基于網絡GPS的貨物動態跟蹤系統研究與實現＊

李 俚 韋佳洵

（廣西大學機械工程學院 南寧 530004）

0 引 言

物流貨物動態跟蹤管理系統是智能交通系統的重要組成部分［1］，通過用GPS技術、通信技術、計算機技術等為貨主和物流運輸企業提供實時的貨物品種、數量、在途情況、發貨地和目的地等動態信息服務的物流信息管理服務［2］.在運輸途中，對貨物的動態跟蹤主要通過對貨運車輛的實時監控來實現［3］，運輸的業務管理、貨車數據集成通過可視化物流信息管理平臺來完成.

在應用研究方面，于培慶將移動定位技術應用于物流運輸車輛的監控上，實現運輸車輛合理的調度安排［4］.丁小兵和徐維祥提出了將地理信息技術和移動定位技術相結合的方式，實現物流運單管理，方便客戶查詢運輸車輛的路線和貨物情況［5］.目前，國外大型綜合物流公司已廣泛采用貨物自動跟蹤系統，例如美國聯邦快遞FedEx公司的信息服務網絡Powership、美國海運公司MTC和TraPac集裝箱服務公司聯合組建的Savi網絡公司的SaviTrak系統等.國內貨物自動跟蹤技術的應用也得到較快的發展，但是GPS技術和專業GIS系統的實施成本較高且不易維護和升級，而大多數中小型物流企業，成本、技術、人才等因素限制了貨物自動跟蹤系統應用.因此本文利用網絡GPS 技術和Google提供的免費電子地圖，開發出簡易、實施成本較低的物流貨物動態跟蹤管理系統.實現車輛和貨物的關聯管理與運作，并進行動態跟蹤與監控；同時，能根據托運單或者提貨單號，實現車輛與貨物的實時狀態查詢；通過貨物狀態信息，實現物流服務的水平和質量的確認；豐富物流供應鏈的信息分享源，使物流供應鏈節點的物流運作得到及時響應和服務.

1 系統業務建模

1.1 系統業務流程模型構建

貨物動態跟蹤系統監控運輸過程的各個環節.系統從接受訂單開始，完成訂單管理、車輛調度、發貨、在途監控等作業管理過程.系統接收訂單并將審核合格的訂單傳遞到運輸調度環節；運輸調度環節根據運輸要求合理調用路由、車輛和司機等信息，形成相應運輸任務單和裝車單，指導運輸任務的執行；貨物發運后，系統將執行運輸任務的車輛信息、車載終端信息、司乘人員信息等轉入監控運行.監控中心根據執行運輸任務的車牌號、車載終端ID 號或者訂單號，查詢執行車輛的實時位置信息并可視化顯示在電子地圖上，實現車輛運行軌跡、運行速度等的監控.若運輸車輛途中遇到突發情況，系統可以提供相應處理方案來實現緊急情況處理.當運輸車輛到達目的地后，系統還可以實現對訂單的簽收、費用結算、運作評估等功能［6］.系統業務流程模型見圖1.

圖1 系統業務流程模型

1.2 系統數據流模型構建

為了明晰系統的數據邏輯和數據流向，更好的支持系統開發，必須構建系統數據流模型.根據系統業務流程，系統分成訂單處理、運輸業務、運輸調度和運輸監控管理等功能模塊.為了明確各功能模塊之間的業務往來與數據傳遞，需要細分各功能模塊的細節.同時明確系統的外部實體、業務處理功能、數據流向以及數據存儲等之間的關系.經過各功能模塊的層層細分，數據采集、處理、傳遞、存儲、流向的確立，得到系統數據流程模型見圖2.

1.3 系統實體關系模型構建

更好的構建系統的數據庫，通過實體概念模型來描述所需要開發的系統內部實體、屬性以及內部實體之間聯系.系統內部實體包括客戶信息、貨物信息、車輛信息、司機信息、路線信息、有效訂單、托運單、跟蹤表、GPS信息、應收賬款、評估表等.實體與實體之間有1對1、1對多和多對多的關系，如1臺物流運輸車根據車載終端的ID 號，對應產生1個GPS記錄數據文件信息；1條路線信息可以被多張運輸單調度；但是1臺運輸車可以產生多張運輸單信息，而1張運輸單可以調用多臺車來完成.系統的實體關系模型見圖3.

圖2 系統數據流模型

圖3 系統實體概念模型圖

2 系統的開發與實現

為滿足物流運作網絡化需求，系統采用B／S的開發模式.以網絡GPS 數據和本地數據為依托，利用ASP.net 技術、Google 電子地圖 和Google Maps Api接口技術，開發物流貨物動態跟蹤管理系統，實現不同權限不同區域的人員通過互聯網實現相應的管理和服務.

2.1 訂單管理與調度

訂單管理包括對訂單的接收、審核、調度、傳遞、查詢跟蹤等.在整個運輸作業過程中，以“訂單狀態”作為關鍵字段，實現訂單處理、傳遞、存儲、打印與跟蹤，指導整個物流作業過程.

2.2 運輸調度實現

對確認并已審核的運輸訂單進行運輸資源的調度，實現路由選擇、車輛配載、人員安排，以及臨時換車等.

2.2.1 路線選擇 利用Google提供的Google Maps Api接口和Google Map數據庫，實現包括建議路線的條數、每條路線的距離、運行所需的時間等信息的運輸線路選擇.線路選擇的實現通過三個步驟來完成.

1）地圖加載 在web 頁面HTML 源文件利用URL 地址導入用于訪問Google Maps JavaScript API Version 3.0接口函數庫文件，如通 過“http：／／maps.google.com／maps／api／js？sensor＝true＆language＝zh－CN＆region＝CN”，調用谷歌中文地圖，通過調用＊.js文件實現地圖接口函數庫的加載引用.

2）地圖初始化參數的設置 通過地圖初始化，可以完成地圖對象、地圖縮放比例、地圖中心點、地圖類型、街景模式開啟、地圖顯示容器等參數的設置.將這些參數封裝在一個initialize方法中，在一個HTML 頁面中調用這個initialize方法即可以實現Google地圖的加載與顯示.地圖初始化參數設置實現過程為：（1）通過google.maps命名空間的Latlng類聲明一個latlng對象用于指明Google地圖顯示的中心點.如以某已知地點所在的經緯度坐標為中心點，聲明一個變量myOptions，指出顯示的Google地圖類型集，說明地圖的顯示比例、地圖顯示的中心位置、地圖的類型以及是否開啟街景模式等信息.（2）通過Google.maps 命 名 空 間 的Map 類 初 始 化 一 個Map對象，構造包含Google地圖顯示的HTML容器（DIV 層）和Google地圖類型集（myOptions對象）這兩個參數的Map類函數，實現在系統地圖顯示的位置、顯示比例為、地圖顯示的中心位置經緯度坐標，路標類型和啟街景模式等的顯示.

3）路線顯示 支持用戶包括路線起止地點、出行方式，是否提供多條備選路線、顯示的路線是否避開高速路以及是否避開收費道路等多種綜合線路信息的服務，并能顯示比較詳細的運輸路線信息.如在route.js中創建一個DirectionsRenderer類對象directionsDisplay 以及一個DirectionsService 類 對 象directionsService，調 用DirectionsService類的route方法向路線服務發送請求，需要為route方法傳遞一個路線請求參數DirectionsRequest對象常量.通過用戶界面的選擇，在DirectionsRequest類對象中包含路線起始地點、路線目的地點、出行方式，是否提供多條備選路線、顯示的路線是否避開高速路以及是否避開收費道路等信息.通過這些信息反饋路線服務，并且顯示在directionsDisplay對象中.

2.2.2 車輛配載及人員選擇 系統支持未調度的訂單信息和可調度的車輛信息的可視化顯示來提供調度時選擇，也可自動的根據線路信息和訂單上的貨物類型、體積和重量等信息進行匹配合適的車輛.

當所選擇的車輛配載完成后，點擊提交按鈕，把車輛信息傳遞到運輸單管理界面供司機等人員的選擇.系統支持多種選擇條件的車輛和司機匹配調度，通過查看歷史記錄、路線、司機資質等調度司機和路由的信息，完成車輛配載、人員和線路的調度形成相應的運輸作業單指導各環節的物流作業.

2.3 運輸過程監控

運輸過程包括發運、實時在途監控、到貨、簽收等過程，通過在途監控，可以實現車輛定位、軌跡回放、緊急狀況處理等功能.

2.3.1 實時在途監控 系統支持以訂單號、車牌和車載終端ID 號等關鍵字段，通過GridView 控件實現某車載終端在指定時間點的經度、緯度和速度等信息的可視化顯示；通過Google.maps.MarkerImage函數區別顯示超速和正常速度狀況.

在定位查詢頁面中，用戶可以通過輸入訂單號等關鍵信息，系統利用Geocoder函數向Google maps服務器請求地址解析并在電子地圖上顯示，同時采用infowindow 函數在新窗口顯示訂單號、運輸單號、當前位置經度、緯度、速度等信息.通過點擊定位按鈕可以在地圖上顯示出運載車輛實時的位置，并可以通過鏈接查看訂單和運輸單詳細信息，見圖4.

圖4 車輛定位查詢頁面圖

2.3.2 車輛運輸歷史軌跡回放 系統支持通過訂單號、車牌和車載終端的ID 查詢到的相關車輛的某一特定時間的歷史軌跡.并可以直觀顯示目標車輛在某一 段時期內所行走路徑、行駛里程、超速發生的時間地點及統計情況.

通過GridView 顯示某時間段相關訂單所執行的車輛經過的經、緯度信息.系統將網絡GPS的經緯度值存入數組，并按時間先后順序加載，使用polyline對象繪制折線并進行連接，即可計算出車輛的行駛距離.

3 結束語

本文利用網絡GPS技術和Google提供的免費電子地圖，開發出低成本、簡單易用的物流運輸與動態跟蹤管理系統，較好地解決物流運輸調度和在途可視化跟蹤與監控問題.該系統研究開發的關鍵在于采用結構化建模方法規劃系統，借助Google提供的地圖接口，靈活運用.net技術，實現系統數據、網絡GPS數據與Google地圖數據的無縫連接，完成貨物運輸車輛的可視化跟蹤與監控.由于系統利用現有的公開的免費網絡資源，結合企業的車輛、司機等物流運作資源，實現物流運輸調度的智能化，運輸過程的可視化，能夠滿足廣大物流運輸企業高效率、低成本的運作需要.

［1］岳 航，楊榮杰.智能交通系統的發展及其共用信息平臺的建設［J］.武漢理工大學學報：交通科學與工程版，2005，8（4）：561－562.

［2］蔣代梅，劉 洋，周小兵.基于GPS／GIS的物流運輸管理系統的實現技術［J］.北京工業大學學報，2005，31（4）：443－448.

［3］邱立源，尹麗娜，蘇宗躍.基于WEBGIS的網絡GPS車輛監控系統設計［J］.天津理工大學學報，2010，26（5）：86－88.

［4］于培慶.基于移動定位技術的物流運輸管理系統［J］.中國市場，2007（7）：64－65.

［5］丁小兵，徐維祥.WEB GIS／GPS與WEB運單管理系統的物流運輸安全中的應用［J］.物流技術，2008（8）：195－202.

［6］閆光輝，孟 杰.基于3G的貨物動態跟蹤管理信息系統的研究與設計［J］.交通標準化，2007（4）：189－192.