一种利用GPS智能车载终端实现车辆监控调度的系统

摘要

本发明涉及本发明涉及智能车载技术领域，具体地说是一种利用GPS智能车载终端实现车辆监控调度系统，利用GPS全球卫星定位系统、移动通信网、数据传输网等基础设施组建车辆调度、指挥、监控系统，主要包括：卫星定位系统、车载设备、移动通信网、网络中心、数据传输网、车辆调度监控管理系统、电子地图。本发明与现有技术相比，采用GPS、GPRS、GSM、GIS、MIS技术，实现企业任务的派发、调度和车辆的管理工作，与传统半手工半自动的管理模式相比，本系统使企业的管理规范、科学，运营过程实时、高效，而且电子地图采用自定义格式，数据具有保密性。

说明书

[技术领域]

本发明涉及智能车载技术领域，具体地说是一种利用GPS智能车载终端实现车辆监控调度系统。

[背景技术]

目前的车辆管理无论是从计划的制定还是现场调度上，都是使用手工的方式，也就是说，由领导提前制定好运行计划，现场管理人员在货场示意图上标注目前车辆的位置，岔道管理人员人工采集车辆位置。这样采集的数据实时性较差，反映在货场示意图上也只有车辆的位置信息，而对于车辆承载的货物信息、车辆的驾驶人员的信息乃至车辆的过往行驶记录都没有反映出来，在这样低效的管理模式下，车辆调度监控系统反映了实际的需要。

GPS技术在物流领域的应用，就是物流企业通过GPS物流监控管理系统，实现全面跟踪货运车辆与货物的运输情况，使客户可以随时了解车辆与货物的位置与状态，保障整个物流过程的有效监控与快速运转。

随着国内物流业信息化的发展，GPS在物流行业中的应用还处在起步阶段，具有巨大的市场潜力和发展前景。

[发明内容]

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，利用日益成熟的GPS、GPRS、GSM、GIS、MIS技术在物流全过程中以最小的综合成本来满足客户的要求，做到高效率、实时化，达到规范化、科学化管理。

为实现上述目的，设计的一种利用GPS智能车载终端实现车辆监控调度系统，包括GPS智能车载终端、卫星定位系统、移动通信网、网络中心、数据传输网、车辆监控调度管理系统、电子地图，其特征在于：

所述的网络中心采用国际标准XML技术提供WEBSERVICE服务程序，支持不同平台的B/S结构和应用程序的调用；采用双缓冲技术，将数据保存于客户计算机中，减少网络数据传送压力；采用并发处理同时处理10000台车载终端的并发请求；多网关技术，支持负载均衡；采用WEB服务的异步通讯，实现客户端快速响应；

所述的电子地图采用A^*算法的最优路径规划技术，在1～2秒计算出两点间最优的运输路线，并采用微软的智能客户端技术，支持客户端版本自动更新。

所述的车辆监控调度管理系统，由调度监控中心的CPU控制通过软件程序对数据信息进行处理，先进行用户登录，并建立网关监控处理程序，车载终端将车辆信息通过无线网络终端TCP发送至通讯网关，经网关监控处理程序对车载终端的GPS位置和状态信息、各种业务数据包以及临时业务和要车时间到达的预约业务的匹配和自动调度后处理后将数据返回调度监控中心，调度监控中心应用Web服务对数据进行处理后，通过GPRS无线数据通讯网络将处理后的数据发送到车载终端。

所述的电子地图的地图格式自定义，支持通用格式的地图的转换。

所述的用户登录为当用户发送用户名和密码通过WebService进行验证，验证成功后返回一个安全票证码保存在用户计算机中，然后用户的每次向服务器的请求都要验证票证码有效性再进行数据交互，用户密码采用MD5不可逆加密方式，用户忘记密码只能通过管理员重置密码进行更新，通过在服务器设定登陆人状态从而保证同一用户不能同时登陆，并根据需要设置快捷键以及密码修改。

所述的车辆监控调度管理系统中的软件程序处理流程如下：(1)用户登录：输入工号及密码，选择登录身份进入软件系统；(2)当选择人工座席身份，进入人工从席系统后，如选择菜单栏中的“系统菜单”实现取消暂离/暂离置忙、修改密码、退出系统等功能，如选择菜单栏中的“信息查询菜单”实现单位信息、当天公告列表信息、IVR呼叫信息查询；如选择业务操作中的“订单处理”则处理客户拨入电话，产生订单直至完成该单的状态处理状态跟踪，返回处理结果等各种处理，如选择业务操作中的“订单查询”，则在订单查询窗口的查询条件输入栏以组合查询的方式，用户可以通过组合方式对订单进行查询；如选择软电话业务，可选择“外呼状态”显示拨出电话时的状态，或选择“挂断操作”来挂断电话，或选择“电话静音/取消静音”实现静音模式，或选择“转移/中止”将电话转移给其他人或点击中止结束操作；(3)当选择管理席身份，进入管理席监控系统，有菜单栏、软电话业务、业务操作功能栏，其中业务操作中如选择“业务监控”可对IVR、预约订单、通话申请、催电业务、未确认详单进行监控，也可对预约订单进行车辆指派；如选择“订单查询”通过订单查询输入栏以组合方式对订单进行查询；如选择“查看地图”，可选择看全图、移动、缩放、测距、动态、跟踪、车辆筛选、分类显示、定位车辆、轨迹回放、轨迹截图、历史分布查询；如选择“信息发送”可将信息单独或批量发送给相关车辆；如选择“地图状态显示栏”，则显示当前地图状态，包括经纬度、所有平台上车辆总数、空重车和任务车数量及比例、GPS和GPRS故障车辆数量及比例、报警车辆数量；(4)当选择值班长身份，进入值班长管理系统，有菜单栏、软电话业务、业务操作功能栏，其中业务操作功能栏中如选择“调度监控”，则用户通过此窗口监控普通业务、IVR呼叫业务、预约业务三种业务信息，并且可查询到任何一种业务的任何一条记录的详细信息；如选择“订单处理”，则在没有电话呼叫的情况下新建指定业务，并结合小地图做业务指派；如选择“订单查询”，则可在订单查询窗口的查询条件输入栏以组合查询的方式，用户可以通过组合方式对订单进行查询；如选择“查看地图”，可选择看全图、移动、缩放、测距、动态、跟踪、车辆筛选、分类显示、定位车辆、轨迹回放、轨迹截图、历史分布查询；如选择“预约业务处理”，则通过订单日期、时间、调离状态、奖励业务等组合条件对订单进行过滤，然后将订单显示在预约业务列表汇中，用户对过滤后的预约订单进行奖励属性设置、调离设置、订单处理、详细信息查询；如选择“信息发送”，则可将信息单独或批量发送给相关车辆；如选择“系统参数设置”，则对调度参数、积分参数、调离参数、货迪调度参数进行设置。通过CTI和IVR功能使指令的文字内容实现以语音方式播报给司乘人员，其采用HI-LINK核心控制框架，包括通信接口网关和业务接口网关，是呼叫中心通信和呼叫中心业务之间的桥梁，通过底层协议与交换机交互，采用软交换模式构建，提供控制管理接口，包括IVR、ACD、报表统计分析、呼叫监控管理、录音；HI-LINK IVR平台，是一个自动语音应用生成平台和运行环境，通过IVR平台快速开发各种自动语音应用。

车辆监控调度系统还采用双IP回报，解决GPRS传输阻塞及断线问题；

采用Smartclient技术，兼顾C/S和B/S技术的优点，在解决复杂业务应用的同时，也可以实现维护上的便利；

自主地图控件开发，绘制矢量图，专业为监控调度后台服务，展示速度快，多用户情况下也无迟滞感；

通过自己创建的文件系统拓展了平台容量，单一平台容量可达10000辆，且每10秒回报一次，大大提高了平台响应速度；

终端液晶显示采用320*240STN显示屏，高对比度LCD白色背光，四位控制器接口，比传统终端液晶有更高的分辨率，显示信息更全面、更详细。

终端软件创建系统，可以表格等形式下发任务单，各项业务功能更加全面。

本发明同现有技术相比，采用GPS、GPRS、GSM、GIS、MIS技术，实现企业任务的派发、调度和车辆的管理工作，与传统半手工半自动的管理模式相比，本系统使企业的管理规范、科学，运营过程实时、高效。

本项目创新点如下：

1.系统平台电子地图采用自定义格式，数据具有保密性，能支持各种通用格式的地图的转换；电子地图功能包含最优路径规划技术，并能将规划结果发送到车载终端；

2.自主研发的具有实时上传功能、双向数据通讯功能和语音通信功能车载终端；

3.系统采用双缓冲技术，大大减少网络数据传送压力；并采用多网关技术，支持负载均衡；

将国际标准的XML技术提供WEBSERVICE服务程序用于车辆调度平台，能够支持不同平台的B/S结构和应用程序的调用。

[附图说明]

图1为本发明的系统应用框架示意图。

图2为本发明的系统总体架构示意图。

指定图2为摘要附图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

利用GPS智能车载终端实现车辆监控调度的系统主要由车辆监控调度管理系统和车载终端两部分组成，同时还提供增值的信息中心服务，为最终用户提供智能报警、路况信息发布、道路指示、天气预报等种类不同的个性化增值服务，本系统产品以其性能的优势广泛应用在物流、公共交通、出租车、汽车租赁等行业中。

其中，车辆监控调度管理系统是整个系统的核心，车载终端将采集的车辆行驶信息(包括卫星定位信息、车辆状态信息等)传送至车辆监控调度中心，中心软件经过一定的后台处理后，通过GPRS无线数据通讯网络将这些信息发送到车载终端，司机可以在车载终端显示屏幕上看到由调度中心派发下来的指令，同时该指令的文字内容可以通过语音的方式播报给司乘人员，从而实现任务的派发、调度和车辆的管理工作。

这两个部分通过多个公众服务设施联系在一起，这些公众服务设施包括全球定位卫星、移动通讯网和互联网，利用这些公众服务设施，GPS车辆管理系统除了能提供车辆定位、监控和调度服务外，还能为司机提供各种增值服务，如安全联动、职能报警、信息发布、道路指示等，整个系统应用框架如图1所示。

一、车辆监控调度管理系统

车辆调度监控软件是整个系统的核心，其主要功能及原理包括：

1、系统管理

A、用户登陆：

用户登陆时，用户发送用户名和密码通过WebService进行验证，验证成功后返回一个安全票证码保存在用户计算机中，然后用户的每次向服务器的请求都要验证票证码有效性再进行数据交互。用户密码采用MD5不可逆加密方式，用户忘记密码只能通过管理员重置密码进行更新。

通过在服务器设定登陆人状态从而保证同一用户不能同时登陆。

B、个人设置-快捷键设置：

通过用户登陆时将用户权限信息保存在用户计算机中，进行个人设置时从缓存中读取权限菜单内容显示给用户，设置后将设置结果发送到服务器的一个WEB SERVICE服务中，将设置结果集中保存在服务器数据库中，用户可同时设置最多10个快捷按钮。

C、个人设置-修改密码：

用户登陆后可进行自己的个人密码的修改。

2、业务管理

A、电子地图：

系统配备了全国包含所有乡镇和各主要道路的电子地图，以及大中城市的城区详细地图，并可随意的放大、缩小、移动、分层显示。

B、信息查询：

管理人员可根据车牌号、车辆编号查询当前车辆的具体信息以及所处位置，或者在车辆列表中直接点击，系统将会显示该车辆的信息(车牌、行驶信息、驾驶员等)，同时地图会切换到该车辆的所在位置。

C、车辆的实时监控：

用户通过登陆本系统后，能在地图上实时显示所有物流车辆的营运状态，包括车辆所在地点、运行速度等动态信息，并对车辆超速等违章信息能及时发送信息到终端进行提醒。

建立一个接收车辆GPS信息的网关监控服务程序，通过车辆终端的无线网络将车辆的定位信息，包括(经纬度，行驶方向，速度，状态(包括任务车，空车，载货(人)车)等自定义状态，GPRS状态(正常，断线)，GPS状态(故障，正常等))等；然后将这些信息通过网关程度写进当前日志表和轨迹日志表中，在车辆监控界面中，通过实时读取车辆状态并显示在地图上层。

同时可以根据状态实现车辆停车报警，断线报警，防盗报警等报警功能。

D、车辆搜索：

可对地图上现有的车辆进行检索，系统从本地缓存中读出当前车辆数据，将符合条件的车辆列出，用户通过点击车辆在地图上显示位置及状态信息。

E、服务跟踪：

在车辆运营过程中，常常会出现司机超速行驶，绕道、越界行驶等隐患，导致大量安全事故的发生，给企业带来巨大的损失和影响。由于没有有效的监控手段可以重现核对当时的情形，在处理上有很大的难度。通过查询GPS历史记录，只需输入一些基本的信息，如车辆的车牌号码，系统即可从数据库的记录中提取相关数据，将当时的运行轨迹重现。

F、车辆跟踪：

用户对指定车辆进行跟踪，系统通过定时从服务器上读取该车辆的当前行驶经纬度在地图上展现车辆位置及状态等信息，对车辆的跟踪实现小窗口跟踪，可同时在屏幕上跟踪多辆车。

G、车辆列表：

从缓存中将用户车辆列表显示出来，用户可通过点击车辆进行地图上定位和地图跟踪功能，也可查看详细车辆信息，当前驾驶员等。车辆列表，与地图上车辆对应，更新地图状态可同时更新车辆状态，更新同步，在地图上车辆状态以经纬度为主表现方式，在监控栏是以车辆状态为主表现方式，方便用户对车辆的监控。

H、道路查询：

为管理人员提供主要道路查询，用户能够在查找栏里输入模糊信息(道路或者地名的一部份)然后电子地图上根据需要进行查询，并在电子地图上显示其位置。

用户录入道路关键字，通过关键字与数据库进行路名匹配，将匹配符合的记录显示在一个列表中，用户双击列表中的路段名从而在地图上对相应路段加粗闪烁显示。

I、轨迹回放：

用户选择车辆选择时间段，将请求通过WEBSERVICE发送到服务器处理程序，处理程序根据条件进行轨迹文件匹配，将匹配好的文件以二进制流读出，同时按格式进行数据处理，将符合的数据打包成数据库的方式返回到客户端，客户端进行解压还原，将还原的数据按时间先后进行回放，同时显示在地图上画出行驶的轨迹。

J、路线规划：

高效的调度机制能使物流企业在最短时间内、以最快捷的方式调度最合适的车辆完成货物的配送任务是现代物流企业的迫切需求。我们可以根据客户的货运订单，在构建的交通网模型基础上，采用A*算法，规划出最合理的行驶路线，并且用户可根据实际道路情况(规划线路中恰好在整修等)手动调整路线的功能，当路线规划结束时将路线结果发送到车载终端，使驾驶员明确驾驶路线。

K、数据分析

对企业运营数据完善的统计能力，是公司科学管理和科学决策的重要辅助依据。使用GPS系统的报表统计功能，依靠车载终端丰富的车辆行驶数据，可以方便的统计各个车辆的总里程、分段里程、平均车速、分段车速、停车次数等等，这些数据为信息化、科学化的企业管理提供高效而有力的保障，从而可以显著提高企业的决策管理水平。

此外本系统还提供特殊标志自行添加、报警管理、车辆防劫、防盗等技术支持。

3、基础信息管理

对系统管理的基本实体，如车辆、SIM卡、车载终端、驾驶员等实现管理能力，系统实现用户的功能为可以对其车辆、驾驶员基本信息进行更改，更改的数据通过WEBSERVICE更新到服务器中可以进行车辆与驾驶员的分配，通过WEBSERVICE保存更新；可以查看当前SIM卡，车辆终端信息，车辆终端当前位置，通过WEBSERVICE获得数据；用户可以进行账号分配，系统会分给用户可分账号权限(如分一个用户可加三个账号的权限)，那这个用户可以自建三个账号，可以给每个账号分配管理内容和权限；这样这个用户范围内的四个用户可同时登陆进行操作。对于车辆与SIM卡车辆终端的绑定只能由我们公司管理员来管理，同时管理所有用户的权限。

二、车载终端部分

系统中的车载终端具有实时接收数据能力，实现语音通讯、人工报警等功能的车载导航设备，该设备采用GPS卫星定位，实现车辆实时定位，同时采用GPRS技术实现车载终端与信息管理中心之间的信息传输。此外，车载终端采用了先进的TTS(文本-语音)模块，可播放调度及监控中心下发的文本信息。

车载终端具有可扩展性，采用总路线结构，主从机串口通讯，可任意扩展从机数量，因此与IC卡读写器、电子关锁、防盗报警器等扩展设备接口方便灵活，其功能模块包括：

1、GPS模块

该模块可接受一定精确度的卫星定位数据，这些数据为实现多样的车辆管理提供了基础。

2、车辆信息采集模块

通过开放的标准接口，该模块可完成对当前车辆的行驶状态的信息采集。如：车辆空载、车辆重车、车辆行驶里程、计费统计等。

3、移动通讯模块

通过此模块可将上述两个模块采集的信息实时传递到调度监控中心。本模块使用的移动通讯技术是各方面都具有优势的GPRS技术，这种技术能在大幅度提高服务质量的基础上为用户降低运营成本。

三、调度业务

参见图2的系统总体架构图，通讯网关是连接车载终端和调度中心的桥梁。

调度处理是整个调度中心业务处理核心，调度服务器主要负责：通过通讯网关管理车载终端的GPS位置和状态信息，并且处理各种业务数据包；处理临时业务和要车时间到达的预约业务的匹配和自动调度。

综合信息管理提供对相关数据的维护管理和对运行数据的查询统计，功能包括车辆管理、驾驶员管理、调度人员管理、车机终端管理等等。

网上订车服务提供客户通过互连网络进行订车的功能，客户通过互连网络输入订车信息，包括临时订车和预约订车，订车信息通过处理程序发送到调度服务器进行处理，处理结果反馈给客户。

网上车辆监控提供各级管理者对所属车辆的监控，包括动态查看、轨迹回放、车辆跟踪、信息发送等功能；

地图服务功能清单，包括地图放大，缩小，选择，旋转，距离测量，地图点信息等基本功能，提供路径规划、数据分析等信息；

CTI和IVR功能，采用HI-LINK核心控制框架，包括通信接口网关和业务接口网关，是呼叫中心通信和呼叫中心业务之间的桥梁，通过底层协议与交换机交互，采用软交换模式构建，提供控制管理接口，包括：IVR、ACD、报表统计分析、呼叫监控管理、录音；HI-LINK IVR平台，是一个自动语音应用生成平台和运行环境，通IVR平台，用户可以快速开发各种自动语音应用。