油罐车实时监控计量调度管理系统时空公司正式版.doc

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1、编号： F-001 航天科技控股集团股份有限公司北京航天时空科技有限公司油罐车实时监控计量调度管理系统技术方案项 目 名 称： 车辆实时动态监控系统 编 制 单 位：航天科技控股集团北京航天时空科技有限公司联 系 人：李 周 航编 制 日 期： 2011 年 4 月 6 日目 录一、需求分析3二、系统建设的目标4三、系统设计原则4四、系统体系结构64.1 系统设计思想64.2 系统体系结构64.3系统管理范围74.4 系统管理策略74.5 系统功能概述8五、系统功能阐述95.1 系统管理95.1.1 系统用户管理95.1.2 监控权限管理95.1.3 基础数据管理105.1.4 系统提醒115

2、.2 车辆管理115.2.1 车辆维修管理115.2.2 车辆保险管理125.2.3 车辆年审管理125.2.4 车辆违章管理125.2.5 车辆事故管理125.3 车辆实时跟踪125.3.1 实时监控12车载液位仪技术指标要求13车载液位仪图示13现场安装情况145.3.2实时图像信息监控145.3.3实时GPS精确定位145.3.4 实时精确调度155.4 报警中心155.4.1 剪线、掉电告警165.4.2 紧急按钮165.4.3 车辆非正常停驶提醒165.4.4 监听165.5 车辆调度：165.5.1 请车派车流程：165.5.2 合理调配运力资源175.5.3 敏感区域监控175.

3、6 历史轨迹查询：175.7 GIS地图系统：185.8信息发布中心：185.9 记录分析：195.10 分析报表：195.11 数据维护、备份与恢复205.11.1 数据编辑205.11.2 数据查询205.11.3 数据浏览215.11.4 数据导入215.11.5 数据导出215.11.6 数据备份及恢复225.12 扩展接口22六、系统组成及描述226.1 车载终端设备-行驶记录仪236.2 GPRS无线通讯系统236.3 监控调度中心246.4 数据分析及统计25七、系统软件设计及主要算法257.1 管理调度中心软件257.1.1 调度系统软件功能划分267.1.2 动态车辆调度流程

4、设计277.1.3 基于局部调整策略的动态车辆调度算法设计287.1.4 动态调度结果的GPRS实时发送297.2 车载终端软件29八、系统安全措施30一、需求分析根据需方对油罐车管理的特点，为了杜绝油料在运输过程中的丢失，方便油罐车运输过程中的车辆监控调度，以及车辆与司机的日常管理的方便等要求，通过技术手段，结合管理流程，实现对油罐车运输过程的全程监控、运输计量，高效管理的调度系统，全盘掌握车辆动态信息。为改变以往车辆运输路线、行驶路线无法掌控、运输油品无法计量、车辆利用率低、车辆费用不好控制、各种费用与实际不相符（谎报过桥、过路费、能源费用）、缺乏监督、车辆安全问题、频繁公车私用等弊端，需

5、要建立动态实时车辆监管调度系统。在油罐车运输管理实际工作中，需要向公司提供车辆的实时情况信息，既要保障正常生产运输，同时又要降低成本、提高服务水平，这需要油罐车运输管理能够及时、准确、全面的掌握运输车辆的信息，对运输车辆实现实时监控调度。 以GPRS(通用分组无线业务)为代表的无线通信技术、以GPS(全球定位系统)为代表的无线定位技术、运油车量车载油品液位计量以及日益成熟的嵌入式系统软硬件，都为先进的无线车辆管理调度系统提供了技术基础。 车辆监控与调度系统中，采用卫星全球定位系统(GPS)来对车辆进行定位跟踪和监控。在被监控的车辆上装上车辆定位设备(行驶记录仪)，行驶记录仪设备接受GPS卫星信

6、号，并根据GPS的定位原理完成对车辆的自动定位；行驶记录仪上的通信单元完成调度信息的接受和车辆状态信息的发送；同时行驶记录仪与车辆的各种设备互联，对车辆进行营运和安防监控。定位跟踪信息和通讯信息通过GPRS公网的数据信道传输，在调度中心的监视终端采用地理信息系统（GIS）技术把监控目标显示在可视化的电子地图上。根据监视终端的显示信息，调度中心操作人员就可以安排调度工作、答复客户的咨询。同时高精度的车载油品液位计可以实时准确计量监测油车装载油品油位值，确保油品运输过程中盗、漏损失管理。 GPS车辆监控调度系统是根据油罐车运输信息化管理需求开发的车辆管理系统，达到车辆的实时定位跟踪，从而将各环节的

7、信息有效、充分地结合起来，降低空车率，最大限度的调配车辆，优化车辆资源实时掌控车辆运营情况，为现代化管理提供了强大而有效的工具，提高运输效率，降低运输成本。二、系统建设的目标 通过了解油罐车运输实际工作情况，根据车辆实时跟踪、车载液位计量、动态调度管理技术的研究，开发出切合油罐车运输特点，符合油罐车管理方式，提高油罐车工作效率的监管调度平台，实现车辆、人员及信息的统一科学管理。三、系统设计原则（1）统筹规划，分步实施 系统的建设应在严格遵循有关法律、法规、国家标准和行业标准的基础上，进行统一的规划，在统一的规划方案指导下，逐步进行系统的实施。保证系统不但能满足当前业务的需要，也可为系统的扩展提

8、供统一的信息标准。（2）实用性与先进性的结合 从网络和系统的整体性出发，选择先进且成熟的技术、设计和开发思想进行系统的整体和框架设计，采用当前世界上先进的定位技术、计算机技术、通信技术，保证系统的先进性，满足当前的需要，并适应未来的技术发展。系统操作简便、快捷，实用性强。（3）系统的可靠性与安全性 系统的建设应将系统高可靠性、网络安全、信息保密等放在重要位置，建立一套安全管理机制，大力加强整个系统的稳定与可靠性设计，确保网络和系统稳定性和可靠性、高效性、安全性。（4）系统的灵活性、可扩展性和开放性考虑到未来交通系统发展，系统软硬件具备较强的扩展性，通过简单设置即可提高系统容量。系统的设计和开发

9、具有一定的开放性，便于系统的维护、管理和集成。（5）系统的兼容性和延续性系统的建设必须具备标准的外部接口，可以和现存系统之间方便地进行数据交换，保证数据的一致性。系统具备严格的技术和业务规则、合理的业务流程、先进全面的管理手段。系统的设计具有较好延续性，便于将来与数据处理系统的集成。（6）系统的规范性系统设计和开发每一步都要遵循信息系统和软件工程建设的有关标准，最终产品都以标准方式完成并交付给用户。（7）系统的可维护性原则在软硬件设计工作中充分考虑系统的可维护性，尽可能做到维护方便快捷。（8）系统的经济实用原则在考虑软硬件先进性、可靠性和未来升级换代的前提下，优化方案设计，慎重选型，使系统既能

10、满足项目要求，又经济实惠。四、系统体系结构4.1 系统设计思想根据油罐车的实际工作情况，我们把系统分为车载阀门刷卡器，车载液位传感器，车载无线视频监控设备，车载终端设备、网络服务设备、调度管理系统及数据分析服务系统等几个部分。在系统整体框架设计方面，采用国际市场上较为完善和成熟的射频技术、GPS卫星定位技术、GIS地理信息技术、高精度的车载液位计量技术、现代通信技术和数据分析技术。采用C/S和B/S的综合应用体系架构，应用了TCP/IP、HTTP、WEB、ASP、网络路由等网络技术，从而确保该系统的成功实施，并保证该系统具有更大的扩展能力、灵活性和开放性。4.2 系统体系结构针对目前油罐车运输

11、的实际情况，本系统采取由中心部分、车载设备、GPS全球卫星定位系统、GPRS无线通信网、车载传感器、系统用户及内网用户等组成，是基于Intranet/Extranet/Internet 网络体系架构的设计。GPS/GIS指挥调度中心由服务器、集线器、路由器、防火墙、路由器等设备组成；车载设备由行驶记录仪来完成。车辆通过GPRS无线方式同中心通讯，通过行驶记录仪将GPS定位信息及相关状态信息通过无线通信网传送至调度中心，并将数据格式转换后放入后台数据库中，供GIS图形工作站调用并实时显示；中心可通过无线通信平台向车辆发送调度管理命令。本系统可使车辆的在途管理和跟踪不受地域限制，与内网无缝融和，可

12、实现全程的企业级内部管理。此外，对于用车单位如果需要查询车辆情况，则可以通过油罐车运输给予的用户名、密码登陆油罐车运输车辆信息网站即可便捷地查询可用车辆情况。参见下面的系统体系结构图。4.3系统管理范围目前油罐车运输管理系统负责油罐车车辆及司机的信息发布、调配、管理、费用申请、核算、报销等。每项业务的数据信息需要进行管理，包括车辆状态统计及发布、车辆及司机基本信息管理、车辆合理调度、实时监管、远程控制及报警处理等。本系统以实际工作需求为目标，对车辆运营过程进行全方位的管理。4.4 系统管理策略本系统采用动态实时管理和统计管理两种相结合的方式来管理。动态实时管理方式：是通过GPS数据实时跟踪动态

13、车辆情况，可以实时监控在途车辆状态，并对车辆实时可远程操作及信息发布调度等工作，同时行驶记录仪把车辆运行数据、油品液位实时数据等以文件形式发送，在调度中心数据库中接收并保存相关的数据信息并且建立数据关联。统计管理方式是把车辆及人员的基础信息数据与车辆运营过程中产生的状态数据文件、费用发生数据文件等进行统计分析，并生成相关报表供管理人员查询及管理。各个权限管理人员可以根据自身权限进行数据的查询下载等操作。4.5 系统功能概述本系统的主要功能参见下面的系统功能模块图。系统功能模块图监控报警：当被监控车辆发生预先监控的危险行为或异常行为（如被盗，被劫，车辆超速、车辆越区行驶等）时，监控中心软件会自动

14、报警。计量服务：通过车载液位计可实时计量监控油车油品液位值，从而掌握油品发运、接收及运输过程中数据量值、变化量值。信息服务：可为司机提供信息服务，如天气预报、新闻报道、公告、路况信息等。电子地图：本系统的电子地图采用矢量方式，对任意制定区域的车辆进行查询，可根据需要分层显示信息：可任意方法、缩小、移动；可进行同屏多窗口显示监控，可将目标锁定在某一窗口自动跟踪。任务调度：监控中心可向车载终端发送文本调度信息。文本调度信息通过短消息的方式下发到车载终端并显示在液晶显示屏上，车辆的驾驶人员可以接受任务、回报任务进行的状态。特殊情况也可通过电话进行语音调度。远程操控：通过系统远程设置车载终端的系统参数

15、。监控方式：可将车辆动态地分成若干个小组，监控操作员可以多窗口分别进行单目标、多目标监控。监控窗口可以指定一个目标为激活目标进行跟踪。状态发送功能：向监控中心发送空车或任务状态等状态信息。电子围栏功能：通过GIS系统软件设置车辆行驶范围，超出该范围终端会自动向中心报警，并且自动语音提示。极大地方便了公司、企业对内部车辆的管理。历史轨迹回放：监控过程产生的所有定位和状态数据都将被保存在数据库中，并可根据指定的时间断对指定车辆进行历史轨迹回放。记录分析：通过常用的统计分析方法和基于数据挖掘算法的智能分析引擎，对行驶数据进行油耗分析、路线分析、停车开车时间分析、刹车分析和过路费分析等。分析报表：通过

16、各种自定义统计表格和图表的形式，对分析结果进行局域网查询、网上展示和文件保存。目前本系统可以实现油罐车运输实时监管及调度的有效管理和处理，而且还在系统集成接口方面做好了技术准备，随时可以实现与油罐车运输其他系统软件的集成等功能。该系统在设计和实现上充分考虑到用户对系统性能的要求。在系统实现上，充分利用成熟技术及高效的调度算法，因而大大提高了对车辆监管调度的效率。五、系统功能阐述5.1 系统管理5.1.1 系统用户管理本系统可以对用户进行分级管理，确保系统数据的安全。系统用户按职能分为：司机用户、请车用户、调度用户、财务用户、领导用户、管理员用户，六个层级。不同层级的用户对系统访问权限不同，对系

17、统中资料的获悉仅限于本权限范围内，不仅保障了系统数据的安全，同时又为不同用户提供了相应的功能模块，简化的用户操作。5.1.2 监控权限管理5.1.2.1 用户权限管理本系统具有灵活而周密的权限控制机制来保障对车辆监控数据的安全管理。它提供了独立于数据库的权限控制机制，能基于用户或角色在数据库级上设置对数据的查询、添加、修改、删除、上传、下载等操作的权限控制。所有在本系统平台下的数据都在其权限控制机制的管理之下。本系统还能将其所管理的数据划分多个逻辑数据库，并为每一个逻辑数据库指定管理员来负责对该逻辑数据库的权限分配，实现多级权限管理。通常，一个逻辑数据库保存一个专业的数据。本系统只允许管理员进

18、行用户管理和权限管理工作。用户管理包括创建用户、修改用户、删除用户、创建角色、删除角色、为用户赋予角色等内容。权限管理则是为用户或者角色赋予不同的操作权限。管理员分为系统管理员和数据库管理员。数据库管理员是管理本系统中某个逻辑数据库的人员，负责对该逻辑数据库进行权限管理。系统管理员是本系统的最高级别的管理人员，有权管理全部逻辑数据库，负责为各个逻辑数据库设置数据库管理员。本系统包含自带的用户角色管理模块，可以创建用户和角色，并为用户赋予角色。本系统在生成用户界面时，会根据该用户的权限，自动生成符合该用户权限的个性化WEB界面。不同权限的用户将会看到不同的页面内容。5.1.2.2 用户目录集成本

19、系统提供了和第三方用户目录的集成机制，可以集成第三方系统的用户角色管理体系，以获取用户角色的信息，避免了用户角色信息的重复定义。5.1.3 基础数据管理5.1.3.1 基本信息管理系统建设基本信息数据库，将油罐车运输的各种信息汇总，分类管理，并为实时查询提供便利。基本信息情况主要包括：单位信息、车辆档案、驾驶员档案、运输管理组织结构、运输管理规章制度、运输财务管理制度、用车客户信息等。基本信息数据库为全系统提供基础数据，同时也做为全系统在运营过程中产生的各种数据的存储单位，保留各项数据资料，为数据分析服务器提供资源，并备份存储数据分析服务器完成的分析数据资料，基本信息数据库是全系统的档案单位。

20、5.1.3.2 基本信息的查询基本信息数据库为全系统用户提供其权限范围之内的资料查询功能，主要提供对车辆档案、驾驶员档案、车辆使用信息、车辆维修信息、车辆保险信息、车辆年审信息、车辆违章信息、车辆事故信息、加油信息、洗车费信息、过路费信息、过桥费信息、停车费、节油奖信息、车公里奖信息、其他费用信息的查询。5.1.4 系统提醒系统提醒功能，主要是对周期性，规律性的事件进行提醒，提醒的对象也因事件的不同向不同的用户发出提醒。如向调度用户及司机用户发出车辆年审提醒、车辆保养提醒及车辆保险提醒等；向系统管理员发出系统备份提醒、软件升级提醒等。并且可由不同权限用户设定特殊事件提醒等功能，如特殊调度命令提

21、醒等。5.2 车辆管理车辆管理主要是对车辆有关的信息进行管理，包括车辆维修管理、车辆保险管理、车辆年审管理、车辆违章管理及车辆事故管理。例图5.2.1 车辆维修管理车辆维修管理主要是对维修车号，维修商，维修项目，维修时间，维修费用，维修原因，是否维修完毕，维修完毕时间，维修结果等情况进行记录、分析和统计，可以实现科学化的管理，改变目前手工记录的管理模式，可以对车辆的维修情况进行科学比对，避免车辆同一故障多次维修，或车辆维修成本过高等弊端，节省大量维修费用。5.2.2 车辆保险管理车辆保险管理主要是对投保车辆，保险单号，保险名称，投保日期，保险公司，保额，保费，到期日期，经手人等信息进行记录、分

22、析和统计，并可结合系统提醒功能对保险即将到期车辆进行提醒，大幅度提高调度管理人员的工作效率，并可集中投保以获得优惠的保险政策，同时可统计车辆出险频率，为司机考核提供参考。5.2.3 车辆年审管理车辆年审管理主要是对年审车辆，年审日期，年审项目，年审情况，年审费用，到期日期，经手人等信息进行记录、分析和统计，并可结合系统提醒功能对即将到期年审车辆进行提醒，为调度人员统筹考虑车辆年审提供帮助。5.2.4 车辆违章管理车辆违章管理主要是对违章车辆，违章人，违章时间，违章类型，违章地点，罚款金额，扣分，情况说明等信息进行记录、分析和统计，为司机考核提供参考。5.2.5 车辆事故管理车辆事故管理主要是对

23、事故车辆，事故责任人，事故时间，事故类型，事故地点，事故发生费用金额，情况说明等信息进行记录、分析和统计，同时与车辆保险联动，对事故的处理起到积极的作用，并且对车辆及驾驶员信息进行累计，为司机考核提供参考。5.3 车辆实时跟踪车辆实时跟踪功能建立起了车辆与系统用户之间迅速、准确、有效的信息传递通道。用户可以随时掌握车辆状态，迅速下达调度命令。同时，可以根据需要对车辆进行远程控制，还可以为车辆提供服务信息。有多种监控方式可供选择。可以让调度实时了解车辆行驶情况及状态信息。5.3.1 实时监控实时液位信息和阀门开启记录； 在车辆运输过程中，对车辆液位进行实时采集传送到监控中心；在装卸过程中记录阀门

24、开启和关闭时间，及相关液位，防止出现运输物质不按规定装卸和盗取。车载液位仪技术指标要求1.参数：液位，温度（单点）2.液位精度：2mm3.温度精度：0.24.量程：1米5.接口：RS-4856.可加装车载现场显示器。车载磁致伸缩液位仪的测量精度完全满足技术指标，若不考虑人员测量误差，测量精度还能提高。 在实际使用过程中，液位仪的液位、温度信号可以通过RS-485通讯接口直接进入电子铅封控制箱预留的通讯口，与电子铅封的刷卡装油、卸油信号同时上传至公司总部，真正实现液位实时监控。车载液位仪图示 车载液位仪整体外形如下图所示：现场安装情况5.3.2实时图像信息监控实时图像显示，对车辆重要部位安装图像

25、实时监控，通过调度中心，可以实时看到被监测车辆的环境。5.3.3实时GPS精确定位精确定位车辆的具体位置、行驶方向、行驶速度，管理员可以通过调度中心随时对所管辖的车辆进行群体定位或者单个定位，管理员可以设置车辆的最高时速，车辆超过设定速度，系统会自动报告车辆超速及当前速度；在车辆被盗、抢劫后，调度中心能自动按时间或者按距离方式跟踪报警车辆。并且通过监控电脑下发断油指令。5.3.4 实时精确调度通过GPS调度管理，减少车载空驶、绕路行驶，提高运输效率，监管车辆，统计里程，节约运输成本；有效监管车辆的行车线路、速度、停车地点、时间，使公车私用、拉私货的能得到有效控制。5.4 报警中心报警中心可实现

26、对监控车辆异常报警情况的监控和处理。当在运输途中发生突发性事件时，司机可以按下隐藏的紧急呼叫按钮向监控中心求助，中心接到报警，马上开启声音装置，监听车辆内情况，并根据车辆位置和其他相关信息给予援助。并在系统中存储报警的相关信息：时间、车牌号、司机情况及车辆位置信息等，可以对数据进行查询、统计及打印等工作。5.4.1 剪线、掉电告警在拆原车电池或者在拆、剪车辆行驶记录仪时，行驶记录仪即刻向调度中心发送该车当前的定位、状态信息。5.4.2 紧急按钮当司机或车内人员遇到紧急情况，如：劫车、车内抢劫等。驾驶者可按动设在隐蔽位置的紧急按钮，行驶记录仪将自动告知调度中心该车遇到紧急情况，调度中心可采用车内

27、监听或者断油断电等，并及时报警，利用GPS全球卫星定位给车辆定位协助警方监管远程网络控制汽车断电断油。5.4.3 车辆非正常停驶提醒车辆在正常行驶过程中遇到非正常停驶或停驶状态，如交通事故等原因，行驶记录仪将第一时间将车辆状态信息位置信息等发送到调度中心，调度人员可以通过判断对事件进行处理，如改变行使路线，进行报险等处理。5.4.4 监听调度中心可以直接监听到车内的一切，包括交谈声、破坏声等。而不为车上人所知，从而为采取防盗救急提供信息。5.5 车辆调度：系统调度中心可任意对所属车辆进行调度，调度中心下达的指令通过GPRS方式实现调度信息的发送和管理。5.5.1 请车派车流程：本地请车用户登录

28、系统界面，即可查询到油罐车运输现可用车辆及司机的状态，请车用户在系统中填写用车申请的各项内容（包括请车、更改请车时间、地点、车型或司机等），然后系统自动进行汇总生成电子派车单（如遇更改请求，原派车单信息系统自动做注销处理），此派车单信息实时在调度用户界面中进行提醒，经调度确认后，派车单信息将发送到车载行使记录仪及相应司机手机，司机在接收到短信3分钟之内向调度中心回复确认电话，系统根据确认情况，自动生成确认单将车辆牌号、车型及司机信息发送到请车用户界面，此派车工作完成。外地客户请车可拨打油罐车运输统一请车电话，由接线员在系统界面中录入请车信息，系统将第一时间处理此事件，寻找合适车辆提供服务，接线

29、员可实时回复外地客户的用车申请情况。节假日和夜间车辆调度采取人工下单、电话调度的传统办法，车辆行驶记录仪自动记录此未下单操作，自动将行驶路线及司机情况发送到系统中存档处理。5.5.2 合理调配运力资源系统根据要求车辆目的地点，自动查询可供调用车辆，向用户推荐与目的地较近的车辆。保证了请车用户快速、准确的得到处理。同时GIS的地理分析功能可以快速的为司机选择合理的行使路线，从而达到合理配置运力资源的目的。5.5.3 敏感区域监控调度中心可随时随地的知道在各个区域内车辆的运行状况、任务的执行情况、任务安排情况，让所管理范围的车辆在眼前一览无余。在车辆行驶过程中，有某些区域经常发生交通堵塞、事故等情

30、况，在运输车辆进入该区域后，可以给与车辆提示信息。5.6 历史轨迹查询：调度人员可以通过监控电脑对所管辖的车辆行驶的轨迹进行回放。对车辆情况、状态、事故认定、费用评估等后期工作提供条件和手段。5.7 GIS地图系统：系统应用Mapinfo支持的Tap格式对电子地图中的各种地物进行了矢量化处理，便于升级修改；提供了全国及各地市地图，地图精确，信息量丰富；可调比例尺缩放，漫游全图；用户可以调整地图到最佳显示状态，可将主窗口任意定位到所需的地图上；可查询公路、铁路、城市等特定位置和信息；自动制定优选路线；快速在电子地图上显示车辆信息，查看附近的车辆并进行调度；里程，停车时间、地点，车辆所在地图资料打

31、印，方便制作领导或车辆管理单位要求的报表。5.8信息发布中心：通过对车辆状态的实时监控，系统提供实时车辆状态及所在位置，为不同权限用户提供不同的信息服务。调度中心可以向全部监控车辆发送单位通知、交通情况、天气情况等信息，系统可以为请车用户发布实时可用车辆及司机信息，并且可以查看目的地天气情况等服务。5.9 记录分析：数据分析服务器通过常用的统计分析方法和基于数据挖掘算法的智能分析引擎，对行驶数据进行油耗分析、路线分析、停车开车时间分析、刹车分析和过路费分析等。并且统计车辆洗车费信息、过路过桥费信息、停车费信息及其他费用信息等情况，为司机考评判定节油奖、车公里奖等提供依据。5.10 分析报表：通

32、过各种自定义统计表格和图表的形式，对分析结果进行局域网查询、网上展示和文件保存。主要报表有：车辆档案报表、驾驶员档案报表、车辆使用信息报表、车辆维修信息报表、车辆保险信息报表、车辆年审信息报表、车辆违章信息报表、车辆事故信息报表、加油信息统计、洗车费信息报表、过路费信息报表、过桥费信息报表、停车费信息报表、节油奖报表、车公里奖报表、其他费用信息报表及车辆综合统计报表等。5.11 数据维护、备份与恢复5.11.1 数据编辑本系统在Web客户端和Windows客户端软件Design Studio中都提供数据编辑功能。数据录入、修改过程中，系统提供的数据校验功能会自动执行相应的数据校验操作。5.11

33、.2 数据查询系统可以提供的强大数据检索功能来实现方便高效的数据查询功能，包括单项参数检索、多项参数的组合/跨表检索、全文检索等。用户可随意挑选任何一组字段进行检索。对于常用的查询，用户还可动态地生成数据视图来获取和查看日常工作中经常要使用的数据。具体来讲，本系统的查询功能包括以下几部分内容：l 关键字查询功能：系统提供的快速查询方法，允许用户输入任意的查询关键字，对全部参与全文检索的属性进行快速查询。l 高级查询功能：系统允许用户根据一个或多个对象属性进行查询，并支持组合查询和模糊查询功能。l 数据视图查询功能：用户在创建查询视图后，就可以不必输入任何查询条件即可看到所经常使用的数据。l 用

34、户自定制组合查询：用户可以根据需要灵活方便快捷地定制组合查询条件，进而查找自己所需的信息。5.11.3 数据浏览本系统把数据库模型中的数据类的多层结构自动生成数据类树，显示在web页面上。这样，系统在web页面上可以提供用户两种树状结构：系统自动生成的数据类树和用户自己创建的数据分类树。通过多层树状结构，用户可以灵活方便的浏览数据。对于数据分类浏览等需求，用户在创建数据分类后可以通过数据浏览的方式来实现快速信息定位。5.11.4 数据导入数据导入功能针对的是结构化数据，它是指从各种不同格式的数据文件中提取出所需的参数信息，自动导入数据库中，以数据库记录的形式进行存储。由于数据量大，不能采用手工

35、录入数据的手段，必须采用数据自动导入的方法来提高工作效率。本系统提供数据导入工具，可以完成任意文件格式的数据导入。例如：文本文件、Excel文件、XML文件、二进制文件以及其它特殊格式的文件等。本系统提供数据导入向导，可以帮助技术人员快速完成数据导入操作。数据导入过程中，本系统提供两个可选择的操作：“选择导入脚本”和“生成导入脚本”。用户可以通过“生成导入脚本”功能来把常用的数据导入过程记录下来。在以后的数据导入过程中，用户可以选择保存好的导入脚本，该脚本可以帮助用户自动处理每一步操作。本系统允许用户在数据导入操作中设置一些预处理操作，并且在数据入库之前执行。数据导入过程中，系统提供的数据校验

36、功能能够自动执行相应的数据校验操作。数据校验也是可以选择的操作，可以以确保数据的正确性、合法性和完整性。5.11.5 数据导出系统的数据导出功能也称为数据格式转换功能，本系统允许用户通过web界面把结构化数据以文本文件、Excel文件、xml文件等格式导出。本系统还可以按照用户的需求定制用户需要的导出文件格式。5.11.6 数据备份及恢复系统提供了两个层次的数据备份机制。第一，基于SQL SERVER数据库的物理逻辑备份机制，这一备份机制能备份和恢复整个数据管理系统的物理数据库；第二，本系统允许各个专业建立自己的逻辑数据库，系统还提供独立于数据库的备份和恢复机制，能做到以专业为单位的逻辑备份和

37、恢复，既提供了安全可靠的抗灾能力，又能保证不同专业数据库的备份和恢复操作相互不受影响。通过客户端软件Design Studio，管理员可以十分方便地完成数据库的备份和恢复操作。5.12 扩展接口本系统提供业务功能扩展接口，为油罐车运输未来业务的拓展提供软硬件基础除了“可扩展接口”之外，本系统还提供了外部程序访问接口。系统预留了基于Microsoft .Net C#语言的编程接口，来对数据库中数据的查询、添加、修改、删除以及获取数据库的元数据(MetaData)等。另外结合使用XQuery语言可以灵活支持第三方系统的数据访问。本系统支持基于Web Service的扩展接口，能支持跨系统和跨语言的

38、程序调用。也就是说，无论要被集成的系统试运行在何种操作系统上，都能通过Web Service接口来实现交互。六、系统组成及描述车辆监控调度系统由中心部分、车载终端设备、GPS全球卫星定位系统、各类无线通信网、系统用户及互联网用户等组成，是基于Intranet/Extranet/Internet网络体系架构完成的设计。6.1 车载终端设备-行驶记录仪系统的车载终端设备采用我们成熟的经过大量市场验证过的带GPRS及GPS的车辆行驶记录仪产品。目前有数万台客货运车辆安装此产品。行驶记录仪主要由GPS接收机、单片机系统、GPRS模块等组成，单片机通过串口接收GPS接收机输出的定位信息、车辆状态信息（车

39、速、司机信息、灯光及刹车状态、水温等），对数据进行编码后，通过GPRS模块以IP协议发送至监控中心在单片机与GPRS模块之间是通过PPP协议（点对点协议）进行通信的。单片机程序中嵌入了IP协议和PPP协议简化内核。用户只需向移动公司购买SIM卡并插入车载设备的SIM模块中就成为合法移动用户，可以进行信息的收发。6.2 GPRS无线通讯系统GPRS是通用分组无线业务（General Packet Radio Service）的英文简称，是在现有的第二代移动通信GSM系统上发展出来的分组交换系统，提供端到广域的无线IP连接。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换

40、模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。6.3 监控调度中心监控中心主要由GIS网络服务器、基础信息服务器、数据分析服务器、web服务器、显示器（调度总控显示墙）及用户终端组成。GPS/GIS指挥调度中心由服务器、集线器、路由器、防火墙、路由器等设备组成；移动目标的位置与状态信息通过GPRS网传至GPRS网关，GPRS风关通过 INTERNET以IP协议将这些信息发至监控中心的GIS网络服务器，供GIS图形工作站调用并实时显示。监控中心的控制信息亦通过此通信链路下达指令。各用户终端通过专线、局域网

41、方式登录服务器，对受控车辆及各项数据进行监视、控制、查询或统计。中心平台主要由接入平台子系统和服务平台子系统组成，是基于局域网、广域网、互联网和Client/Server、Browser/Server的架构设计的，可以很方便地进行系统扩展。接入平台由通讯管理子系统、用户管理子系统、数据处理子系统、计费子系统等组成，完成通讯数据流量控制、网络安全管理、用户管理等；服务平台由操作管理子系统、数据库子系统、防火墙、WEB发布子系统等组成，完成信息查询、车辆状态信息收集、信息发布、动态管理等。中心由服务器、集线器、路由器、防火墙等组成。中心平台结构6.4 数据分析及统计系统数据分析及统计功能主要由数据

42、分析服务器来完成，基于GIS网络服务器、基础信息服务器、和web服务器的数据，数据分析服务器对车辆、司机、油罐车运输等各项业务进行统计分析，形成日常工作所需要的各种统计报表。并且实时处理各种请求信息（请车单、派车单、车辆报警信息），协调各项资源。数据库服务器安装了SQL SERVER7.0数据库。操作员可以在数据分析服务器上通过运行GPS监控管理软件内的数据库管理软件模块来设置、管理整个系统的数据。系统运行过程中产生的数据也会记录到该数据库下，供以后使用。数据库与数据库管理软件模块配合能完成如下功能：l 设置系统基本运行参数（如：系统监控的车辆信息等）并记录到数据库。l 设置工作人员的操作权限

43、。l 记录系统发送和接收的所有信息l 记录操作员的操作。l 对数据定期备份，防止数据丢失。七、系统软件设计及主要算法7.1 管理调度中心软件管理调度中心的软件运行于一台扩展GPRS模块的服务器上，可以随时接入GPRS网络，而接入网络后的控制和数据收发则由管理调度软件来控制。本软件的开发环境为Visual Studio.NET 2003，采用C语言。软件首先对与GPRS模块相连接的串口进行初始化，正常情况下初始化可在较短时间内完成，然后进入空闲状态。当用户有调度的要求时，则需要首先确定日标车辆的ID(标识符)，这个ID既可以是每个车载终端唯一的IP地址或车牌号码，也可以人为地给每个车辆指定一个更

44、容易记忆的ID。调度中心将使用GPRS与车辆通信。使用GPRS的过程中涉及到一个移动IP的问题：车载端每次拨号连接上GPRS网络时，其IP地址一般都不一样，此时常用的解决方法是调度中心采用短信方式，首先要求车载终端上报其IP地址，然后再进行通信。当管理调度中心的指令发出后，软件则等待车载端回复确认消息。通过车辆确认的方法，可以确保车辆准确地收到了管理调度中心发出的指令，使得系统的误操作概率最小。服务器后台软件说明后台数据库服务中心系统发送常用命令界面7.1.1 调度系统软件功能划分 由于车辆调度系统需要电子地图支持，因此采用Client/Server结构能更好地满足需求。动态车辆调度系统软件功

45、能划分如下图所示。 动态车辆调度系统各层功能如下： (1)数据层，是整个调度系统的基础，为调度系统提供数据支持，主要包括数据的通信与传输、数据的组织管理等； (2)逻辑层，是整个调度系统的核心，为调度系统提供逻辑处理和优化计算，主要包括距离矩阵计算、调度路径规划计算等； (3)显示层，是整个调度系统的门户，为调度系统提供交互界面，主要包括地图浏览、信息(车辆、客户和路径)显示、用户参数设置等。 7.1.2 动态车辆调度流程设计 动态车辆调度流程如下图所示，图中的动态信息监测器是端口监听程序，其主要功能是监测网络上是否有新的动态信息传输，即是否有新的调度需求产生。 动态车辆调度流程动态调度决策器

46、的设计如下图所示，其功能是根据新增的调度信息来决定是否立即进行动态调度计算，从而避免由于调度计算过于频繁而影响调度结果的执行。动态调度决策器设计7.1.3 基于局部调整策略的动态车辆调度算法设计 动态车辆调度的目的是将新增的客户以最低成本添加到现有的车辆路径中。 在静态问题中车辆总是从总部中心出发，而在动态问题中，当条件发生变化时车辆可能已经驶离了总部中心。为统一此差别，假设车辆仍然从总部中心出发，而将车辆的当前位置作为一个任务点来处理，称为虚拟任务点。同时增加如下的相应约束，保证求出的结果与实际要求相符： (1)虚拟任务点必须处于各条路径的起点，由于前面的假设，使得从总部中心出发的车辆必然先

47、经过虚拟任务点。 (2)对于带时间窗约束的问题，车辆经过虚拟任务点的事实已经发生，其时间也是确定的，这就要求虚拟任务点的时间窗约束收缩到那个对应的时间点上。 (3)为了满足容量约束条件，须将虚拟任务点的任务量定义为该车辆已经完成的各任务点任务量的总和。 通过引入虚拟任务点，将动态的多车场问题转化成为静态的单车场问题求解。 为了满足实时性要求，采用局部调整的优化策略，其具体调度流程如下图所示。 动态车辆调度流程7.1.4 动态调度结果的GPRS实时发送 车辆的调度指令，行车路线及客户信息通过无线网络(GPRS)快速准确地传送给实施的车辆，以保证调度计划的高效执行。通信协议定义如下： 通过以上协议来完成调度结果的无线发送。此通信协议中信息部分包含当前车辆最优路径上面的50个标志点(含客户的位置点)，通过增加标志点来减少传送路径位置的误差。 7.2 车载终端软件车载终端软件运行在基于XScale PXA255的嵌入式车载终端上，采用WinCE.Net 4.2作为操作系统。将不同的车辆管理调度系统中存在很大差异的具体业务内容剥离。本系统