Интеграция геоинформатики и логистики

УДК!

_ÏTI

H. И. Коваленко

Интеграция геоинформатики и логистики

Статья описывает процесс интеграции геоинформатики и логистики. Показаны общие области исследования для этих наук. Показано, что геоданные включают большее число параметров,чем логистические данные. Поэтому геоинформационные технологии могут включать логистические технологии и давать большее число логистических решений.

Дается анализ потоков в логистике и информатике. В логистике применяют материальные и информационные потоки, а в геоинформатике — информационные операции.

Описанаинформационная логистикакак переходное звено между геоинформатикой и логистикой. Основные понятия информационной логистики: информационный поток , информационная система и информационная технология в геоинформатике трансформируется в понятия: информационный поток ,геоинформационная система, и геоинформационная технология.

В логистике выделены основные модели: логистический канал логистическая цепь, логистический цикл , а в геоинформатике: цифровая модель , информационная модель , информационная конструкция , информационная единица , информационная ситуация, информационная позиция и информационное взаимодействие.

Описаны модели,применяемые в логистике и геоинформатики. Показано сходство и различие между ними.

Ключевые слова: информация, геоинформатика, логистика, геоинформационные технологии, моделирование, цифровое моделирование

N. I. Kovalenko

Integration of Geoinformatics and Logistics

This article describes the process of integrating of Geoinformatics and logistics. Article shows the general area of research for Geoinformatics and Logistics. Article shows that the geodata include more parameters than the logistics data. Article argues that GIS technology can include logistics technology and give a greater number of logistics solutions.

The article analyzes the information flows in logistics and informatics. In logistics use material and information flows, in Geoinformatics — information operations. This article describes the information logistics as a transition link between Geoinformatics and logistics. Basic concepts of information logistics: information flow information system and information technology transformed into Geoinformatics concepts: information flow, GIS, and GIS technology.

In logistics the basic model: the logistic channel, logistics chain, logistics cycle, In Geoinformatics: the digital model,information model,information design,information item, the information situation, position information and information interaction. The article reveals the content of the models used in Logistics and Geoinformatics. It is shown the similarity and difference between them.

Keywords: information, geoinformatics, logistics, geoinformation technology, modeling, digital simulation

Введение

Г/Т'^^еоинформатика и логистика имеют Цр} / общее поле приложения земную по-Ч^х верхность и пространственные объек-¡Ты. Логистика делится на внешнюю и внутреннюю. Внутренняя логистика осуществляется внутри организации. рЩ|рвяздаасмате|Шльньши и немате-

риальными операциями, совершаемыми в процессе! внутризаводской переработки сырья, материалов, полуфабрикатов. Эта логистика слабо связана с геинформатикой. Внешняя логистика осуществляется вне организации. Она связана с управлением, транспортированием, складированием и другими материальными и информационными операциями,

Совершаемыми1 в процессе^'ДОВедения ^материалов дО промышленных предприятий и доведения готовой продукции до потребителя. Внешняя логистика связана с геоинформатикой. В общем, логистика — наука о планировании, контроле и управлении материальными и информационными потоками на поверхности Земли. Выделенное курсивом не говорят, но подразумевают. Геоинформатика это наука, которая занимается изучением процессов, объектов и явлений: на поверхности Земли, под Землей и в околоземном космическом пространстве. Курсив показывает сходство областей. Однако до последних лет эти направления развивались независимо. Важным объектом исследования для логистики в геоинформатике являются пространственные отношения [1]. Еще один важный фактор применения геоинформатики — снижение рисков и информационной неопределенности при принятии управлен-ч&ких решений [2].

Данные и геоданные

Логистика оперирует с данными и показателями, основные из которых следующие [3]:

- время поставки;

- точность, верность, обязательность поставки;

- готовность к поставке;

- качество поставок — определяется долей заказов, выполненных без дефектов в соответствии со спецификацией;

- гибкость — готовность предприятия выполнить вносимые клиентом изменения;

- оптимальный поток;

- информация — способность предприятия выдавать запрашиваемые клиентом сведения на всех стадиях.

Геоинформатика оперирует с геоданными. Геоданными называют данные о процессах и явлениях на земной поверхности, которые включают три классифицированные и интегрированные в единую систему группы данных: «место», «время», «тема» [4]. Подчеркнем, что геоданные, как обобщение данных, включают не только данные области наук о Земле, но и других областей. К этим дополнительным областям относят: транспорт, экономику, экологию, управление, образование, анализ, искусственный интеллект и т.д. Другими словами, объем понятия термина «геоданные» в современной трактовке вышел за рамки наук о Земле. Но главное в том, что геоданные включают логистические данные. Геоинформация и геоданные служат основой поддержки принятия решений [5]. Геоданные интегрируют многие данные, но в тоже время характерна специализация геоданных, например для цифрового моделирования, для управления транспортом. Следует ожидать появление специальных ^еоданных для решения логистических задач.

Геоданные включают большее число параме-Цров, чем логистические данные. Поэтому применение геоинформационного моделирования [6] расширяет возможности логистического моделирования. Важным является классификация геодан-

Чыхкйа'-три .-ЩуРйыйШйстШй «время», «тема».цЭта

система данных позволяет решать задачи, которые при разделении на отмеченные группы не решаются. Особенно важно это при решении логистических задач. Современная логистика использует пространственную информацию и нуждается в методах геоинформатики.

Потоки в геоинформатике и логистике В логистике применяют материальные и информационные потоки [3]. Материальный поток

— совокупность ресурсов одного наименования, находящихся в логистических процессах. Множество элементарных МП формирующихся на предприятии составляют общий материальный поток, обеспечивающий функционирование предприятия. Материальный поток имеет размерность (объем, время, количество, масса). Формой оценки материального потока может быть грузооборот или грузовой поток (количество грузов, перевезенное за определенный период времени).

Информационный поток представляет собой совокупность информационных ресурсов, находящихся в информационных процессах. Классическими информационными потоками являются сетевые потоки. Элементарное перемещение ресурса называется операция.

Логистическая операция — обособленная совокупность действий, направленных на преобразование материального или информационного потока. Логистическая операция может быть материальной (транспортировка, складирование, погрузка) и нематериальной (сбор данных о МП, хранение и передача данных).

Логистическая функция — укрупненная группа логистических операций, направленных на реализацию целей логистической системы. Основные функции — снабжение, производство, сбыт, обслуживание.

В геоинформатике нет специальных геоинформационных операций, там применяют информационные операции. Информационная операция

— обособленная совокупность действий, направленных на передачу или преобразование информационного потока. Информационная операция может быть только нематериальной.

Информационная функция — укрупненная группа информационных операций, направленных на реализацию целей информационной или геоинформационной системы.

Информационная логистика Информационная логистика естественным образом объединяет геоинформатику и логистику. Информационная логистика [7] — это часть логистики, которая организует поток данных (информации), сопровождающий материальный поток в процессе его перемещения. Информационная логистика является связующим звеном между снабжением, производством и сбытом на предприятиИ Информационная логистика управляет всеми процессами движения и складирования товаров на предприятии, тем самым обеспечивая своевремен-

27 |55М 2307-2447

ную доставку этих товаров в необходимом количе-¡ргве, требуемой комплектации и нужного качества из мест их производства до места потребления с минимальными затратами и оптимальным серви-ром. Основные понятия информационной логистики: информационный поток; информационная система; информационная технология.

Применительно к геоинформатике это трансформируется в понятия: информационный поток; геоинформационная система; геоинформационная технология. То есть специально выделять геоинформационный поток нецелесообразно, поскольку в нем нет специфики и он дублирует содержание информационного потока. Точно также не целесообразно вводить понятие «геоинформационного пространства» в альтернативу «информационному пространству». Информационное пространство и информационный поток являются более общими понятиями, а геоинформационное пространство вообще не имеет никаких существенных признаков, отличающих его от информационного пространства.

Основная задача информационной логистики заключается в доставке информации к системе управления предприятием и от нее. Каждый уровень структуры предприятия должен получать только необходимую информацию в требуемые сроки.

Информационная логистика тесно связана с информационным управлением. Под информационным управлением [8] понимается организация и использование систем информационного обеспечения производственно-хозяйственных процессов на предприятии. Информационное управление в области транспорта основано на применении геоинформационных технологий, как основного инструмента управления [9]. Информационное управление с использованием геоинформационных технологий базируется на системном подходе [10], который комплексно исследует виды логистической деятельности. Необходимо отметить значение информационного обеспечения логистических процессов. Это обусловлено тем, что основой управления материальными потоками являются информационные потоки. Различают три варианта информационного взаимодействия [11] информационных и материальных потоков: опережающий, сопровождающий и поясняющий.

Опережающий информационный поток направлен на устранение неопределенности [12] и возможных проблем материального потока. Сопровождающий информационный поток повышает эффективность материального потока. Поясняющий информационный поток раскрывает информационную неопределенность.

Методы и подходы геоинформатики и логистики

В логистике основными моделями являются: логистический канал логистическая цепь, логи-стинеский цикл [3].

Логистический канал — упорядоченное мно-

жество, состоящие из поставщика, потребителя, перевозчиков, посредников, страховщиков и т.д. Потребитель или поставщик в условиях рыночной экономики имеют возможность выбора поставок по различным критериям с помощью применения различных методов вычисления рейтингов. После сделанного выбора логистический канал превращается в логистическую цепь.

Логистическая цепь — линейно упорядоченное множество физических и/или юридических лиц осуществляющих логистические операции по доведению внешнего материального потока от одной логистической системы до другой. Параметрами логистической цепи могут быть организационный коэффициент звенности, который показывает, сколько раз продукция была перепродана и складской коэффициент звенности, который показывает сколько перевалок прошла продукция на том же пути.

Логистический цикл — интервал времени между оформлением заказа на поставку товаров и доставкой продукции на склад потребителя.

В геоинформатике основными моделями являются [13]: цифровая модель, информационная модель, информационная конструкция, информационная единица [14], информационная ситуация [15], информационная позиция [16], информационное взаимодействие. Кроме того, в геоинформатике модели делятся на дескриптивные, ресурсные и интеллектуальные [17].

Современные формы представления и обработки информации связаны с цифровыми методами и цифровыми моделями. По мере развития систем коммуникаций и вычислительной техники, а также перевода различных видов информации в дискретную форму появились термины [13]: «цифровые данные», «цифровая информация», «цифровые технологии», «цифровые методы», «цифровые системы». Появление новой формы представления информации вызвали совместные процессы глобализации и информатизации.

Цифровые системы и технологии обработки пространственной информации делятся на два больших класса: обработка двумерной геоинформации и обработка трехмерной геоинформации. В свою очередь, обработка двухмерной геоинформации разделяется на два подкласса: обработку изображений и обработку плановых координат.

Разница между этими подклассами в том, что для обработки изображений используют, как правило, целочисленные координаты, а для обработки плановых координат (геодезических или фотограмметрических) используют интервальную шкалу и обычные вещественные переменные.

Таким образом, цифровая форма представления информации в геоинформатике выполняет интегрирующую функцию и создает возможность совместной обработки геоданных полученных их разных источников.

Среди пространственных цифровых моделей выделяют несколько видов: цифровая модель мест-

Роста I [18],""цйфровая модел1"!оВЪе1т1р'цифровая модель явления (процесса). Наибольшее применение находит цифровая модель местности.

Цифровая модель местности (ЦММ) [18] - информационная дискретная модель местности, предназначенная для хранения и обработки в компьютерных технологиях. Она должна содержать следующую совокупность свойств: свойства модели местности, свойства информационной модели, семиотические свойства, свойства компьютерной модели, свойства моделей данных, свойства модели базы данных, свойства координатной модели, измеримость, потребительские свойства информационной продукции, свойства геоданных. Важным свойством современных цифровых моделей является учет пространственных отношений и геореференций [1]. ЦММ обладает следующими свойствами.

1. Как модель местности ЦММ является описанием местности и объектов на ней. Она должна содержать специальную тематическую информацию о моделируемых объектах. Это означает, что ЦММ должна содержать описания и характеристики моделируемых объектов. Она должна выполнять описательную функцию объекта моделирования.

2. Как информационная модель ЦММ должна представлять объект моделирования в информационном поле, виде совокупности информационно определяемых параметров. Причем эти параметры должны описывать не только основные свойства объекта моделирования, но и основные отношения внутри объекта, а также между объектом и внешней средой.

3. Семиотические свойства ЦММ состоят в том, что она должна содержать в своем описании три качественные семиотические характеристики:

• синтаксис — правила построения и использования;

• семантику — содержательную часть об объекте моделирования;

• прагматику — полезность и допускать меру оценки полезности (ценности) от самой модели или от ее применения.

4. Как компьютерная модель ЦММ должна быть организована в виде структуры, позволяющей ее хранить и обрабатывать на компьютере. Это означает, что для полной ее реализации должна быть определена ее даталогическая и физическая составляющая. Она должна быть представлена в цифровом коде на машиночитаемом носителе информации.

5. Как модель данных вообще ЦММ должна быть определена на известном классе моделей. Это означает, что она должна в качестве логической основы содержать одну из базовых моделей данных, а также удовлетворять требованиям и обладать общими свойствами моделей соответствующего класса безотносительно к предметной области ее применения. Например, ее структура может быть сетевой, иерархической, линейной и т.п.

6. Как содержимое базы данных ЦММ должна быть организована не виде файловой системы,

а структурирована в модели базы данных. Это накладывает на нее дополнительные условия типизации данных и структурирования ее частей. Это определяет аналогичные требования к семействам ЦММ для возможности их совместного хранения в БД.

7. Как результат сбора статистической информации ЦММ должна обладать функциям! геостатистической модели. Использование геостатистики [19] применяется в первую очередь для ситуаций, имеющих вероятностные параметры или задаваемых неявно. При таком подходе цифровая модель дополняется вероятностными характеристиками, отражающими размытость границ объекта или явления

Цифровая модель местности является удобным инструментом для решения логистических задач. Применение методов и средств геоинформатики, позволяет проводить совместный пространственный анализ данных о состоянии природной среды и моделирования материальных потоков с использованием цифровых моделей, упрощает процедуры логистического прогнозирования и позволяет решать сложные задачи интермодальных перевозок.

Основной информационной системой применяемой в геоинформатике является геоинформационная система (ГИС). ГИС может служить основой информационной логистической системы или быть дополнением к ней [20]. Она может служить эффективным средством управления транспортом. Применение геоинформатики в логистике реализуется как комплекс технических и экономических исследований с целью решения логистических задач. Важной технологией в логистике является геоинформационное прогнозирование. Логистическая система — это адаптивная система с обратной связью, выполняющая те или иные логистические функции. Она, как правило, состоит из нескольких подсистем и имеет развитые связи с внешней средой. Геоинформационная система содержит возможности реализации логистической системы. Выводы

Актуальность интеграции геоинформатики и логистики связана с необходимостью расширения логистической деятельности и с усложнением логистических задач. Интеграция логистики и геоинформатики создает синергетический эффект, за счет возможности использования пространственных факторов, явно описанных методами геоинформатики и не выраженных явно в логистике. Геоданные, как основа решения пространственных и логистических задач представляют собой системный информационный ресурс [4]. Это дает возможность применения системного анализа в логистике и выявления дополнительных системных свойств логистических операций и логистических систем. Геоинформационное моделирование хорошо формализовано и может быть выражено с помощью логических схем, что повышает надежность результатов и щисэш I решениймащшшШйрх задайш!

29 ISSN 2307-2447

ЛИТЕРАТУРА

""М'айоров А.А., Цветков В.Я. Геореференция как применение пространственных отношений в геоинформатйЙ /я Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2012. №3. С.87-89.

Коваленко Н.И., Коваленко Н.А. Учёт неопределённости и риска в управлении железнодорожным транспортным комплексом // Вестник МГТУ МИРЭА «MSTU MIREA HERALD». 2014. № 3 (4). С. 189-194.

3. Гаджинский А. М. Логистика. М.: Дашков и К, 2004.

4. Савиных В.П., Цветков В.Я. Геоданные как системный информационный ресурс // Вестник российской академии наук. 2014. Т. 84. № 9. С. 826-829.

Цветков В.Я. Применение геоинформационных технологий для поддержки принятия решений // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2001. № 4. С. 128-138.

Цветков В.Я. Основы геоинформационного моделирования // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 1999. № 4. С.147-157.

Хэссиг К., Арнольд М. Информационная логистика и менеджмент потока работ // Проблема теории и практики управления. 1997. № 5. С. 101-106.

Цветков В.Я. Информационное управление. LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, Saarbrücken, Germany,

2012, 201 с.

Kuzhelev P. D. Geoinformation Technology for the Control of Transportation Objects // European Journal of Technology and Design. 2013. Vol.(2). № 2. p.129-133.

10. Tsvetkov V. Ya. Systems analysis in geoinformatics // European Journal of Technology and Design. 2013. Vol.(2). № 2. p.135-140.

11. Tsvetkov V. Yа. Information interaction // European Researcher. 2013. Vol.(62). № 11-1, p.2573- 2577.

12. Коваленко Н.И. Учёт неопределённости при управлении транспортным комплексом // Государственный советник. 2014. № 3. С. 50-54.

13. Lobanov A. A. Digital Simulation in the Geosciences // European Researcher. 2014. Vol. 82. No. 9-1. pp. 1611-1619.

14. Tsvetkov V. Ya. Information Units as the Elements of Complex Models // Nanotechnology Research and Practice. 2014. Vol.(1). № 1. Р. 57-64.

15. Соловьев И.В. Применение модели информационной ситуации в геоинформатике // Науки о Земле. 2012. № 01. С. 54-58.

16. Tsvetkov V. Ya. Information Situation and Information Position as a Management Tool // European Researcher. 2012. Vol.(36). № 12-1. p.2166-2170.

17. Maiorov A.A. Modern Development of Geoinformatics // European Researcher. 2014. Vol. 82. No. 9-1. pp. 1620-1627.

18. Цветков В.Я. Цифровые карты и цифровые модели // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2000. № 2. С. 147-155.

19. Цветков В.Я. Геостатистика // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2007. № 3. С. 174-184.

20. Маркелов В.М. ГИС как системы управления транспортом // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2013. № 2. С. 85-87.

REFERENCES

1. Maiorov A.A., Tsvetkov V.Ia. Georeference as the use of spatial relations in Geoinformatics. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Geodeziia i aerofotos"emka - News of higher educational institutions. Geodesy and aerial photography, 2012, no. 3, pp.87-89 (in Russian).

2. Kovalenko N.I., Kovalenko N.A. Uncertainty and risk in the management of rail transport system. Vestnik MGTU MIREA -MSTU MIREA HERALD, 2014, no. 3 (4), pp. 189-194 (in Russian).

3. Gadzhinskii A. M. Logistika [Logistics]. Moscow, Dashkov i K Publ., 2004.

4. Savinykh V.P., Tsvetkov V.Ia. Geodata system as an information resource. Vestnik rossiiskoi akademii nauk - Herald of the Russian Academy of Sciences, 2014, V. 84, no. 9, pp. 826-829 (in Russian).

Tsvetkov V.Ia. Application of GIS technologies for decision support. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Geodeziia i aerofotos"emka - News of higher educational institutions. Geodesy and aerial photography, 2001, no. 4, pp. 128-138 (in Russian). Tsvetkov V.Ia. Basis of geoinformation modeling. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Geodeziia i aerofotos"emka - News of higher educational institutions. Geodesy and aerial photography, 1999, no. 4, pp.147-157 (in Russian).

Khessig K., Arnol'd M. Information logistics and management of the workflow. Problema teorii i praktiki upravleniia - Problem theory and practice of management, 1997, no. 5, pp.101-106 (in Russian).

Tsvetkov V.Ia. Informatsionnoe upravlenie [Information management]. LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2012. 201 p.

Kuzhelev P. D. Geoinformation Technology for the Control of Transportation Objects. European Journal of Technology and Design,

2013, Vol.(2), no. 2, pp.129-133.

10. Tsvetkov V. Ya. Systems analysis in geoinformatics. European Journal of Technology and Design, 2013, Vol.(2), no. 2. pp.135-140.

11. Tsvetkov V. Ya. Information interaction. European Researcher, 2013, Vol.(62), no. 11-1, pp. 2573-2577.

12. Kovalenko N.I. The uncertainty in the management of transportation systems. Gosudarstvennyi sovetnik - The State Counsellor,

2014, no. 3, pp. 50-54 (in Russian).

13. Lobanov A. A. Digital Simulation in the Geosciences. European Researcher, 2014, Vol. 82, no. 9-1, pp. 1611-1619.

14. Tsvetkov V. Ya. Information Units as the Elements of Complex Models. Nanotechnology Research and Practice, 2014, Vol.(1)1, pp. 57-64.

15. Solov'ev I.V. The application of the model information in Geoinformatics. Nauki o Zemle - Earth Science, 2012, no. 1, pp. 54-58 (in Russian).

16. Tsvetkov V. Ya. Information Situation and Information Position as a Management Tool. European Researcher, 2012, Vol.(36), no. 12-1, pp. 2166-2170 (in Russian).

17. Maiorov A.A. Modern Development of Geoinformatics. European Researcher, 2014, Vol. 82, no. 9-1, pp. 1620-1627.

18. Tsvetkov V.Ia. Digital maps and digital models. Geodeziia i aerofotos"emka - Geodesy and aerial photography, 2000, no. 2, pp.147155.

19. Tsvetkov V.Ia. Geostatistika. Geodeziia i aerofotos"emka - Geodesy and aerial photography, 2007, no. 3, pp. 174-184 (in Russian).

20. Markelov V.M. GIS as a system of transport management. Geodeziia i aerofotos"emka - Geodesy and aerial photography, 2013, no. 2, pp. 85-87 (in Russian).

Информация об авторе

Коваленко Николай Иванович

(Россия, Москва) Профессор, доктор технических наук Московский государственный университет путей сообщения России E-mail: kni50@mail.ru

Information about the author

Kovalenko Nikolai Ivanovich

(Russia, Moscow) Professor, Doctor of Technical Sciences Moscow State University of Railway Transport of Russia E-mail: kni50@mail.ru