１ 引言
货物多式联运是指由多式联运经营人使用两种或两种以上的不同运输方式，将货物送至目的地的货物运输。集装箱使货物组成一个运输单元，这正适合了多式联运将几种运输方式组合起来的运输形式，集装箱与多式联运结合起来产生了巨大的优势：方便了货物在各种运输方式间的转换，减少了转换所需的时间和费用，并对货物运输质量起到了保证作用。所以集装箱多式联运具有十分重要的意义。
集装箱多式联运问题可以归结为如何在满足客户需求的基础上，通过确定合理的联运方式和运输路径使物流的总费用最小化。然而，多式联运有其固有的技术复杂性。由于涉及多种运输方式，往往空间跨度巨大，各种运输方式的运输网络通常都十分庞大。为实现多式联运的全程最优化，不仅要做到多种运输方式内部优化，尤其要做到它们之间的组合最优化。多式联运是一项十分复杂的系统工程，需要多种技术手段综合应用，其中之一是集成地理信息系统（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ＧＩＳ）技术，国外有关这方面的研究见文献１２３。
２ 多式联运的属性
“多式联运是多种运输方式的联合协调运输”４，多式联运强调的是公路、铁路、海运、河运等多种方式的无缝衔接和紧密协调。由于集装化运输在装卸和换装方面的突出优势，集装箱成为了多式联运的一种主要形式。集装箱多式联运与选择的联运方式、运输路径有很大关系。通常，运输优化和基础设施是多式联运的中心问题，而管理、法律环境和信息交换也是影响多式联运的重要因素。
多式联运的属性有：
（１）空间属性：运输实现货物的空间位移，运输起讫地及其之间的地理特征。运输起讫地具有的交通方式决定运输方式的选择；运输起讫地之间的距离构成运输距离；运输起讫地跨越的地理空间具有的运输方式影响运输方式的转换。
（２）时间属性：运输消耗时间，完成一次多式联运的时间消耗包括选用的各种运输方式的运输时间，以及运输方式转换时间。时间是衡量运输效益的重要因素。
（３）成本属性：运输消耗的货币衡量。多式联运的成本因素除了通常意义上的燃料费用、设备费用、劳动力费用和管理费用外，转换运输方式的总费用是重要部分。
（４）网络属性：多式联运运用了多种运输方式，而各种运输方式如公路、铁路和水运等都有一个庞大的网络，多式联运从一个运输网络转换到另一个网络。运输优化是选择运输路线和转换节点（即车站或港口）。
（５）信息属性：多式联运的信息十分复杂，信息联系的广泛性和信息交换的频繁性远远超过了单一形式的运输，而空间信息的采集、处理和运用应是多式联运信息管理的重点之一。
３ 交通运输中的ＧＩＳ技术
３．１ ＧＩＳ在交通运输中的应用意义
ＧＩＳ应用日趋广泛。ＧＩＳ技术不仅具有对空间和属性数据采集、输入、编辑、存储、管理、空间分析、查询、输出和显示功能，而且可为系统用户进行预测、监测、规划管理和决策提供科学依据５。运输活动对空间信息有很强的依赖性，如运输路径的选择，装、卸和换装站、港口的选择等，都涉及到如何处理大量的空间属性，以缩短运输时间、降低运输成本。经过十多年的发展，ＧＩＳ技术已经广泛用于解决交通运输管理和决策中的常见问题，比如最短路径问题、网络流问题、设施选址问题、出行需求模型、土地利用与交通相互关系模型等。目前，常见的ＧＩＳ产品如Ａｒｃ Ｖｉｅｗ、ＭａｐＩｎｆｏ、Ｔｒａｎｓ ＣＡＤ等均可选作提供交通运输的空间信息支持平台。可见，将其应用于多式联运系统中，可大大加强对整个运输过程的全面控制和管理，实现高效、高质的运输服务。
３．２ ＧＩＳ空间数据结构
ＧＩＳ的数据结构，主要有两种类型：基于矢量（图形）和基于栅格（图像）的数据结构。现代的ＧＩＳ结合了两种数据结构或采用了混合结构。点、线、面是ＧＩＳ抽象表达空间地理实体类型的三个基本要素。ＧＩＳ将根据对象类型或属性不同，把现实世界抽象存储在不同的层面中。在集装箱多式联运全程中，运输车辆、停靠车站 港口、机场等用点来表示；具有线性特征的公路、铁路、河道、航线及运输路线抽象为线；地理区域等用面状多边形表示。一个运输方式的专用网络对应ＧＩＳ的一个图层。
４ 集装箱多式联运的网络模型
４．１多式联运的网络结构
多式联运连接多个运输网络。多式联运的目标就是要综合利用公路网、铁路网、内河／远洋航运网、空运网等网络设施，充分习发挥现有车站、港口、机场、公路、铁路、河道、航线的联合运输优势，创造出“一加一大于二”的综合效益。
为了利用ＧＩＳ平台，需要为不同运输方式的网络构造图层，在图２中，集装箱在工厂装车，经公路网运至换装车站，改由火车运输至换装车站，再由汽车运至目的地。公路网、铁路网描绘在不同图层上，为了表示集装箱在不同运输方式间的转换过程，需要在转换地与下一图层间添加连接弧，该弧意义重大，由于换装集装箱而产生的时间（或成本）消耗，都可以用该弧表示。这样，即可运用运筹学中网络理论６，建立多式联运的运输网络图，图中的节点包括运输的起讫点、车站、港口、机场等。多式联运网络中的弧要作如下扩充：
（１）在起运点，如果存在多种可选运输方式，则插入与这些运输方式最近点（车站、港口或机场）的连接弧；
（２）在目的地，如果存在多种可选运输方式，则插入与这些运输方式最近点（车站、港口或机场）的连接弧；
（３）在换装地，如果存在多种可选运输方式，则插入与这些运输方式最近点（车站、港口或机场）的连接弧。
