效监控司机的行为。而基于GIS的现代物流系统可以通过对车辆的监控规范司机的行为,从而提高车辆运作效率,降低货物运输过程中费用,抵抗风险。
总之,将GPS/GIS/RS等空间信息技术应用于现代物流业中,大大推动了现代物流的发展,带来了物流效率和物流服务水平的提高。
我国是一个自然灾害繁多、灾害发生频繁的国家。常见的自然灾害有干旱、洪涝、台风、地震、滑坡、泥石流等。一般年份,我国受灾害影响人口约为2亿,其中约300万人需转移安置,死亡数千至上万人。农作物受灾面积4 000多万公顷,倒塌房屋300万间左右。进入20世纪90年代后,洪涝灾害更是呈上升趋势,每年受灾面积在数亿亩以上,直接经济损失平均超过1 500亿元,其中包括数十亿元的保险财产损失 [2] 。这些自然灾害使财产保险公司、受灾主体以及政府都遭受到了巨大的经济损失。如何运用先进的信息技术预测灾害对财产造成的损失大小,以及选择何种方案来降低损失已成为财产保险公司关注的重点。早在十几年前西方一些发达国家就开始利用GIS和计算机技术帮助保险公司模拟灾害将要发生的危害程度,也设立专门的机构来评估财产保单的风险以及研究如何降低财产保单的损失,并取得了良好的效果。近年来,在我国随着“数字中国”的不断研究和发展,GIS、RS和GPS技术已经在财产保险行业有了广泛的应用。
① 财产保单的灾情监测预测 [2] 。
通过集成防灾中心提供的灾情预测数据以及区域环境因子数据,运用地理信息系统技术分析灾害的危险性程度,包括灾害的强度和深度以及覆盖范围等要素。然后,通过地理信息系统读取财产保险保单业务数据,分析在灾害影响范围内的保单,根据财产保险对象特征,对财产保单进行易损性分析,即在不同程度的灾害下,对灾害影响范围内保单所造成损失的程度。获得其可能损失的程度,最后分析出财产保单灾情情况数据。
② 空间缓冲区分析 [3] 。
为了尽量减少保险公司的损失,当灾害即将发生时,保险公司的相关分析人员可以结合被分析区域的灾情预测数据、地理信息、环境因子、受灾范围内的保单信息等,通过GIS分析出受灾范围内对不同受保对象所形成的缓冲区域,从而预测可能产生的损失,进而采取相应的措施将风险损失降低到最低程度,最大程度挽回受灾主体、保险公司及政府的损失。例如,当洪水即将来临时,通过GIS对该地区降雨量的大小、某河流的流量、蓄洪能力、排洪能力以及该河流历史上各年的水文资料的信息进行分析,形成对周围工业、农业、居民区不同宽度的缓冲带。根据本地区受保对象中工业、农业、居民区保单的数量、受保程度等信息,保险公司会积极采取措施,以使损失降到最小。
③ 财产保险防灾减损预案决策支持 [4] 。
财产保险防灾减损预案支持是建立在对保单灾情预测基础上的,并根据不同财产保单的内容、地理环境要素以及灾情的种类来提供可选方案。如洪水发生时,受灾区投保的仓库可选的方案有转移物资、提高防水设施或者是放弃等,此时就需要对各种可选方案进行计算机模拟,同时结合当前社会经济数据及地理环境信息来计算可选方案的成本,通过比较为用户提供防灾减损的决策支持。
近年来,“数字中国”的研究和建设,大大加速了地理信息系统的应用进程,除了在环境保护、资源保护、灾害预测、投资评价、城市规划建设、政府管理等众多领域起着关键的作用之外,在环境服务业城市垃圾管理中也发挥着重要的作用,并已经取得了良好的经济效益和社会效益。
① 街道清洁。
在使用GIS之前,需要建立两个数据库,一是街道网络数据库,数据库中的地理空间数据包括街道、铁路、行政界线、城市绿地和城市中的水体等;二是根据居民状况和社会经济条件进行居民区划分,建立服务分区数据库,分区后每个区的信息包括交通拥挤程度、旅游业情况、商业活动、树木分布等,这样对于制定工作计划非常重要,例如,在秋季要清除落叶或者在交通繁忙的街道需要在晚上对道路进行清理。
然后,基于建立的街道网络数据库和服务分区数据库,通过GIS的分析功能,进行地图查询和编辑,了解邻近区域基本情况;可以根据调查得到的数据,制订工作计划,确定服务频率、面积和服务质量,合理分配人力物力;可以对原有计划和分区进行适当调整,优化现有配置;还可以按环境条件的变化,完成对数据库的更新。
② 垃圾收集。
为了达到有效的管理,需要精确地定义垃圾容器和收集地点的类型(一般类型、分类收集类型等,垃圾容器的不同容量等)和位置(通过街道名称和建筑物名称来确定,也可以建立新的代码)。根据得到的数据,建立起垃圾收集数据库,可以与街道网络、服务分区数据库联合使用。最终目的是基于用户的种类和垃圾总量,为垃圾收集容器找到适宜的位置和数量,使之更有效、灵活地完成收集服务,而且减少了管理费用。过多的垃圾箱使整理运输过程缓慢,并延误了其他地点的垃圾处理,而过少的垃圾箱使操作者不得不手工处理多出来的垃圾。因此,系统确定服务总量,并提供质量和数量参数来方便操作和管理,还可以提供工具对垃圾箱进行维护以及进行运输操作。
③ 垃圾填埋场选址。
垃圾填埋场的选址是一件很麻烦的事情,虽然每个人的日常生活都离不开,可谁也不希望将其建在自己生活区域周边,稍有不慎,垃圾填埋场的选择就会引起争议。最常见的例子就是,一个新开盘的小区如果市民得知该小区附近或周围一定距离内有一个垃圾填埋场,那么尽管该小区房子的价格要低于同类型其他小区,也不会迎来良好的销售业绩。可见,合理地选择垃圾填埋场的位置,无论是对社会、对个人还是对政府都有着很重要的意义。利用地理信息系统进行分析,可以为人们合理选择垃圾填埋场的位置提供参考。
原始资料的选择应尽可能多地包括基岩地质图和断裂带、松散沉积物的组成、松散沉积物的厚度、含水层的类型和分布、土壤类型、地形和地表水状况、湿地、100年的洪泛区、公路和铁路线、机场、主要的农田、输气和输油管线及井的位置、濒危或稀少的野生物种、学校、公园和保护区等方面的资料。通过GIS对以上资料进行分析,在分析的过程中需要将已有的原则和标准进行量化,以便在现有区域内选出适宜修建垃圾填埋场的大致位置。例如,为河流、湖泊和湿地建立500米的缓冲区,距离居民区应该在1 000米以外,不能位于洪泛区的区域内,距离公路网不要远于400米,也不要近于60米,选择合适的土地类型,尽可能使用未利用土地等。基于上面的原始资料,在已知原则和标准的基础上,建立相应的模型,利用GIS对原始资料进行分析,得出在现有区域内适宜修建垃圾填埋场的大致位置,以便决策者参考。