引言

　　目前采用的GPS與電子地圖結(jié)合起來，可實(shí)現(xiàn)對車輛的實(shí)時(shí)調(diào)度;但GPS系統(tǒng)受外部環(huán)境的影響較大，且存在有信號盲區(qū)，例如在山區(qū)、高層建筑附近、橋下以及隧道內(nèi)，GPS都會出現(xiàn)信號中斷等情況，從而丟掉車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)，而且在出現(xiàn)盲區(qū)后，重新定位所需時(shí)間較長，這樣對車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控就存在一定的問題;而汽車行駛記錄儀不存在盲區(qū)問題，真正能夠?qū)︸{駛員和車輛的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。

　　本文設(shè)計(jì)的車輛動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)集3G(GPS、GSM、GIS)和車輛行駛記錄儀技術(shù)于一體，它既能實(shí)現(xiàn)GPS調(diào)度管理，又能發(fā)揮汽車行駛記錄儀可有效監(jiān)管駕駛員的優(yōu)勢，從而可達(dá)到預(yù)防交通事故的目的，兩者融合還能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛的實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)控和調(diào)度指揮，故可為交通部門、企事業(yè)單位及個(gè)人用戶實(shí)現(xiàn)車輛管理現(xiàn)代化提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

　　1調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　本車輛調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)集GSM、GPS和車輛行駛記錄儀接收機(jī)為一體，并通過移動監(jiān)控目標(biāo)將動態(tài)位置(經(jīng)度、緯度)、時(shí)間、狀態(tài)等信息，實(shí)時(shí)地通過GSM網(wǎng)傳送至監(jiān)控中心，然后在具有強(qiáng)大地理信息查詢功能的電子地圖上進(jìn)行移動監(jiān)控目標(biāo)位置及運(yùn)動軌跡的顯示和回放，從而為車輛的調(diào)度監(jiān)控提供可視化依據(jù)，提高車輛的運(yùn)行安全和運(yùn)營效率。

　　1.1 系統(tǒng)硬件組成

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　　本車輛調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)主要由3部分組成。其中車載終端部分(包括GPS接收機(jī)/GPS天線、GSM通訊機(jī)/GSM天線、車輛行駛記錄儀組成)的外部硬件如圖1所示;其次是GSM通信網(wǎng)絡(luò)部分(包括GSM基站控制器，移動交換中心，GSM業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)以及GSM骨干網(wǎng)等)以及監(jiān)控中心部分(包括系統(tǒng)接收端，GIS管理系統(tǒng)、監(jiān)控終端設(shè)備等)，其硬件如圖2所示。本系統(tǒng)中的移動目標(biāo)與監(jiān)控中心之間的定位信息與控制信息的發(fā)送與接收也可分成兩部分，在移動目標(biāo)與GSM網(wǎng)關(guān)之間利用GSM網(wǎng)，在GSM網(wǎng)關(guān)與車輛動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)之間則采用串口通信技術(shù)。

　　1.2工作原理

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　　本系統(tǒng)的工作原理如圖3所示，其中車載終端主要負(fù)責(zé)車輛的定位、發(fā)送位置信息、接收并處理監(jiān)控中心下行數(shù)據(jù)或命令;監(jiān)控中心則負(fù)責(zé)接收并處理移動單元的上行數(shù)據(jù)，同時(shí)在監(jiān)控平臺上形象、直觀地顯示車輛的位置和狀態(tài)，并根據(jù)需要進(jìn)行指揮調(diào)度;GSM通信網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)監(jiān)控中心和移動單元之間數(shù)據(jù)的無線傳輸，該傳輸采用GSM短信息方式，GPS車載臺的定位數(shù)據(jù)經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換后，可利用GSM手機(jī)的短信息信道傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心亦可通過GSM短信息信道向車輛發(fā)送指揮調(diào)度信令。GSM短信息方式具備GSM語音調(diào)制方式覆蓋范圍大和容量大的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，短信息業(yè)務(wù)也具備傳輸速度快、不影響語音通話、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。

　　2通信實(shí)現(xiàn)

　　2.1 GSM短信息方式

　　通過短消息可對車載終端進(jìn)行設(shè)備初始化和工作參數(shù)設(shè)定。監(jiān)控中心也可對車載終端進(jìn)行任務(wù)調(diào)度。監(jiān)控中心主要通過短信息功能發(fā)送漢字信息到車載顯示屏，從而實(shí)現(xiàn)車載信息調(diào)度功能。這樣，當(dāng)有信息到達(dá)時(shí)，車載終端就會提醒駕駛員。車載顯示屏可顯示漢字信息，并具有信息存儲、顯示功能。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，車輛將根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔定時(shí)發(fā)送車輛信息(含定位信息、車輛狀態(tài)信息)，時(shí)間間隔可由監(jiān)控中心遠(yuǎn)程調(diào)整。這樣，車輛一旦啟動，終端即可開始按設(shè)定的時(shí)間間隔發(fā)送車輛定位信息，而且信息可打包發(fā)送，同時(shí)每條信息中都含有中心設(shè)定條數(shù)的車輛位置和狀態(tài)信息。

　　2.2 系統(tǒng)接收端與監(jiān)控中心的接口通信

　　本接口主要解決GPS接收機(jī)與計(jì)算機(jī)串口的實(shí)時(shí)通信問題，以實(shí)時(shí)讀取串口信息，再經(jīng)計(jì)算機(jī)分類、編碼處理，轉(zhuǎn)換成用戶所需信息后，自動標(biāo)繪在電子地圖上。接口處理方法是首先打開通信口，然后根據(jù)GPS接收機(jī)設(shè)置通信波特率、傳輸格式，并清除接收隊(duì)列，接著在串口事件發(fā)生時(shí)提出請求，最后由主窗口響應(yīng)并檢查所產(chǎn)生事件，讀取串口信息。

　　3 監(jiān)控中心GIS軟件的開發(fā)

　　本系統(tǒng)采用國際上流行的組件式GIS二次開發(fā)工具M(jìn)apobiects2.2來實(shí)現(xiàn)動態(tài)跟蹤層實(shí)時(shí)顯示車輛信息的方法。系統(tǒng)中的地圖包含許多層，也就是層集。每個(gè)圖層在概念上都是一個(gè)數(shù)據(jù)庫，但它不是普通形式的數(shù)據(jù)庫，它包括地理信息和屬性信息。地圖的最上方是動態(tài)跟蹤層，最下方為地圖控件，中間為層集。它們的順序決定在地圖控件中的相互覆蓋關(guān)系。最下面的圖層最先繪制，最上面的圖層最后繪制。圖層對象代表矢量數(shù)據(jù)，影像層代表柵格數(shù)據(jù)，動態(tài)跟蹤層對象顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。顯示動態(tài)圖層必需用到動態(tài)跟蹤層，動態(tài)跟蹤層是地圖控件中的一個(gè)特殊圖層，它主要用于描繪位置可以動態(tài)改變的地理對象，如全球定位系統(tǒng) (GPS)中的對象位置。TrackingLayer對象代表地圖控件中的一個(gè)圖層，它顯示在層集之后，并可相對層集獨(dú)立重顯。GeoEvent對象代表一些TrackingLayer中的離散對象，這些對象可以用編程的方法移動。每一個(gè)GcoEveni對象都可顯示在地圖控件的 TrackingLayer對象上。一個(gè)GeoEvent對象可用一個(gè)symbol對象來描述，其X、Y屬性可以讀取GcoEvent對象的地理位置。使用Move和MoveTo方法可移動一個(gè)oeoEvent對象。

　　4系統(tǒng)功能

　　本系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫使用Access，前臺開發(fā)工具使用Visual Basic，并采用目前比較流行的ADO數(shù)據(jù)訪問技術(shù)來將每個(gè)數(shù)據(jù)庫表的字段和操作封裝到類中，從而成功地將面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中。操作時(shí)可通過在Visual Basic中加入Mapobjects2.2控件調(diào)入地圖數(shù)據(jù)庫。采用地圖顯示和運(yùn)動軌跡的描繪分開的方法，即先由計(jì)算機(jī)根據(jù)客戶端發(fā)送的軌跡的經(jīng)緯度生成一個(gè)透明圖層繪制渲染要描繪的點(diǎn)，再將此圖層疊加至客戶端的電子地圖上進(jìn)行顯示。通訊網(wǎng)關(guān)的GSM模塊采用西門子公司的TC35IT終端。

　　本調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能：

　　(1)記錄目標(biāo)車輛的行車資料，如對車輛的位置、運(yùn)行速度、運(yùn)行方向等定位信息及狀態(tài)信息的存儲。

　　(2)數(shù)據(jù)信息管理功能，如操作人員與車輛信息的管理，數(shù)據(jù)記錄的添加、刪除、瀏覽、查找，統(tǒng)計(jì)報(bào)表的生成、保存、打印等。

　　(3)定點(diǎn)監(jiān)控及電子地圖顯示功能，如將車輛的定位信息及行車狀況在GIS地圖上動態(tài)顯示，地圖縮放、漫游測距、圖層控制、位置查詢、地圖信息查詢等。

　　(4)車輛監(jiān)控調(diào)度功能，如車輛信息的實(shí)時(shí)顯示、車輛的實(shí)時(shí)跟蹤、遠(yuǎn)程控制、對車輛的實(shí)時(shí)調(diào)度、車輛運(yùn)行軌跡回放等。

　　(5)系統(tǒng)管理功能，如系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境設(shè)置、系統(tǒng)登陸、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、權(quán)限分配、日志查詢等。

　　5結(jié)束語

　　本設(shè)計(jì)用戶只需投人較少的硬件設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)車輛的實(shí)時(shí)調(diào)度、監(jiān)控和準(zhǔn)確定位功能。事實(shí)上，本系統(tǒng)在警車的調(diào)度和指揮，公共汽車的合理調(diào)度，運(yùn)鈔車監(jiān)控以及各運(yùn)輸公司車輛的監(jiān)控等方面，都將具有廣泛的應(yīng)用前景。