基于GPS的物流车辆监控体系构设和实现

1. 绪 论

1.1 背景意义
物流运输行业促进国民经济产业的快速发展至关重要，仓储物流和运输企业在长期发展过程中积累了丰富的经验，但由于车辆动态信息的实时监控尚未解决，信息反馈不及时，不精确的，不完整的问题，大量的高容量废物和运行成本。据统计，在中国约 120 多万公里的高速公路运行约 1200 多万民用车辆，有近一半是空的，平均为49%的空驶费率；数以万计物流企业在混乱无序的竞争过程中麻烦不断。业内人士指出，随着物流企业信息透明度的要求越来越高，通过 GPS 产品解决调度车辆的合理性，减少空载率发挥着积极的作用，GPS 系统在现代物流业中的应用将是一个消费的起源。近年来，随着美国经济增长率主要是由于提供服务而不是产品制造这样的经济增长趋势，物流在对国民经济和企业的发展中起到越来越重要的作用。然而，服务经济的发展不仅要求服务商品有可流动性，服务的提供者或服务的对象也是流动的，以前物流服务的过程离不开存储，但现如今一些如信息咨询服务不能被储存，随着服务工厂的概念生成，把企业的柔性制造，小批量的生产方式提出了更高的要求，同时也提高了客户对物流服务水平的反应的需求，这些都促使物流业向信息的智能化，自动化和决策方向发展。为了满足物流国际化的需要，服务形式和快速响应的要求，物流信息系统、电子数据交换技术、互联网、条码、在物流领域中的 GPS 及无线电频率技术等得到越来越广泛的应用。从 1998 年底开始，GPS 车辆监控系统已经在市场发展势头迅猛。几年的调整和酿造后，市场和产品技术的逐步成熟。GPS车辆监控系统技术在中国的过程中已经有较大的发展提高，提供了各种不同的网络通信网络，专业的通信系统的集群网络，公共网络，如 GPS 车辆监控系统。利用 GSM/GPRS 网络短消息通信系统的方法进行大规模的监测系统的建立。
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1.2 主要研究内容
本文主要研究的内容：
（1） 研究 GPS 系统的基本原理、工作流程、主要功能以及关联关系，为物流监控系统实际应用做准备。
（2） 研究物流行业的业务内容、主要流程，将物流行业的实际应用与GPS 系统相结合。
（3） 研究 GIS 的相关应用，并结合物流的业务特点，将物流的实际应用与 GIS 系统相结合。
（4） 研究 GPS 车辆监控系统，将 GPS、GIS、GPRS 和 Internet 技术结合，实现物流网络化信息化管理。
（5） 研究货物运输过程中的控制、追踪及预警，保证车辆货物的安全，降低风险。
（6） 在研究 GPS 物流车辆跟踪系统的过程中，形成方案，满足物流行业的商业应用。
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2. 技术背景

2.1 GPS 全球定位系统概述
2.1.1 GPS 全球定位系统的发展和意义
随着经济技术的不断发展，此项技术在民用领域已经广泛应用，进入实用阶段，在导航定位、气象预测、交通运输、精密测量等相关作业上GPS都有着突出的贡献。中国 GPS 市场尚处于市场导入期，但发展非常迅猛，北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统，随着国际卫星导航系统的发展而诞生的，是继美国的GPS、俄罗斯的格罗纳斯之后第三个成熟的卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力。随着北斗卫星导航系统的不断发展，对于打破外国 GPS 垄断、维护国家战略利益、推动产业升级、服务民生意义重大。
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2.2 GIS 地理信息系统概述

2.2.1 GIS 地理信息系统的发展和意义
早期 GIS 应用于城市和土地利用，70 年代随着计算机发展得到了巩固，在80 年代后期 GIS 取得了较大发展，90 年代以来，随着网络与信息化的发展，GIS逐渐进入人们生活领域。从面向从专业领域的项目开发到综合性城市与区域的可持续发展研究，从政府行为、学术行为发展到公民行为和信息民主，成为信息社会的重要技术基础[6]。我国从上世纪 80 年代研究对 GIS 研究工作开始至今，无论是在技术方面还是理论发面或者是实践方面均取得了很大进步，得到了广泛关注和迅猛发展。GIS 是对空间信息进行收集、存储、分析和可视化表达的信息处理与管理系统[7]。它是以数据库和硬件为条件，以计算机科学为基础，利用科学的管理方法和分析手段对为空间数据提供一个分析规划的信息系统。随着互联网应用的发展，为适应在互联网中对地理空间数据进行应用，基于 GIS 应用技术发展的Web GIS 得到了广泛的应用，它在 GIS 中嵌入 HTTP 标准协议，使其实现在互联网内容的发布和信息的管理。
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3. 物流车辆监控系统的分析与设计......22
3.1 物流车辆监控系统需求分析.......22
3.2 物流车辆监控系统架构设计.......29
3.3 监控中心子系统设计....35
3.4 管理平台子系统设计....37
3.5 通信子系统设计.......41
3.6 GIS 子系统设计 .......47
3.6.1 GIS 模块设计 ....47
3.6.2 WebGIS 模块设计.......47
3.7 数据库设计.....48
3.8 本章小结....53
4. 物流车辆监控系统的实现........55
4.1 通信子系统模块实现....55
4.2 监控中心实现......57
4.3 测试与验证.....59
4.3.1 地标添加.......59
4.3.2 线路修改.......61
4.4 部署及运行环境.......62
4.5 系统安装....64
4.5.1 获取软件.......64
4.5.2 软件安装.......65
4.6 主要成果展示......66
5. 总结和展望.......70
5.1 总结.......70
5.2 展望.......70

4. 物流车辆监控系统的实现

本章在第三章设计的基础上，对通讯子系统关键模块，地图的操作以及车辆监控等功能进行了实现，并展示了主要的代码及功能界面，最后对航班管理中的主要功能模块进行了验证。车辆监控通过定时器从数据库中读取被监控车辆最近发送的定位信息，展现于地图中，选择被监控车辆的方式可以通过公司管辖内的车辆或者班次中包含的车辆，也可以是按车牌选定的具体车辆，被选择的车辆以设定的间隔时间定时从数据库中读取其位置。采用 SQL Server 2005 企业版数据库管理系统，利用 SQL Server 2005 的最新特性，分区表可以实现大容量的数据存储和快速访问，从而满足系统需求。SQL Server 2005 包含一个简单易用的中央控制界面、内容丰富的管理工具，以及可探测并解决各类可能出现的问题的扩展能力。它还包含许多管理应用，用于执行数据库和应用的日常任务，如对备份进行计划安排等。
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结论

本文通过对 GPS、GIS、GPRS 等技术的研究，通过物流行业自身发展的特点和物流监控的意义和影响，结合对物流行业运作流程的深入分析，设计并实现了基于 GPS/GIS 的车辆监控系统。本文研究的物流车辆监控系统面向物流企业用户，此类用户是商业物流运输行业的主体用户，在货物运输过程中需要掌握大量的实时信息，包括车辆实时位置状态，道路情况等，通过这些信息为用户决策提供依据。物流车辆监控系统主要以监控中心功能为主，监控中心主要完成车辆跟踪，预警，轨迹回放，地标设置以及车辆指挥控制等功能；车载终端主要完成实时信息获取，格式化传输以及通讯等功能。本文主要对从物流车辆监控系统构建角度出发，分析和设计了系统的整体架构，并针对当前物流中转时间过长，透明化程度低，整体运营成本过高的缺点，对系统的数据传输模式，信息的采集及可视化监控技术等方面进行了描述。本系统通过天地华宇物流公司的实际运用，很好的与实际业务相结合，并取得非常不错的效果。在提高车辆利用率和准点率、保证车辆安全、降低运输成本方面都取得了很大的提高。
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参考文献（略）