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引言 隨著交通運輸業的日益發展，如何利用現代科技來提高車輛的使用效率、降低耗損，建立集監控、指揮、科學管理、協調運營、安全防范為一體的監控調度體系，并加強對不可預見危險的安全防范能力，已經成為目前迫切需要解決的問題。目前采用的GPS只是一種宏觀管理方法，它與電子地圖結合起來，可實現對車輛的實時調度;但GPS系統受外部環境的影響較大，且存在有信號盲區，例如在山區、高層建筑附近、橋下以及隧道內，GPS都會出現信號中斷等情況，從而丟掉車輛運行數據，而且在出現盲區后，重新定位所需時間較長，這樣對車輛進行實時監控就存在一定的問題;而汽車行駛記錄儀不存在盲區問題，真正能夠對駕駛員和車輛的運行狀況進行實時記錄。 為此，本文設計的車輛動態監控系統集3G(GPS、GSM、GIS)和車輛行駛記錄儀技術于一體，它既能實現GPS調度管理，又能發揮汽車行駛記錄儀可有效監管駕駛員的優勢，從而可達到預防交通事故的目的，兩者融合還能夠實現對車輛的實時動態監控和調度指揮，故可為交通部門、企事業單位及個人用戶實現車輛管理現代化提供強有力的技術支持。 1調度監控系統硬件設計 本車輛調度監控系統集GSM、GPS和車輛行駛記錄儀接收機為一體，并通過移動監控目標將動態位置(經度、緯度)、時間、狀態等信息，實時地通過GSM網傳送至監控中心，然后在具有強大地理信息查詢功能的電子地圖上進行移動監控目標位置及運動軌跡的顯示和回放，從而為車輛的調度監控提供可視化依據，提高車輛的運行安全和運營效率。 1.1 系統硬件組成 本車輛調度監控系統主要由3部分組成。其中車載終端部分(包括GPS接收機/GPS天線、GSM通訊機/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通信網絡部分(包括GSM基站控制器，移動交換中心，GSM業務支持節點以及GSM骨干網等)以及監控中心部分(包括系統接收端，GIS管理系統、監控終端設備等)，其硬件如圖2所示。本系統中的移動目標與監控中心之間的定位信息與控制信息的發送與接收也可分成兩部分，在移動目標與GSM網關之間利用GSM網，在GSM網關與車輛動態監控系統之間則采用串口通信技術。 1.2工作原理 本系統的工作原理如圖3所示，其中車載終端主要負責車輛的定位、發送位置信息、接收并處理監控中心下行數據或命令;監控中心則負責接收并處理移動單元的上行數據，同時在監控平臺上形象、直觀地顯示車輛的位置和狀態，并根據需要進行指揮調度;GSM通信網絡負責監控中心和移動單元之間數據的無線傳輸，該傳輸采用GSM短信息方式，GPS車載臺的定位數據經過格式轉換后，可利用GSM手機的短信息信道傳到監控中心，監控中心亦可通過GSM短信息信道向車輛發送指揮調度信令。GSM短信息方式具備GSM語音調制方式覆蓋范圍大和容量大的優點，同時，短信息業務也具備傳輸速度快、不影響語音通話、價格便宜等優點。 2通信實現 2.1 GSM短信息方式 通過短消息可對車載終端進行設備初始化和工作參數設定。監控中心也可對車載終端進行任務調度。監控中心主要通過短信息功能發送漢字信息到車載顯示屏，從而實現車載信息調度功能。這樣，當有信息到達時，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。系統運行時，車輛將根據設定的時間間隔定時發送車輛信息(含定位信息、車輛狀態信息)，時間間隔可由監控中心遠程調整。這樣，車輛一旦啟動，終端即可開始按設定的時間間隔發送車輛定位信息，而且信息可打包發送，同時每條信息中都含有中心設定條數的車輛位置和狀態信息。 2.2 系統接收端與監控中心的接口通信 本接口主要解決GPS接收機與計算機串口的實時通信問題，以實時讀取串口信息，再經計算機分類、編碼處理，轉換成用戶所需信息后，自動標繪在電子地圖上。接口處理方法是首先打開通信口，然后根據GPS接收機設置通信波特率、傳輸格式，并清除接收隊列，接著在串口事件發生時提出請求，最后由主窗口響應并檢查所產生事件，讀取串口信息。 3 監控中心GIS軟件的開發 本系統采用國際上流行的組件式GIS二次開發工具Mapobiects2.2來實現動態跟蹤層實時顯示車輛信息的方法。系統中的地圖包含許多層，也就是層集。每個圖層在概念上都是一個數據庫，但它不是普通形式的數據庫，它包括地理信息和屬性信息。地圖的最上方是動態跟蹤層，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據，影像層代表柵格數據，動態跟蹤層對象顯示實時數據。顯示動態圖層必需用到動態跟蹤層，動態跟蹤層是地圖控件中的一個特殊圖層，它主要用于描繪位置可以動態改變的地理對象，如全球定位系統 (GPS)中的對象位置。TrackingLayer對象代表地圖控件中的一個圖層，它顯示在層集之后，并可相對層集獨立重顯。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GcoEveni對象都可顯示在地圖控件的 TrackingLayer對象上。一個GeoEvent對象可用一個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oeoEvent對象。 4系統功能 本系統的后臺數據庫使用Access，前臺開發工具使用Visual Basic，并采用目前比較流行的ADO數據訪問技術來將每個數據庫表的字段和操作封裝到類中，從而成功地將面向對象的程序設計思想應用到數據庫應用程序設計中。操作時可通過在Visual Basic中加入Mapobjects2.2控件調入地圖數據庫。采用地圖顯示和運動軌跡的描繪分開的方法，即先由計算機根據客戶端發送的軌跡的經緯度生成一個透明圖層繪制渲染要描繪的點，再將此圖層疊加至客戶端的電子地圖上進行顯示。通訊網關的GSM模塊采用西門子公司的TC35IT終端。 本調度監控系統能夠實現如下功能： (1)記錄目標車輛的行車資料，如對車輛的位置、運行速度、運行方向等定位信息及狀態信息的存儲。 (2)數據信息管理功能，如操作人員與車輛信息的管理，數據記錄的添加、刪除、瀏覽、查找，統計報表的生成、保存、打印等。 (3)定點監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)車輛監控調度功能，如車輛信息的實時顯示、車輛的實時跟蹤、遠程控制、對車輛的實時調度、車輛運行軌跡回放等。 (5)系統管理功能，如系統運行環境設置、系統登陸、數據備份與恢復、權限分配、日志查詢等。 5結束語 本文設計的基于3G和車輛行駛記錄儀的調度監控系統，主要適合車輛數較小(<100)的單位，系統通信采用GSM模塊和計算機組成，用戶只需投人較少的硬件設備，即可實現車輛的實時調度、監控和準確定位功能。事實上，本系統在警車的調度和指揮，公共汽車的合理調度，運鈔車監控以及各運輸公司車輛的監控等方面，都將具有廣泛的應用前景。 |
