GPS定位與物流運輸業管理

蔣堃 楊成慧

摘 要：針對物資運輸與物流管理中的實時位置跟蹤、遠程目標管理等應用要求，GPS定位技術在物資物流運輸管理有著非常重要的應用，因此本文提出了微型的、低成本的GPS定位與通訊系統的總體結構框架，詳細描述了它的工作原理，并就GPS定位技術在物資物流定位系統的設計及仿真進行了深入研究。

關鍵詞：GPS定位技術；運輸；檢測；定位；管理

引言

在人類社會進入到網絡經濟和信息時代的今天，信息作為經濟社會最基本的因素，正日益深刻地影響著人們的工作方式和生活習慣。作為國家經濟發展的基礎，有經濟“血脈”之稱的交通運輸行業在這場信息革命中卻逐漸表現出老化和發育不良，不能適應不斷茁壯成長的國民經濟的需要。就在其他行業已經進入信息和網路時代時，交通運輸行業卻到處在依賴白板記錄調度信息、靠經驗管理車輛的落后境地。要改變這種局面，交通運輸企業必須要盡快趕上社會發展的步伐，把信息化作為實現行業現代化的手段。

GPS移動信息管理系統的介紹

一、交通運輸業信息化的標志

（一）、移動信息管理系統

移動信息管理系統是美國高通公司于八十年代率先提出，并廣泛應用于世界交通運輸行業。GPS系統是美國高通公司于八十年代末期研制開發的，主要用于交通運輸業進行調度管理的移動信息管理系統。目前，該系統已在世界上34個國家，900家運輸公司的近30萬個終端上使用，服務的行業包括電力、運輸業、軍隊、公共安全、銀行、船舶等。

（二）、系統組成

GPS系統[4]由網絡管理中心（NMC）、衛星、集成移動通信終端（IMCT）和QTRACS軟體以及其他備選件組成。

（三）、GPS系統的功能

衛星定位功能、雙向數據通信[2]功能、集成電子地圖功能、多層次管理功能

二、信息化將為交通運輸業帶來革命性的變革

提高我國公路建設投資的經濟效益、促進交通運輸行業的優化和重組、有利于促進國家經濟的大發展、為產業進步提供了有力的支持、提高我國交通運輸企業的管理水平

三、GPS定位與通訊系統的總體結構框架及應用

1、GPS車輛管系統的結構

GPS車輛管理系統 包括三大部分：空間部分GPS衛星星座，用戶設備部分一一車載GPS定位終端，地面控制音分地面監控系統。

2、車輛GPS定位終端安裝在需要監控的車輛上，結構相對簡單，主要由GPS天線、GPS接收模塊、中國電信信號模塊和接收天線組成，用汽車自帶的電瓶供電。

（1）、GPS天線用于接受衛星信號，進行定位或者導航的終端。

（2）、GPS模塊用于接受GPS衛星信號，并計算出車載終端所在的位置。

（3）、CDMA電信卡是指基于網絡的移動通信終端，CDMA利用展頻的通訊技術，減少手機之間的干擾，增加用戶的容量抗干擾能力強。

（4）、CDMA天線是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導行波，變換成在無界媒介（通常是自由空間）中傳播的電磁波，或者進行相反的變換。在無線電設備中用來發射或接收電磁波的部件。

3、GPS監控系統及功能

（1）、在指定區域內車輛達到規定數量，即發生聚集報多。

（2）、GPS平臺系統監控運行的日常管理。

4、物流定位系統構架圖

（1）、a.車載定位終端[7]主要包括主控芯片模坎、GPS模塊、GPSOne模塊和傳感信息采集模塊。b.GPS車輛定位終端主要實現定位、監聽、手動報警、斷油斷電功能、終端斷電報警（防拆）功能。

（2）、車載定位終端采集定位信息采用雙定位技術，首先是定位信息采集程序初始化同時開啟定時器，用來控制定位信息采集模式的轉變。GPS模塊一直處于啟動狀態，定位模式以GPS定位模式為主，GPS定位數據采集正常時，始終保持GPSOne模塊處于關閉狀態。

（3）、后臺管理系統主要由服務器和客戶端組成。系統主要用于對物流車輛進行實時定位，負責向定位終端發送定位命令并解析定位終端發送的定位信息，存入數據庫中，同時實現與用戶的交互功能，讀取并解析用戶命令并將獲得的結果反饋給用戶。

（4）、CDMA網絡時間服務器采用SMT表面貼裝技術生產，大規模集成電路設計，以高速芯片進行控制，具有精度高、穩定性好、功能強、無積累誤差、不需要架設天線（手機有信號的地方就可用）、性價比高、操作簡單等特點，全自動智能化運行，免操作維護，適合無人值守且廣泛應用于電力、金融、通信、交通、廣電、石化、冶金、國防、教育、IT、公共服務設施等各個領域。

5、監控管理調度流程

（1）物流客請求：這是監控調度作業流程的開端，物流企業運輸部接到物流客戶求運輸貨物的有關信息后，由監控、調度中心的調度人員操作大入系統界面進行動態車輛的廣位。

（2）GPS/DR動態車輛定位：進行動態車輛定位時，以貨源地點為中心，用選定鍵搜尋離貨源最近的車輛，用GPS/DR組合技術對其定位并了解車輛所有動態信息。

（3）車輛與貨物匹配：根據掌握的貨源信息和被定位的動態車輛的信息，決定該車輛能否完成該貨物的運輸任務，若能完成，則通過GSM通信網絡向其發出運輸指令，否則重新進行動態車輛搜尋和定位，即再選擇離貨源較近的其他動態車輛。

（4）裝載貨物根據運輸指令和物流客戶的要求裝載貨物。

（5）運輸過程監控：在車輛完成運輸任務的過程中，監控中心對其運行狀態進行適時監控，并提供交通公安和服務信息以保證其按指定的運輸路線和時間安全地完成貨運任務

（6）運輸完成確認運輸完成后，司機持客戶簽單交回調度中心進行運輸完成的確認

四、基于定位系統的設計

1、無線定位系統子系統設計

根據以上框架分析，無線定位系統可劃分為以下幾個子系統：訂單處理子系統、空間數據處理子系統、車輛調度子系統、監控子系統、信息維護子系統。子系統之間功能不同，但相互之間又有聯系。

（1）、訂單處理子系統

訂單處理子系統的主要功能是確保證單的正確性，對客戶訂單進行審核，并依據產品類別或時間對訂單進行分類，得到訂單文件。

（2）、空間數據處理子系統

空間數據處理子系統的主要功能是將GPS接收機采集到的車輛位置、速度、時間等信息進行處理。

（3）、車輛調度子系統

車輛調度子系統體現事前計劃的思想，其主要功能是管理人員根據訂單、運輸車輛狀態、人員信息、道路信息等，制定調度計劃和配送計劃。

（4）、監控子系統

監控子系統體現事中控制和事后分析的思想，其主要功能有三個：車輛實時監控、車輛動態調度、車輛運行軌跡的記載和通知客戶接貨。

（5）、信息維護子系統

信息維護子系統是以上兩個子系統的基礎，主要功能是維護與更新需求信息、車輛信息、駕駛員信息。

2、硬件系統

無線定位系統主要由以下三部分組成：移動終端、通信網絡、監控中心。

結束語

GPS定位系統引入物流運輸系統后，實現了對物流運輸過程的實時全程掌控。通過該系統可以實時了解物料的在途情況、車流量、待車情況、裝卸車情況等全方位信息，節省了大量的人力、物力。總而言之，GPS 定位技術在物資物流運輸中的應用，能夠有效彌補物資在運輸過程中的監測空白，從而實現對物資運輸的全程監測。并且，利用GPS定位技術還能夠有效滿足企業對物資的全過程監管需求，能夠極大提高企業對物資的管理效率，實現電力企業對電力設備的精細化管理，這對于提高企業的物聯技術監管水平具有十分重要的現實意義。

參考文獻

[1]郭鍵.基于GPS的物流車輛智能監控系統設計[D].北京：北京物流學院，2017

[2]湯惠.物流運輸動態監控系統研究與實現[D].成都：成都理工大學，2017

基金項目：

1.2017西北民族大學數字電子技術課程過程改革的研究與實踐（項目編號：2017XJJG-22）；

2.2018年甘肅省教育廳高等學校科研項目，“大數據背景下推進教育精準扶貧研究”（項目編號：2018B-026）；

3.2018年西北民族大學電氣工程學院教改項目-智能儀表課程教學改革研究；

4.2017年度甘肅省“十三五”教育科學規劃重點課題“大數據背景下推進教育精準扶貧研究”（項目編號：GS[2017]GHBZ034）；

5.2017年度西北民族大學實驗室開放項目，SYSKF-2018002，SYSKF-2018007，SYSKF-2018025，SYSKF-2018030。

作者簡介

蔣堃（1996—）男，漢族，湖南人，學士，研究方向：通信、大數據。

楊成慧（1982—），女，河南商丘人，副教授，碩士，研究方向：交通信息工程及控制，自動化應用。

（作者單位：西北民族大學電氣工程學院）