GPS汽车调度系统车载终端技术设计方案

GPS汽车调度系统车载终端技术设计方案姓名：***********学号：***********班号：***********指导教师：王国洪2010年11月研究背景随着经济的高速发展和城市化进程的加快，交通运输的压力不断加剧，交通拥挤和堵塞的现象越来越普遍，严重影响了人们的生活，制约了社会的生产。如何科学的引导车辆的出行，避开拥挤路段，提高道路通行能力，是现代社会亟待解决的重要问题。与此同时，随着机动车辆的数量日益增多，许多与汽车密切相关的行业迅速发展壮大。例如，出租车，公交汽车，旅游客运，银行，医院急救，物流以及机械施工等诸多行业面临着所辖车辆机动性强，数量众多，难以管理的棘手问题。另外，有的行业对于安全性的要求很高，比如运钞车，夜间出行的出租车，运送重要物资的货车等等。如何有效的控制和管理这些车辆，对车辆进行合理的调度，提高车辆的利用效率以及保证车辆的行驶安全，已成为政府和公众所关注的热点问题之一。车辆监控调度系统是结合GPS，GPRS，GIS与无线通信技术为一体的综合技术产品，在交通运输中起到越来越重要的作用。近年来，GPS定位技术依靠其高精度，高效率的优势，已被越来越多的人们所认识和关注，而GPS接收机成本的不断降低，使这一技术受到很大欢迎。系统关键技术介绍一.全球定位系统(GPS)1.概述全球定位系统(GPS)是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。它是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆炸监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。2.GPS系统构成GPS全球卫星定位系统由三部分组成：(1)空间部分———GPS星座(2)地面控制部分———地面监控系统(3)用户设备部分———GPS信号接收机3.GPS定位原理GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。4.GPS在车辆监控中的应用在对车辆监控时，GPS不仅可以对车辆进行实时定位，还可以测定车辆的瞬间移动速度，精确的定位时间，车辆的姿态等状态参数。二.分组无线业务(GPRS)通用分组无线服务技术（GeneralPacketRadioService)的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。GPS汽车监控调度系统介绍一.GPS监控调度系统概述GPS监控调度系统指把先进的GPS全球卫星定位系统应用于车辆监控、调度和报警等方面构建的一套软硬件系统。这个系统在客车、货车、公安、押运、危险品运输等车辆上安装一套具有GPS定位功能和通讯（通常为GSM短信、GPRS或CDMA1X三种模式）功能的车载GPS终端，通过车载的手机卡发送短信或网络（GPRS或CDMA）信号到GPS中心平台，GPS中心平台对接收到的信号进行存储处理并发送到GPS调度计算机，GPS调度计算机通过GPS调度软件或互联网连接GPS中心平台，查看车辆运行轨迹，车辆状态，油耗情况，报警等，并对车辆进行监控调度和管理。二、系统设计思想GPS车辆调度监控管理系统按照先进、可靠、长远发展的要求进行设计，充分体现模块化系统集成的设计思想。既满足数据和语音、无线和有线调度管理的功能要求，又满足手动和自动报警监控的功能要求，同时考虑系统增值服务平台的发展空间，以建设一个高度信息化、自动化的调度监控服务网络系统为最终目标。整个系统由营运监控中心、通讯网站和车载终端等部分组成，包括车辆定位监控系统、GPS/GIS地理信息系统和网管检测系统等子系统。监控中心充分体现系统集成的思想，各分中心有机结合，网络符合总体规划及长远发展。网络设计符合联网的发展要求。系统设计在一个较高的起点上充分保证系统的可伸缩性和可扩展性，具备相当的通讯、计算机和网络设备的信息容量及处理能力，并有一定的超前性，软硬件预留接口，便于维护、升级和扩展，以适应将来整个系统信息化发展的要求。系统设计中专用的维护及故障处理子系统，提供网管服务。三.系统组成GPS车辆调度监控管理系统由调度监控中心系统、通讯网站、车载移动终端三部分组成。监控中心系统是整个信息系统的通讯核心，包括数据库系统、GPRS通讯软件、GIS软件、业务管理软件、GPS数据分析统计软件和网管监测软件等部分，负责与车载智能终端的信息通讯和备案，提供GIS人机界面，满足监控调度统计等管理需求，同时对整个网络状况进行监控管理。GPRS通讯网站是数据传输的中转枢纽，负责GPRS数据包的接收和分发，同时也可通过网站提供车辆查询等网上数据服务。车载移动终端接收GPS定位信号、车辆状态检测信息和车载设备的信息，通过GPRS信道与总监控中心进行双向数据传输，同时响应监控中心的数据指令对车载设备进行控制和监测。三、系统调度功能：出租车在实际运营中经常要使用电话叫车功能。GPS系统中可实现的电话叫车，呼叫中心接到客户电话叫车后首先在地图中确定叫车地点，并可画定一个自定义半径圆形的范围，然后GPS系统自动向该范围内所有空载车辆发出调度信息。也可指定任意空载车辆发出调度信息，GPS系统还可对每辆车成功调度次数进行月统计。具体方式如下：(1)调度中心可向车辆发送基于GPRS传输模式的短信（此短信不产生信息费，其包含在GPRS包月流量里面）调度中心也可指定或群发信息广播等各类信息，车机也可以向调度中心发送或回复预设的固定短信。(2)调度中心在确定目标地址后，可自定义一个半径圆形的范围，然后对其范围内的最近或全部车辆发起调度。(3)最优路径分析：调度中心确定目标地址后，系统自动把一定距离内所有的车辆按最短路程或所有车辆的路程距离列出，并描绘出线路，调度人员可根据了解的交通经验给出最佳调度方案。(4)导航：根据车辆的当前位置和目的地，系统自动计算出最佳路径并描绘在电子地图上，调度人员可对驾车人员提出最佳行车路线指示。(5)抢答：司机通过车载GPS上的按扭来抢答，调度中心在收到第一个抢答信息后立即自动回复详细的调度信息，然后确认完成任务派出。(6)指定：调度中心在接到电话叫车并在找出指定范围内的所有空车后，可以指定其中的一辆要求司机完成接客任务。车载移动终端概述一.车载移动终端概述车载终端设计思想是软件功能尽量复杂，操作尽量简化。车载终端设计思想也充分考虑到可扩展性。采用总线结构，主从机串口通讯，可任意扩展从机数量，因此与IC卡读写器、电子关锁、防盗报警器等扩展设备的接口方便灵活。系统车载移动终端由主机（内含GPRS无线通讯模块和GPS模块）、GSM/GPS天线、电源保护模块等部分组成。系统车载终端主要特点：(1)终端监控范围广，依托中国电信移动通讯网，可实现全国漫游监控。(2)数据传输速率高、误码率低、稳定可靠。(3)使用GPRS数据通讯网络，保证通讯畅通及运作费用低廉。(4)系统应用范围广，监控数量大。二.系统车载终端主要功能(1)数据实时上传：运行过程中实时数据回传，数据包括GPS数据、车辆状态检测信息等。(2)双向数据通讯功能：车辆定位信息的发送与接收中心信息：终端通过GPS接收模块实时接收车辆当前GPS定位信息，并根据不同情况通过GPRS无线数据信道向中心发送定位信息；同时终端也实时接收中心下发的控制指令，从而实现双向信息交互。(3)车辆状态检测：终端通过各种探测器检测车辆ACC开关、报警等状态信息，根据需要上传中心。(4)终端省电模式：在车辆停止运行并不在监控状态时，使终端进入省电模式；(5)多途径定位：车辆位置及轨迹信息的获取有以下几种方式：中心点名自动提取、终端定时上传等。(6)预留接口：终端配有设置接口，在功能升级及维护中不用拆装设备。(7)电源保护：针对拖头车电气特点，内置电源保护电路和后备电池，增加终端运行的稳定性并记录外部电源变化状态数据。(8)防劫报警功能：在车辆遭受抢劫或其他紧急情况时，驾驶员按报警开关（手动或脚踏）持续两秒以上，启动终端报警，即向中心拨打固定报警电话号码，发出报警信息和定位信息，中心开启终端监听录音，车辆处于被监控状态，直至警情解除。(9)防盗报警功能：通过防盗报警器和登录功能的配合，实现全方位防盗报警。防盗设防、报警、撤防等状态可实时上传中心。(10)系统自检功能：终端故障、液晶故障等信息上传监控中心。(11)无线下载功能：终端软件菜单在线编程、无线动态下载功能。(12)车辆紧急求助功能：当车辆遇到需要紧急救援的事件时，可操作显示屏菜单，向中心发送紧急求助信号，如医疗急救、交通事故、业务纠纷等。(13)双向通讯功能：车辆定位信息的发送与接收监控中心信息：终端通过GPS接收模块实时接收车辆当前GPS定位信息，并根据不同情况通过GPRS无线数据信道或GSM短信息等信道向中心发送定位信息；同时终端也实时接收中心下发的控制指令、调度信息和公共信息等，从而实现双向信息交互。(14)遥控断油断电功能：终端控制车辆油/电路，在中心确认车辆情况异常，需要采取极端措施时，可向终端发送断油断电/恢复指令，由终端控制切断/接通车辆油/电路，达到控制车辆、保障安全的目的。(15)车辆状态检测：终端通过各种探测器检测车辆ACC开关、车位、IC卡等状态信息，根据需要上传中心。(16)智能判断：可自动区分由于失去信号或技术故障导致的不能发送、呼叫无应答等情形。(17)事故自动报警：车辆发生重大车祸，自动拨通报警电话功能，并自动向监控中心发送车辆倾覆报警信息。(18)文字显示：接收并显示调度中心的广播消息，如天气预报、道路状况及通知等。(19)固定消息发送：通过显示屏菜单操作向中心发送车辆执行任务过程中的固定信息。(20)遥控监听功能：终端装有隐蔽话咪，在车辆报警时，自动启动监听，向中心发送车内声音信息。(21)通话功能：通过车载手柄，驾驶员可与中心直接语音通话，得到调度中心的道路指引、医疗、故障、事故求援，以及实现三方通话等功能。(22)多途径定位：车辆位置及轨迹信息的获取有以下几种方式：中心点名自动提取、终端定时上传、司机随机按键上传。三.车载智能终端构成车载智能终端由无线通讯单元（内含GPS模块）、显示操作单元（或通话手柄）、GSM/GPS天线、报警开关和防盗报警器等扩展接口模块等部分组成。结论与展望在系统开发中，车载GPS定位精度以及监控中心软件的操作效率是用户最为关心的问题。定位精度取决于两方面因素，一是车载GPS定位精度，一是电子地图的精度。系统中车辆定位大多情况下采用的是单点动态定位，定位精度不高，另外，GPS偶尔会出现瞬间漂移的情况，影响定位的准确性。电子地图本身存在的误差，对车辆定位的精度也有一定的影响。由于系统采用10秒问隔对车辆进行定位，因此对监控中心软件效率要求较高，在软件开发过程中，采用了多线程的方法，有效地提高的软件相应的效率，但由于地图图层较多，刷新较慢，因此效率仍不是很理想。目前，许多城市在建设GPS连续运行参考站(CORS)，随着城市中GPS连续运行参考站的普及，车辆定位可以更多的采用动态差分定位技术，比单点动态定位的精度会有明显的提高。另外，随着计算机硬件配置的不断提高，软件处理效率会越来越高，车辆监控系统的软件部分会更加易于操作。近几年，3G通信网络已经在我国开始启用，随着3G通信网络的推行与普及，通信的能力大大加强，通信功能不断增多，比如监控中心对车辆进行实时视频监控等更多功能有了实现的可能。随着国内汽车行业市场的壮大，今后几年对车辆监控的需要会迅速增长，相信在不久的将来，车辆监控调度系统势必会迎来它应用的高峰。参考文献【1】百度百科：