基于WebGIS的車(chē)輛監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)研究方法和需求分析

陳 康

（武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院，武漢，430074）

隨著GPS、北斗定位導(dǎo)航等定位技術(shù)的發(fā)展，車(chē)載GPS終端定位精度越來(lái)越高，再加上購(gòu)買(mǎi)成本和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本的降低，使得車(chē)載GPS終端安裝使用和普及更加便利。為實(shí)現(xiàn)WebGIS監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)混凝土車(chē)輛的控制，本文基于車(chē)聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，研究當(dāng)前混凝土車(chē)輛運(yùn)輸過(guò)程中車(chē)輛的實(shí)時(shí)位置監(jiān)控、車(chē)輛定位跟蹤、混凝土運(yùn)輸進(jìn)度監(jiān)控以及車(chē)輛調(diào)度等技術(shù)和方法，為提高混凝土物料運(yùn)輸?shù)木?xì)化管理水平、建立物流車(chē)輛協(xié)同監(jiān)控平臺(tái)、促進(jìn)車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用以及車(chē)載GPS終端車(chē)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)建立提供一定的參考依據(jù)。

1 WebGIS監(jiān)控系統(tǒng)研究基本方法和主要技術(shù)路線

本文融合了C#高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、熟悉數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)、SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件工程基礎(chǔ)知識(shí)和JSON等技術(shù)，對(duì)WebGIS車(chē)輛監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行了研究，主要研究方法分為三種。

1.1 文獻(xiàn)研究法

主要指搜集、鑒別、整理文獻(xiàn)，并通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的研究形成對(duì)事實(shí)的科學(xué)認(rèn)識(shí)的方法。本文利用該方法完成了研究的理論準(zhǔn)備工作和IT開(kāi)發(fā)技術(shù)研究。

1.2 調(diào)查研究法

本文結(jié)合實(shí)際的混凝土車(chē)輛使用公司，通過(guò)訪談、實(shí)地考察等方法，了解混凝土車(chē)輛運(yùn)輸過(guò)程中監(jiān)控管理方法存在的問(wèn)題，了解行業(yè)需求和痛點(diǎn)，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析做好準(zhǔn)備。

1.3 實(shí)證研究法

本文結(jié)合了國(guó)內(nèi)《道路運(yùn)輸車(chē)輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)北斗兼容車(chē)載終端通訊協(xié)議技術(shù)規(guī)范》的基本要求，分析了當(dāng)前部標(biāo)監(jiān)控平臺(tái)架構(gòu)研究?jī)?yōu)缺點(diǎn)，旨在設(shè)計(jì)出合理的、擴(kuò)展性好的、符合交通部標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)輛監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)，并采用相關(guān)技術(shù)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，修復(fù)bug并完善監(jiān)控功能。

2 混凝土車(chē)輛運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)需求分析

筆者通過(guò)調(diào)研當(dāng)前混凝土車(chē)輛運(yùn)輸過(guò)程中存在的問(wèn)題，并針對(duì)當(dāng)前混凝土運(yùn)輸管理的基本要求和規(guī)劃，完成系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)方案，并制定出解決車(chē)輛運(yùn)輸問(wèn)題的方案。

3 基于WebGIS的混凝土車(chē)輛運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

隨著車(chē)載定位終端數(shù)量增加，傳統(tǒng)車(chē)輛控制系統(tǒng)車(chē)載定位工作效率降低、實(shí)時(shí)監(jiān)控能力下降，為解決上述問(wèn)題，本文將研究設(shè)計(jì)高并發(fā)程序和高擴(kuò)展系統(tǒng)架構(gòu)，解決單機(jī)服務(wù)器負(fù)荷量大時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行效率較低的問(wèn)題，為車(chē)輛監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)《道路運(yùn)輸車(chē)輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)北斗兼容車(chē)載終端通訊協(xié)議技術(shù)規(guī)范》提供技術(shù)參考。本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)，主要由網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、業(yè)務(wù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器、負(fù)載均衡服務(wù)器、移動(dòng)信息服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等部分組成，下面對(duì)各個(gè)模塊的功能進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

3.1 網(wǎng)關(guān)服務(wù)器

網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的主要功能包括數(shù)據(jù)處理、雙向通信、平臺(tái)對(duì)接和通訊轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)單個(gè)程序負(fù)載較大時(shí)，可以通過(guò)增加網(wǎng)關(guān)服務(wù)器結(jié)點(diǎn)和負(fù)載均衡服務(wù)器，并采用一致性Hash算法進(jìn)行負(fù)載均衡處理。

3.1.1 數(shù)據(jù)處理

網(wǎng)關(guān)服務(wù)器接收并解析終端的數(shù)據(jù)包（接收解析成功后響應(yīng)接收結(jié)果），然后統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，并將其發(fā)送至業(yè)務(wù)中心服務(wù)器。同時(shí)，將車(chē)輛上傳的原始數(shù)據(jù)和解析后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

3.1.2 雙向通信

雙向通信包括GPS終端與網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)服務(wù)器與業(yè)務(wù)服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)服務(wù)器與交通部部標(biāo)平臺(tái)之間的兩兩雙向通信。動(dòng)態(tài)接收的GPS終端數(shù)據(jù)將會(huì)被傳至調(diào)度中心，滿足Web服務(wù)器向調(diào)度中心請(qǐng)求在線查看的需求。

3.1.3 平臺(tái)對(duì)接和通信轉(zhuǎn)發(fā)

國(guó)家交通部要求，所有通過(guò)交通部國(guó)家要求的標(biāo)準(zhǔn)部標(biāo)平臺(tái)的車(chē)輛，實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)發(fā)至交通部部標(biāo)平臺(tái)，因此網(wǎng)關(guān)服務(wù)器還必須根據(jù)《JT-T809-2011道路運(yùn)輸車(chē)輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)交換》要求，將接收到的終端信息直接發(fā)送給部標(biāo)平臺(tái)。

3.2 業(yè)務(wù)服務(wù)器

業(yè)務(wù)服務(wù)器負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的業(yè)務(wù)調(diào)度，響應(yīng)網(wǎng)關(guān)服務(wù)器和Web服務(wù)器的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，并完成端口對(duì)接（ERP CRM對(duì)接）工作。當(dāng)單個(gè)程序負(fù)載較大時(shí)，可以增加業(yè)務(wù)服務(wù)器結(jié)點(diǎn)和負(fù)載均衡服務(wù)器，并采用一致性Hash算法進(jìn)行負(fù)載均衡處理。

3.3 WEB服務(wù)器

WEB服務(wù)器負(fù)責(zé)混凝土車(chē)輛運(yùn)輸過(guò)程監(jiān)控服務(wù)，包括監(jiān)控中心、調(diào)度中心、運(yùn)營(yíng)管理、信息報(bào)表和系統(tǒng)管理等功能模塊。當(dāng)單個(gè)WEB服務(wù)器的負(fù)載較大時(shí)，可以增加WEB服務(wù)器結(jié)點(diǎn)和負(fù)載均衡服務(wù)器，并采用一致性Hash算法進(jìn)行負(fù)載均衡處理。

3.4 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器負(fù)責(zé)車(chē)載定位終端上傳的原始數(shù)據(jù)、車(chē)輛軌跡數(shù)據(jù)和其他系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并完成數(shù)據(jù)歸檔處理、數(shù)據(jù)庫(kù)定時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)批處理業(yè)務(wù)和其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù)。

3.5 移動(dòng)信息服務(wù)器

移動(dòng)信息服務(wù)器主要負(fù)責(zé)向移動(dòng)智能終端提供數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的接口服務(wù)，并滿足車(chē)輛實(shí)時(shí)位置信息遠(yuǎn)程調(diào)用的要求。

3.6 GPS軌跡數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方案設(shè)計(jì)

由于車(chē)載定位終端每隔2～3秒就會(huì)向系統(tǒng)平臺(tái)網(wǎng)關(guān)發(fā)送位置信息，隨著時(shí)間的增加，GPS軌跡數(shù)據(jù)量會(huì)越來(lái)越大，為了提高車(chē)輛GPS軌跡數(shù)據(jù)查詢(xún)效率，本設(shè)計(jì)采用分庫(kù)分表的GPS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，將軌跡數(shù)據(jù)分月存儲(chǔ)，便于后期車(chē)輛軌跡數(shù)據(jù)分月歸檔備份。同時(shí)，本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表采用SQL Server分區(qū)表方法進(jìn)行存儲(chǔ)，提高了單表的查詢(xún)效率，并通過(guò)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，定時(shí)將作業(yè)車(chē)輛GPS軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔備份，便于后期研究車(chē)輛運(yùn)輸過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題。

3.7 基于WebGIS的混凝的車(chē)輛監(jiān)控方案設(shè)計(jì)

為了便于用戶直觀的通過(guò)軟件系統(tǒng)界面對(duì)車(chē)輛混凝土物料運(yùn)輸過(guò)程及進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)控，還要基于車(chē)輛位置，根據(jù)在線調(diào)派和UI操作等要求，對(duì)運(yùn)輸進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控功能的設(shè)計(jì)。