鄧禮全，孫月光，沈洪敏 DENG Li-quan, SUN Yue-guang, SHEN Hong-min

（1. 電子科技大學 成都學院，四川 成都611731；2. 國防信息學院，湖北 武漢430010）

(1. Chengdu College, University of Electronic Science and Technology, Chengdu 611731, China； 2. National Defense Information Institute, Wuhan 430010, China)

北斗衛(wèi)星有一代有源定位短信服務和二代連續(xù)無源導航兩大特性，能夠在不依賴于電信系統(tǒng)的無線通信情況下獨立完成車輛定位、導航、防盜、報警功能，如在我國南海捕魚的漁船都裝載了北斗導航儀，捕魚過程中發(fā)生險情只要按下導航儀上的按鈕，就會將漁船所在的方位傳遞給周邊的海警、漁政，以便海警和漁政及時施救。但由于一代的有源定位短信服務的容量有限，因此，一般只用于山區(qū)、森林、海洋等一般無線通信業(yè)務覆蓋不到地區(qū)的公路物流管理，大部分的陸地物流服務只能利用無線通信服務（如GPRS） 傳輸衛(wèi)星定位信息到基地控制中心，實現(xiàn)對運輸車輛的跟蹤管理。這方面的應用需求不斷提出，值得我們研究開發(fā)和設計。

1 公路物流信息系統(tǒng)總體結構

1.1 網(wǎng)絡體系結構

在衛(wèi)星導航信息系統(tǒng)中，車載北斗導航儀根據(jù)北斗二代定位導航原理對車輛進行定位跟蹤，利用GPRS 無線通信技術通過蜂窩基站傳輸定位跟蹤信息到GPRS 服務商（如中國移動），并在監(jiān)控中心接收GPRS 服務商轉發(fā)的定位跟蹤信息（短信息），根據(jù)定位跟蹤信息采用地理信息技術（GIS） 把發(fā)送定位信息的車輛顯示在可視化的屏幕上，其網(wǎng)絡體系結構如圖1 所示。

網(wǎng)絡系統(tǒng)主要分為三個部分：

（1） 車載導航終端

配備能完成GPRS 通信服務和北斗二代無源連續(xù)定位導航功能的北斗衛(wèi)星導航儀，負責發(fā)送車輛定位信息和緊急求助信息以及實現(xiàn)與監(jiān)控中心的短信交流。該終端可以安裝在貨運車、客運車、出租車、長途大巴、私家車以及特種車輛等，主要承擔車輛定位導航、車輛防盜、車輛控制等功能。

（2） 基地控制中心

基地控制中心是本系統(tǒng)的“神經(jīng)中樞”，它連接GPRS 服務商，運行物流信息管理軟件，集中實現(xiàn)車輛定位、運輸監(jiān)控、調度和其他信息服務，工作人員在控制中心利用物流信息管理軟件對整個運輸業(yè)務進行協(xié)調管理。

（3） 因特網(wǎng)接入

圖1 公路物流信息系統(tǒng)網(wǎng)絡結構

物流企業(yè)建立北斗導航服務平臺，接入因特網(wǎng)，物流企業(yè)或車主、貨主可通過因特網(wǎng)監(jiān)控車輛行蹤和運行狀況，公安部門也可通過因特網(wǎng)對車輛進行警情處理。

1.2 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)組成結構參見圖2 所示，車載導航儀上的衛(wèi)星定位器通過接收北斗衛(wèi)星的定位信號計算車輛所在的方位（經(jīng)度、緯度），GPRS 接發(fā)器通過GPRS 網(wǎng)絡與基地控制中心發(fā)送和接收信息，車輛控制器可對報警車輛進行斷油、斷電處理；基地控制中心對車輛進行跟蹤和監(jiān)控管理，如果基地控制中心是在汽車運輸公司，當然也要進行運輸業(yè)務的管理；通信支持系統(tǒng)不僅能夠完成北斗一代的短消息功能，更要求具備利用電信公司的GPRS 進行信息傳遞的功能；而系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫則要包括地圖數(shù)據(jù)庫和業(yè)務數(shù)據(jù)庫，如：凱立德地圖、Google 地圖、百度地圖等，用這些地圖數(shù)據(jù)來顯示車輛運行軌跡，從而實現(xiàn)對車輛的監(jiān)控，同時還需要業(yè)務數(shù)據(jù)庫來對車輛檔案、業(yè)務運單等進行運輸管理的數(shù)據(jù)存儲。

在系統(tǒng)組成中，顯然車輛跟蹤管理和運輸業(yè)務管理是完成系統(tǒng)功能的主要模塊。

圖2 系統(tǒng)組成結構

2 系統(tǒng)主要模塊

2.1 車輛跟蹤管理

運輸企業(yè)和車主都需要對行進在路途中的車輛進行跟蹤管理，及時了解車輛運輸狀況，進行相關監(jiān)控和發(fā)生意外事件的處置，所以需要完成如下功能：

（1） 車輛定位：接收北斗導航儀的定位信息，了解車輛的位置狀況。

（2） 短信收發(fā)：通過GPRS 收發(fā)功能與外出車輛進行實時溝通，了解車輛運行狀況，給送貨車輛發(fā)出工作指令。

（3） 車輛報警接收：對車輛導航儀發(fā)出的自動和手動報警信號及時向公安系統(tǒng)報告。

（4） 路線回放：在電子地圖上回放車輛行進路線，進行車輛跟蹤。

2.2 運輸業(yè)務管理

運輸業(yè)務管理需完成以下功能：

（1） 車輛信息管理：建立車輛檔案，記錄車輛運營狀況和維修狀況。

（2） 駕駛員信息管理：建立司機信息檔案，記錄司機工作和身體狀況。

（3） 運輸業(yè)務管理：對用車需求進行登記，根據(jù)用車需求和車輛狀況進行調度安排。

（4） 運單輸出：打印運輸單據(jù)，交給司機，司機憑單運貨。

（5） 運單完成確認：司機完成貨運任務經(jīng)收貨單位簽字后，回場進行收貨確認。

（6） 查詢與報表：查詢、輸出運輸業(yè)務各種統(tǒng)計報表。

3 信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立

3.1 主要數(shù)據(jù)表結構

數(shù)據(jù)表的設計需要根據(jù)系統(tǒng)軟件功能的要求和未來的發(fā)展確定，應該有一定的前瞻性和擴展性，所以數(shù)據(jù)表中字段的名稱、類型和數(shù)據(jù)寬度都要考慮到今后幾年的系統(tǒng)需求，當然這方面SQL Server 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也做得很好，數(shù)據(jù)表結構可以方便的修改、增加和刪除。

根據(jù)應用軟件的功能需求，本系統(tǒng)至少應該包含：車輛基本信息表、車輛狀態(tài)表、運單頭表、運單明細表和短信息表等幾個數(shù)據(jù)表，它們構成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的有機整體。圖3 是系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)表結構，系統(tǒng)采用SQL Server 數(shù)據(jù)庫軟件進行數(shù)據(jù)平臺建設。數(shù)據(jù)表中的車輛狀態(tài)表和短信息表是完成車輛跟蹤和車輛控制的關鍵數(shù)據(jù)，是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的基礎。數(shù)據(jù)表中帶有鑰匙標志的數(shù)據(jù)項是該表的主關鍵字，它能唯一確定數(shù)據(jù)表中某行的數(shù)據(jù)內容。

車輛狀態(tài)表中的“當前緯度”、“當前經(jīng)度”確定了車輛所在的具體位置，加上“海拔高度”可以精確地對車輛進行定位跟蹤，經(jīng)度和緯度可通過導航儀接收的北斗定位信號通過計算得到，海拔高度則可由導航儀上的海拔高度儀自動測算得到；“狀態(tài)描述”說明車輛當前是“行駛”、“停車”、“報警”、“維修”等多種情況。

短信息表用于記錄基地控制中心與車輛之間的聯(lián)系信息，其中“信息類別”說明信息的分類，如：狀態(tài)信息、控制信息、報警信息和其他信息等；“信息內容”描述信息的具體含義，如：正常行駛、斷油、斷電、越界等狀態(tài)信息和控制信息；“收信人”、“發(fā)信人”指的是車輛和基地控制中心，車輛和控制中心既可能是收信人，也可能是發(fā)信人，狀態(tài)信息和報警信息的發(fā)信人是車輛，收信人是控制中心，控制信息則相反，發(fā)信人是控制中心，收信人是車輛，而其他信息的收信人和發(fā)信人則要根據(jù)信息的內容確定。

運單頭表和運單明細表是運輸業(yè)務管理需要的數(shù)據(jù)表，運單頭表是控制中心對車輛本次運輸任務的安排表，而運單明細表的貨物名稱、重量、體積、價值和收貨人信息等，是本次運輸任務的具體描述。有了這2 個表，便于運輸公司進行業(yè)務統(tǒng)計，從而計算出車輛的運輸里程和司機的工作量。

圖3 中的數(shù)據(jù)表是系統(tǒng)的基本組成部分，還應該增加部分數(shù)據(jù)表，比如：報警表、運輸計劃表、回單確認表、司機運輸任務完成表、運輸業(yè)務匯總表等，限于篇幅，不一一列出了。

圖3 主要數(shù)據(jù)表結構

3.2 主要數(shù)據(jù)表關聯(lián)

數(shù)據(jù)庫是一個整體，為了表示各種業(yè)務關系，其中的數(shù)據(jù)表都是互相關聯(lián)、互相聯(lián)系的。

數(shù)據(jù)表關聯(lián)是通過數(shù)據(jù)表中的主關鍵字和外部關鍵字進行連接來實現(xiàn)的。本系統(tǒng)也不例外，有了這種數(shù)據(jù)連接，就能保證數(shù)據(jù)修改、刪除的一致性，而不至于出現(xiàn)數(shù)據(jù)孤立的情況，從而保證數(shù)據(jù)的完整和系統(tǒng)功能的正確。

本系統(tǒng)幾個數(shù)據(jù)表的關聯(lián)如圖4 所示。車輛狀態(tài)表和短信息表通過車牌號碼（外部關鍵字） 與車輛基本信息表中的車牌號碼（主關鍵字） 聯(lián)系，表明車輛運行狀態(tài)和與基地控制中心之間收發(fā)的短信息是屬于某一臺車輛的；為了完整地描述運單的目的地、收貨人、貨物品種、貨物價值等運輸業(yè)務要素，所以通過運單號將運單頭和運單明細進行關聯(lián)，這類似于銷售系統(tǒng)中的訂單頭和訂單明細的關系。

圖4 數(shù)據(jù)表關聯(lián)

4 總 結

在衛(wèi)星導航系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫是關鍵，業(yè)務數(shù)據(jù)庫、地圖數(shù)據(jù)庫的開發(fā)建設是系統(tǒng)設計首要考慮的因素，一定要從系統(tǒng)的安全性、應用軟件的實用性、系統(tǒng)建設的經(jīng)濟性、未來的可擴展性等多個方面選擇數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件，采取自上而下規(guī)劃和自下而上設計的多重方式和方法，力爭做出技術先進、用戶滿意的應用軟件系統(tǒng)。

利用北斗導航系統(tǒng)進行公路物流過程中的信息采集、處理，實現(xiàn)對車輛運輸過程的跟蹤、導航和控制，提高物流企業(yè)的信息管理水平和業(yè)務管理水平，很有必要，前景廣闊。