王曉琦，楚川

（中交天健產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部，陜西 西安 710200）

淺談車(chē)輛偏線技術(shù)在重卡車(chē)聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的應(yīng)用

王曉琦，楚川

（中交天健產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部，陜西 西安 710200）

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，車(chē)輛按規(guī)定線路行駛，當(dāng)偏離規(guī)定線路時(shí)對(duì)管理者進(jìn)行提醒服務(wù)。文章主要描述了偏線的應(yīng)用，簡(jiǎn)單介紹了路線偏移的工作原理，重點(diǎn)闡述了偏線管理的功能以及技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

車(chē)聯(lián)網(wǎng)；偏線技術(shù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

CLC NO.:U462.1 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2015)05-145-03

引言

偏線服務(wù)器主要是計(jì)算車(chē)輛是否在系統(tǒng)規(guī)定的線路、區(qū)域內(nèi)行駛，同時(shí)計(jì)算出車(chē)輛是否進(jìn)出站點(diǎn)和是否超速的功能。計(jì)算的主要依據(jù)為GPS位置和GPS速度。具體功能如下：

線路偏移，線路偏移分成兩種模式（單線路和多線路模式）。在單線路模式下，只要車(chē)輛不在綁定的線路上就發(fā)出線路偏移報(bào)警（報(bào)警ID為11）；在多線路模式下，首先系統(tǒng)會(huì)判斷車(chē)輛是否進(jìn)入某條線路，發(fā)出進(jìn)線報(bào)警（報(bào)警ID為3），如果在車(chē)輛出線路之前離開(kāi)線路，則系統(tǒng)發(fā)出線路偏移報(bào)警（報(bào)警ID為11），只要車(chē)輛正常離開(kāi)線路才會(huì)發(fā)出出線路報(bào)警（報(bào)警ID為4）。

進(jìn)出區(qū)域報(bào)警，區(qū)域分為圓形和矩形區(qū)域。車(chē)輛在進(jìn)入某區(qū)域內(nèi)后發(fā)出進(jìn)區(qū)域報(bào)警（報(bào)警ID為1），車(chē)輛從區(qū)域中出來(lái)后系統(tǒng)發(fā)出出區(qū)域報(bào)警（報(bào)警ID為2）。

超速和解除超速報(bào)警。車(chē)輛在某區(qū)域內(nèi)或者在某路段、線路上的速度超出了系統(tǒng)所設(shè)定的速度后，系統(tǒng)發(fā)出超速報(bào)警（報(bào)警ID為5，其中路段超速報(bào)警ID為12），直到車(chē)輛速度降到系統(tǒng)規(guī)定的速度范圍內(nèi)后，系統(tǒng)才發(fā)出解除超速報(bào)警（報(bào)警ID為6，其中路段解除超速報(bào)警為13）。

進(jìn)出站點(diǎn)報(bào)警，車(chē)輛在某個(gè)線路上行駛時(shí)，當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入某站點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出進(jìn)站報(bào)警（報(bào)警ID為9），當(dāng)車(chē)輛離開(kāi)某站點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出出站點(diǎn)報(bào)警（報(bào)警ID為10）。

路段限時(shí)行駛報(bào)警，是指當(dāng)車(chē)輛在通過(guò)某路段時(shí)，沒(méi)有按照系統(tǒng)規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)通過(guò)，則系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警，如車(chē)輛過(guò)快的通過(guò)了該路段，則系統(tǒng)發(fā)出車(chē)輛過(guò)快通過(guò)報(bào)警（報(bào)警ID為8），如果車(chē)輛過(guò)慢通過(guò)該路段，則系統(tǒng)發(fā)出車(chē)輛過(guò)慢通過(guò)報(bào)警（報(bào)警ID為7）。

本文就偏線技術(shù)的工作原理進(jìn)行論述，重點(diǎn)闡述了目前偏線管理的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.2 系統(tǒng)功能說(shuō)明

1）網(wǎng)站

網(wǎng)站在偏線服務(wù)器中的作用是提供 UI界面給用戶設(shè)置相關(guān)參數(shù)和設(shè)定車(chē)輛的線路或區(qū)域。

生成線路或區(qū)域信息。通過(guò)DSRouter接口將用戶設(shè)置的線路數(shù)據(jù)發(fā)送給偏線服務(wù)器的DS服務(wù)器，DS服務(wù)器將數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化保存；同時(shí)如果用戶需要修改線路信息，網(wǎng)站通過(guò)DSRouter獲取線路信息提供給用戶修改。

為車(chē)輛綁定線路或區(qū)域，通過(guò)SCRouter接口將線路或區(qū)域信息綁定到某車(chē)輛上。

2）DS存儲(chǔ)服務(wù)器群

DS存儲(chǔ)服務(wù)器群肩負(fù)著保存用戶生成的所有線路和區(qū)域信息。其主要特點(diǎn)如下：

a.能夠快速的讀取和存儲(chǔ)某個(gè)線路或區(qū)域的數(shù)據(jù)，使用K-VALUE的模式進(jìn)行存儲(chǔ)，這樣的模式?jīng)Q定了存儲(chǔ)的速度。

b.能夠進(jìn)行海量存儲(chǔ)，由于 DS服務(wù)器是可水平擴(kuò)展的服務(wù)器，她會(huì)平均分配各個(gè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

3）SC計(jì)算服務(wù)器群

SC計(jì)算服務(wù)器群主要肩負(fù)著所有車(chē)輛的偏線、進(jìn)出區(qū)域等報(bào)警的計(jì)算，能及時(shí)準(zhǔn)備的將報(bào)警結(jié)果通過(guò) SP接口輸送給外部。

SC服務(wù)器是一個(gè)無(wú)狀態(tài)的服務(wù)器，她不存儲(chǔ)任何數(shù)據(jù)的狀態(tài)，只會(huì)根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。這樣為計(jì)算備份提供了有利條件，因此，SC服務(wù)器具備了計(jì)算熱備份的功能，當(dāng)某個(gè)SC服務(wù)器宕機(jī)或者其他原因?qū)е聼o(wú)法計(jì)算時(shí)，SC備份服務(wù)器馬上啟動(dòng)替換主計(jì)算服務(wù)器。

SC服務(wù)器可水平擴(kuò)展，為真正的云計(jì)算模式，這樣為計(jì)算效率的提高提供了有力的保障。

4）網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)庫(kù)

網(wǎng)關(guān)將車(chē)輛的GPS數(shù)據(jù)通過(guò)SCRouter接口輸送給SC計(jì)算服務(wù)器群，而數(shù)據(jù)庫(kù)是將SC計(jì)算后發(fā)出的報(bào)警保存起來(lái)，提供用戶查詢。

2、系統(tǒng)算法

算法是偏線服務(wù)器的核心部分，為偏線服務(wù)器能計(jì)算出準(zhǔn)確有效的速度提供了保障，我們的算法是經(jīng)過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的一個(gè)目前比較優(yōu)越的算法。其穩(wěn)定性和性能水平目前處于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

2.1 進(jìn)出區(qū)域算法

進(jìn)出區(qū)域算法的核心為判斷一個(gè)點(diǎn)是否在指定類(lèi)型的區(qū)域或其緩沖區(qū)域內(nèi)，下圖中綠色部分為實(shí)際編輯的區(qū)域，紅色部分為其相應(yīng)的緩沖區(qū)域。緩沖區(qū)域的寬度由網(wǎng)站在生成區(qū)域時(shí)設(shè)定，默認(rèn)為50米。為了描述方便，約定下文中提到的區(qū)域內(nèi)即指在區(qū)域或其緩沖區(qū)域內(nèi)，區(qū)域外即指在區(qū)域及其緩沖區(qū)外。

點(diǎn)是否在矩形、圓形、多邊形內(nèi)，為基本平面幾何算法，在此，不再贅述。

目前，進(jìn)出區(qū)域通過(guò)計(jì)分的方式來(lái)判定。點(diǎn)在區(qū)域內(nèi)則加分（默認(rèn)加10分），加到指定分值（默認(rèn)為50分）后判定為進(jìn)入?yún)^(qū)域，上報(bào)第一個(gè)進(jìn)入該區(qū)域的點(diǎn)（包含位置、時(shí)間等信息）。在已被判定為在區(qū)域內(nèi)的情況下，如果后續(xù)的點(diǎn)仍在區(qū)域內(nèi)則繼續(xù)加分（默認(rèn)加10分），直到達(dá)到最大分值（默認(rèn)為60分）；如果后續(xù)點(diǎn)在區(qū)域外則減分（默認(rèn)減15分），減到指定分值（默認(rèn)為10分）后判定為出區(qū)域，上報(bào)第一個(gè)出該區(qū)域的點(diǎn)。

上圖所示例子分值判定表1如下：

?

2.2 偏線算法

偏線算法的核心為判斷一個(gè)點(diǎn)到線段的最短距離是否小于閾值T（即路段半徑，默認(rèn)為50米）。線路可以看成一系列有向線段組成的集合；如上圖中的線路“A—>D”由AB、BC、CD三條線段組成。如果點(diǎn)P1到線段AB、BC、CD的最短距離S1小于T則認(rèn)為點(diǎn)在線路上，否則認(rèn)為點(diǎn)不在線路上。

由于線路是有方向的，所以車(chē)輛與線路的關(guān)系有三種：不在線路上；在線路上，方向與線路不同；在線路上，方向與線路相同；

進(jìn)線/偏線的判定與進(jìn)出區(qū)域的判定方式類(lèi)似。車(chē)輛在線路上且方向與線路相同則加分（默認(rèn)加10分），加到指定分值（默認(rèn)為50分）后判定為進(jìn)入線路，上報(bào)第一個(gè)進(jìn)入線路的點(diǎn)（包含位置、時(shí)間等信息）。在已被判定為進(jìn)入線路的情況下，如果后續(xù)車(chē)輛仍在線路上且方向與線路相同則繼續(xù)加分（默認(rèn)加10分），直到達(dá)到最大分值（默認(rèn)為60分）；如果后續(xù)車(chē)輛不在線路上或在線路上但方向與線路不同則減分（默認(rèn)減15分），減到指定分值（默認(rèn)為10分）后判定為偏線，上報(bào)第一個(gè)偏線的點(diǎn)。

3、結(jié)論

在用戶的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)車(chē)輛偏線功能使得車(chē)輛外出的行駛更加透明化，有效的杜絕了司機(jī)偷盜貨物、拉私活、繞路延時(shí)等不良行為，為管理者提供了有力證明，進(jìn)一步提升車(chē)隊(duì)的管理水平。

[1] 劉強(qiáng)，崔莉，陳海明．物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用［J］.計(jì)算機(jī)科學(xué)，2010，37( 6) : 1－4．

[2] 王保云. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究綜述[J]. 電子測(cè)量與儀器報(bào),2009,23 (12):1-7.

[3] 武鎖寧.車(chē)聯(lián)網(wǎng)：值得關(guān)注的問(wèn)題[J].中國(guó)電信業(yè),2010(116): 11-19.

[4］Chris C．Tomorrow＇s technology starts with today＇s spectrum planning．Telecommunications Journal of Australia[J]． 2008，58(2－3) ．

[5] 高弋坤．車(chē)聯(lián)網(wǎng)開(kāi)啟城市交通新時(shí)代[J]．通信世界，2010，24．

[6] 王二寶. 基于802.11廣播的車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)報(bào)警數(shù)據(jù)分發(fā)技術(shù)研究[D].西安:西安電子科技大學(xué),2007.

[7] 許翠蘋(píng)．邁入車(chē)聯(lián)網(wǎng)時(shí)代．通信世界[J]，2010(7) : 42－43．

Discussion on the application of the partial-line technology in the heavy vehicle IVO field

Wang Xiaoqi, Chu Chuan
( In tian jian in shaanxi car networking information technology co., ltd., Shaanxi Xi’an 710200 )

This article focuses on one of the Internet of Vehicles that is used in the industry of heavy truck. In this paper si mply introduces the structure and working principle of TianXingJian Car Networking Service System , expounds the functi on of this system, as well as its practical value in transportation and intelligent logistics. TianXingJian Car Networking Ser vice System can improve the fuel economy of heavy truck, reduce the probability of traffic accident and promote the devel opment of logistics industry to the intelligent direction.

Internet of Vehicles; Intelligence; Service

U462.1

B

1671-7988(2015)05-145-03

王曉琦，男，中交天健車(chē)聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)有限公司產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部經(jīng)理。