城市公交監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計淺析

　　摘要：城市綜合智能公交系統(tǒng)由三部分組成，分別是監(jiān)控中心、通信鏈路和車載終端。本文主要研究該系統(tǒng)中監(jiān)控中心主要軟件的設(shè)計，具體包含了業(yè)務(wù)服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)服務(wù)軟件和監(jiān)控指揮系統(tǒng)客戶端軟件的設(shè)計。
　　關(guān)鍵詞：公交監(jiān)控 系統(tǒng)軟件 GPRS
　　中圖分類號：TP311文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（c）-0199-02
　　1 城市綜合智能公交系統(tǒng)監(jiān)控中心設(shè)計
　　1.1 監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
　　1.1.1 車載終端模塊
　　城市的公交監(jiān)控系統(tǒng)中的車載終端的設(shè)備還是基本是用來使得GPS系統(tǒng)的接受的數(shù)據(jù)的流暢性以及對車輛物流情況的掌握，還是主要由以下幾個模塊系統(tǒng)來組成的：公交監(jiān)控系統(tǒng)的GPS接收模塊、公交的GPRS通訊模塊、公交物流的顯示模塊等等。公交監(jiān)控系統(tǒng)的車載終端的GPS數(shù)據(jù)的接收設(shè)備主要是運用于獲得GPS數(shù)據(jù)的各種方位信息，將會把這些數(shù)據(jù)信息傳達給公交系統(tǒng)的GPRS通信的模塊，進而由其獲得并且執(zhí)行對公交監(jiān)控中心發(fā)送的GPS數(shù)據(jù)的指令，而且還存在獲得公交監(jiān)控中心發(fā)送的調(diào)度指令，還能夠清晰顯示出來。
　　1.1.2 通信鏈路模塊
　　公交監(jiān)控系統(tǒng)的通信鏈路的模塊的功能包括了公交的監(jiān)控指揮總部與公交的監(jiān)控系統(tǒng)的車載終端設(shè)備之間的信息的傳遞功能。在存在GPS的功能被動性的情況下， 還主要是接收到源自衛(wèi)星的方位的數(shù)據(jù)而不能把這些方位的數(shù)據(jù)傳送到公交監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控中心，所以，城市的車輛監(jiān)控的控制設(shè)備必須特地建立專用的數(shù)據(jù)網(wǎng)以便使得移動的車輛與公交的監(jiān)控中心之間展開各方數(shù)據(jù)進行傳送的目的。公交監(jiān)控系統(tǒng)的車輛監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)中的信息的發(fā)送方式主要包括：常規(guī)通信方式，集群通信、GSM數(shù)字蜂窩移動通信、GPRS通用無線分組業(yè)務(wù)、CDMA、無線數(shù)據(jù)廣播、專用數(shù)據(jù)通信和衛(wèi)星通信等。這些不一樣的系統(tǒng)領(lǐng)域是依據(jù)每個不同的情況來進而開始去選適合自己的無線通信的方式和辦法，在商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用比較多的是GSM短消息的通信方式和GPRS通用無線分組的方式和業(yè)務(wù)。所以，在現(xiàn)階段的城市公交監(jiān)控系統(tǒng)中的車輛監(jiān)控調(diào)度的系統(tǒng)構(gòu)建一般都要采用GSM網(wǎng)絡(luò)的短消息的SMS業(yè)務(wù)從而對著信息進行發(fā)送和傳遞，這里的短消息業(yè)務(wù)其實就是指長度不超過160個字符的文本信息，這些文本的信息傳輸?shù)焦槐O(jiān)控體系中的信息接收平臺中的用戶識別模塊（SIM）進行保存。通信模塊中的GSM數(shù)字蜂窩信息的發(fā)送方式已經(jīng)成為公用電話網(wǎng)主要組成部分，這些服務(wù)都基本上在呼叫連接的基礎(chǔ)上建立起來的。
　　這其中的通信模塊的短消息是GSM中不需要以終端到終端的方式來建立通路的業(yè)務(wù)部分，這些信息發(fā)送的平臺已經(jīng)處在信息數(shù)據(jù)發(fā)送過程中還能夠進行短信息的發(fā)送。而且這些短信息的發(fā)送的速度也是非常快的、進而不影響通信的流暢度，并且通信的成本也很低等很多的好處，所以，一般都被作為現(xiàn)階段的主要方式。但是，這種SMS方式還有很多不同程度的缺點：第一就是這種信息數(shù)據(jù)發(fā)送的通信費用比較高昂，一般情況下，這些短消息內(nèi)含的內(nèi)容不是很多；而且還是通過這些SMS發(fā)送信息存在不同程度的不確定性，進而可能使得對應(yīng)的跟蹤目標(biāo)定位不到；另外就是這種短信的服務(wù)器需要對當(dāng)?shù)氐碾娦挪块T申請?zhí)貏e的業(yè)務(wù)服務(wù)，這樣就可以利用這些專門的信息系統(tǒng)進行SMS信息的接收和處理，不過這樣的建立成本較高。所以，這個體系就應(yīng)該將GPRS與GSM系統(tǒng)這兩種方式方法進行相結(jié)合，這樣就可以基本上能解決由于SMS方式所造成的不確定性。
　　1.1.3 監(jiān)控中心模塊
　　城市公交的監(jiān)控中心不僅具有監(jiān)控的功能，也擔(dān)負(fù)著公交調(diào)度的艱巨任務(wù)，已經(jīng)成為了公交監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息的分析處理以及最終做出決策的主要部門。這個監(jiān)控系統(tǒng)的模塊就在建立的時候必須考慮公交監(jiān)控中心的最初制定的任務(wù)及這些任務(wù)執(zhí)行的過程制度，城市公交的監(jiān)控中心設(shè)計部分還主要包括系統(tǒng)設(shè)置模塊、監(jiān)控調(diào)度模塊、地圖設(shè)置模塊和窗口幫助模塊四個部分。
　　1.2 監(jiān)控中心各模塊關(guān)系
　　城市公交的監(jiān)控中心一般情況下都經(jīng)過其中的網(wǎng)關(guān)服務(wù)器來獲得出自公交監(jiān)控系統(tǒng)車載終端設(shè)備的發(fā)送數(shù)據(jù)信息，這種網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的專門的運作軟件系統(tǒng)一般情況下都會提供UDP服務(wù)，這樣就可以進而不斷地獲得GPS數(shù)據(jù)，在對這些數(shù)據(jù)信息進行處理之后，把這些數(shù)據(jù)信息不斷發(fā)送到公交監(jiān)控系統(tǒng)中的客戶端，進而可以將這些數(shù)據(jù)信息保存在公交監(jiān)控系統(tǒng)中的通信模塊中去。在客戶面對著公交監(jiān)控終端時，就必須輸入自己的用戶名以及密碼才能夠進而登錄進去，還可以運用這些業(yè)務(wù)的服務(wù)器來進而提供信息的發(fā)送接口終端，客戶通過下載他們的對應(yīng)的公交的運輸信息數(shù)據(jù)的時候，需要進一步接受網(wǎng)關(guān)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的GPS數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)來對對應(yīng)公交的運輸狀態(tài)方面的數(shù)據(jù)信息進行掌握，在MAPX地圖中標(biāo)出車輛狀態(tài)，如圖2所示。
　　2 網(wǎng)關(guān)服務(wù)器軟件
　　公交監(jiān)控系統(tǒng)的中心網(wǎng)關(guān)一般情況下都具有不斷地發(fā)送自身的數(shù)據(jù)信息的任務(wù)。公交監(jiān)控中的車載的終端設(shè)備就可以進一步進過其內(nèi)部的GPRS等模塊在持續(xù)的時間內(nèi)獲得公交運輸速度、位置、方向等物流的相關(guān)的信息，在對這些物流數(shù)據(jù)信息經(jīng)過不同的加密方式的加密過后，還能夠?qū)⑦@些獲得的不斷的信息數(shù)據(jù)發(fā)送到公交監(jiān)控體系中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的內(nèi)部，這種發(fā)送的進程是GPRS模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到24小時運行的中心網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，中心網(wǎng)關(guān)服務(wù)器接收車載終端傳過來的數(shù)據(jù)，再按照通信協(xié)議進行解密操作，處理后的數(shù)據(jù)在監(jiān)控中心客戶端軟件動態(tài)顯示，并把數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中以備查詢。
　　2.1 開發(fā)語言選擇和Socket編程
　　在城市公交監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)服務(wù)器方面進行運行的網(wǎng)關(guān)發(fā)送服務(wù)軟件，在現(xiàn)階段的時期內(nèi)，比較通用的開發(fā)軟件有Java、Visual C++，Delphi等語言。其中的Java語言是計算機編程領(lǐng)域中在現(xiàn)階段運用比較廣泛的網(wǎng)絡(luò)編程語言。這種編程語言的特點就是比較簡單而且這種面向?qū)ο蟆⒎€(wěn)定、與平臺無關(guān)、多線程和動態(tài)等特點。由于這種編程語言采用通常的分布式開發(fā)，統(tǒng)一性較好，安全性高，且支持多個線程同時執(zhí)行，可提供多線程之間的同步機制，非常適合對于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)具有實時性要求的網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)軟件。
　　2.2 通信協(xié)議的應(yīng)用
　　城市公交監(jiān)控系統(tǒng)中的通信協(xié)議應(yīng)用主要包括：網(wǎng)關(guān)服務(wù)器接收的車載設(shè)備提供的UDP通信服務(wù)，并將這些接收的信息及數(shù)據(jù)通過TCP通信服務(wù)進行轉(zhuǎn)發(fā)。繼而可以通過TCP連接，進一步使得監(jiān)控客戶端的GPS定位獲得成功，發(fā)揮發(fā)送位置查詢、監(jiān)控、發(fā)送報文等功能。
　　4 監(jiān)控系統(tǒng)客戶端軟件設(shè)計
　　根據(jù)功能的不同，監(jiān)控系統(tǒng)客戶端軟件應(yīng)劃分為功能模塊：通信模塊、地圖模塊、用戶登錄模塊、系統(tǒng)輔助四個部分，如圖3所示。
　　5 結(jié)論
　　本文主要研究了城市智能公交監(jiān)控系統(tǒng)中的相關(guān)軟件的設(shè)計，包括網(wǎng)關(guān)服務(wù)器軟件、業(yè)務(wù)服務(wù)器軟件以及監(jiān)控系統(tǒng)客戶端軟件。總而言之，城市綜合智能公交系統(tǒng)利用先進的定位技術(shù)、通信技術(shù)、地理信息技術(shù)將公交車輛的實時運營信息傳送到監(jiān)控中心，為監(jiān)控人員進行科學(xué)調(diào)度提供原始信息和決策支持，并向乘客提供車次的到達等信息，從而提高公交車輛運營的效率和乘客服務(wù)質(zhì)量，吸引公交出行，解決城市交通問題。
　　參考文獻
　　[1]曾潔，賈世杰，魏梅，等.基于卡爾曼濾波的車輛動態(tài)導(dǎo)航定位濾波算法[J].大連交通大學(xué)學(xué)報，2009，29（2）：42-45.
　　[2]趙亦林，譚國真.車輛定位與導(dǎo)航系統(tǒng)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010：3-5.
　　[3]張其善，吳今培，楊東凱.智能車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2011：5-7.
　　[4]富立，范耀祖.車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)[M].北京：中國鐵道出版社，2009：3-8.
　　[5]彭寧昆，盧剛，盧義民.基于GSM短消息的GPS車輛監(jiān)控移動單元設(shè)計[J].測控技術(shù)與設(shè)備，2010，28（2）：29-3