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基于MapX的車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
作者：呂明成 姚明海 陳寶塔
來源：中國一卡通網
日期：2007-08-03 10:10:30
摘要：在車輛監(jiān)控系統(tǒng)中，通過電子地圖可以直觀地掌握車輛的動態(tài)信息。在分析車輛監(jiān)控系統(tǒng)的組成和工作原理基礎上，針對電子地圖所需完成的功能，采用VB開發(fā)工具，集成MapX控件，實現(xiàn)了車輛定位、軌跡回放、鷹眼等功能，完成了車輛監(jiān)控系統(tǒng)中電子地圖模塊的設計，對MapX在特定系統(tǒng)中的開發(fā)有參考作用。
1 引言
隨著我國經濟的高速發(fā)展和城市規(guī)模的日益擴大，交通運輸?shù)暮侠碚{度和安全管理成為交通商業(yè)等部門中的重要問題。在這種情況下，一套具有定位和遠距離調度的系統(tǒng)將十分必要。基于3G(GPS／GIs／GPRS)的車輛調度管理系統(tǒng)是將全球定位技術(GPS)，移動通信技術和網絡技術等先進技術結合在一起的高科技系統(tǒng)。其主要功能是將裝有GPS接收機的移動目標的位置(經緯度)、速度、航向以及移動目標車輛狀態(tài)等信息通過無線通信鏈路傳送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心進行控制和管理，極大地提高了交通運輸效率，保障了交通安全。
2 系統(tǒng)組成
GPS車輛定位監(jiān)控管理系統(tǒng)的運行模式如圖1所示。它包括GPS／GPRS通訊終端控制器(車載臺)、通信系統(tǒng)、監(jiān)控調度中心三大部分。
無線通信系統(tǒng)是連接車載臺和監(jiān)控中心的紐帶，不僅要使通信系統(tǒng)覆蓋范圍廣，而且要考慮城市電磁環(huán)境惡劣的情況，保證數(shù)據信息傳輸?shù)臏蚀_性。GPRS是一種分組交換模式，克服了電路交換型數(shù)據傳輸速率低、資源利用率差的缺陷，也不象短消息那樣僅適合于少量突發(fā)數(shù)據應用。與現(xiàn)有GSM—R電路數(shù)據業(yè)務相比，GPRS具有的優(yōu)勢：資源共享、頻率利用率高、數(shù)據傳輸速率高、實行動態(tài)鏈路適配、編碼方式靈活多樣、用戶處于在線連接狀態(tài)、接人速度快、可向用戶提供4種QoS類別的服務，并且用戶QoS的配置是可以協(xié)商的、支持X2．5協(xié)議和IP協(xié)議，可與現(xiàn)有數(shù)據網絡互聯(lián)互通、采用數(shù)據流量計費。采用GPRS業(yè)務，只要通過無線MODEM方式撥號上網，就可以通過internet進行通信了。
監(jiān)控中心由通訊服務器 數(shù)據服務器、調度中心三部分組成。通訊服務器接收從車載終端傳來的車輛位置信息及短消息，根據通信協(xié)議分離解釋出位置信息，短消息等信息，重組打包再發(fā)送給數(shù)據服務器和調度中心，同時接收從調度中心傳來的控制指令及短消息，重組打包通過GPRS網絡再發(fā)送到車載終端。調度中心通過以太網與服務器相連，從網絡接收服務器發(fā)送的信息，解析并將車輛的動態(tài)位置在電子地圖中顯示出來，允許用戶對車輛位置、狀態(tài)、速度、方向、司機姓名等相關信息進行查詢，并對電子地圖上的地理信息進行查詢顯示等。
3 系統(tǒng)開發(fā)
電子地圖顯示采用Mapinfo公司提供的MapX控件。MapX是具有強大地圖分析功能的ActiveX控件產品。它不僅僅是一個“地圖瀏覽器”。通過 MapX，可以分析并直觀地顯示業(yè)務數(shù)據，創(chuàng)建或編輯地圖圖元，并按地理位置顯示數(shù)據結果。而且，地圖形式可以比簡單的圖表、圖形提供更多的信息，描述地圖也比描述數(shù)據表更加簡單迅速。例如，用MapX可以非常直觀地將車輛行駛位置、運行狀態(tài)等信息，以地圖化的方式展示出來。
3．1 車輛定位的實現(xiàn)
車輛在電子地圖上的實現(xiàn)是通過增加新的層，并把新層設置為活動層，然后在新層上增加新的特性，新的特性的顏色、形狀、大小可以按照自己的要求定義，最后把它顯示在地圖上。在車輛運動過程中，根據接收到的不同信息，可以將車輛定位到不同的位置，然后刷新地圖就能實現(xiàn)車輛的移動。如下面的程序：
3．2 軌跡回放的實現(xiàn)
在行車過程中，我們要保存行車的軌跡，實際上就是建立數(shù)據庫，把行車路線的經緯度、時間等信息存儲起來，以后可以根據記錄的跟蹤數(shù)據按照自己的要求進行回放。如下面的程序：
adoTrack．Refresh
Do While adoTrack．Recordset．EOF = False
pt．Set adoTrack．Recordset．Fields(3)，adoTrack．
Recordset．Fields(4)
pts．Add pt
adoTrack．Recordset．MoveNext
Loop／／得到符合查詢條件的車輛信息
newObj．Parts．Add pts
Set obj=T_TrackLayer．AddFeature(newObj)／／實現(xiàn)軌跡回放
3．3 鷹眼的實現(xiàn)
鷹眼圖又名縮略圖、導航圖，顧名思義，在鷹眼圖上可以象從空中俯視一樣查看到主圖中所顯示的地圖在整幅地圖中的位置。首先，界面上放置兩幅地圖：主圖和鷹眼圖，再在鷹眼圖上創(chuàng)建一個圖層，在該圖層上添加一個矩形，用該矩形代表主圖在整幅地圖上的位置。主圖發(fā)生變化時，MapX 控件會發(fā)出MAPX—MAP—VIEWCHANGED消息，此時調用消息響應函數(shù)On—MapViewChanged，先獲得當前主圖的邊界坐標，然 后根據該坐標重新繪制鷹眼圖上的矩形即可。另外，若要在鷹眼圖上用鼠標單擊來導航主圖，只需先獲取鼠標處的坐標，然后在主圖上以該坐標作為中心就可以了，這樣可以實現(xiàn)電子地圖的快速移動。
3．4 監(jiān)控與調度
監(jiān)控中心可通過短消息對車載終端進行設備初始化、工作參數(shù)設定等控制操作，安全設置和接聽電話參數(shù)設定。
監(jiān)控中心可對車載終端進行任務調度。監(jiān)控中心可通過短信息功能發(fā)送漢字信息到車載顯示屏，實現(xiàn)車載信息調度功能。當有信息到達時，車載終端通過聲音提醒駕駛員。車載顯示屏可顯示64個漢字信息，并具有信息存儲、顯示功能。
車輛根據設定的時間間隔定時發(fā)送車輛信息(含定位信息、車輛狀態(tài)信息)，時間間隔只能由監(jiān)控中心遠程調整。車輛一旦啟動，終端即開始按設定的時間間隔發(fā)送車輛定位信息，信息可打包發(fā)送，即每條信息含中心設定條數(shù)的定位信息，直至車輛熄火。
中心可按全部、分組，定車的方式選擇顯示目標。
4 功能實現(xiàn)
地圖顯示功能：如全屏顯示、無極縮放、漫游、動態(tài)標記、分層顯示、鷹眼、標尺等。車輛定位動態(tài)顯示及軌跡回放。系統(tǒng)實時接收移動車輛的定位數(shù)據，在地圖上以一定的符號表示，并且實時刷新?？梢赃x擇時段回放軌跡。
信息查詢：可隨時查詢車輛信息、駕駛員信息，任務信息等。
告警功能：區(qū)域監(jiān)控告警，調度中心劃定報警區(qū)域，在車輛進入或離開該區(qū)域時系統(tǒng)將發(fā)出告警消息；超速告警，如車輛的運行速度超過限制，系統(tǒng)將發(fā)出告警消息；超時告警，車輛停止超過一定時限時，系統(tǒng)將發(fā)出告警消息；運輸超時告警，車輛運輸過程超過一定時限，系統(tǒng)將發(fā)出告警消息。
車輛調度：調度人員在生產調度中心的電子地圖和調度界面上，清楚地了解每輛車的狀況，輕松自如地指揮車輛，最大限度提高貨運車輛營運效率和安全。
5 結束語
本文主要研究了基于MapX控件的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，充分發(fā)揮了組件式軟件方便、高效的優(yōu)點，利用VB語言和MapX控件可以方便地對許多與地圖相關的系統(tǒng)進行開發(fā)，特別是在交通運輸領域具有良好的實用性和發(fā)展前景。
參考文獻
[1]劉光．地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)教程一組件篇[M]．北京：清華大學出版社，2003
[2]譚國真，趙亦林．車輛定位與導航系統(tǒng)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，1999
[3]吳信才．地理信息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2002
[4]MapX Reference Guide．Maplnfo Corporation Troy，NY，1999，(9)
隨著我國經濟的高速發(fā)展和城市規(guī)模的日益擴大，交通運輸?shù)暮侠碚{度和安全管理成為交通商業(yè)等部門中的重要問題。在這種情況下，一套具有定位和遠距離調度的系統(tǒng)將十分必要。基于3G(GPS／GIs／GPRS)的車輛調度管理系統(tǒng)是將全球定位技術(GPS)，移動通信技術和網絡技術等先進技術結合在一起的高科技系統(tǒng)。其主要功能是將裝有GPS接收機的移動目標的位置(經緯度)、速度、航向以及移動目標車輛狀態(tài)等信息通過無線通信鏈路傳送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心進行控制和管理，極大地提高了交通運輸效率，保障了交通安全。
2 系統(tǒng)組成
GPS車輛定位監(jiān)控管理系統(tǒng)的運行模式如圖1所示。它包括GPS／GPRS通訊終端控制器(車載臺)、通信系統(tǒng)、監(jiān)控調度中心三大部分。
無線通信系統(tǒng)是連接車載臺和監(jiān)控中心的紐帶，不僅要使通信系統(tǒng)覆蓋范圍廣，而且要考慮城市電磁環(huán)境惡劣的情況，保證數(shù)據信息傳輸?shù)臏蚀_性。GPRS是一種分組交換模式，克服了電路交換型數(shù)據傳輸速率低、資源利用率差的缺陷，也不象短消息那樣僅適合于少量突發(fā)數(shù)據應用。與現(xiàn)有GSM—R電路數(shù)據業(yè)務相比，GPRS具有的優(yōu)勢：資源共享、頻率利用率高、數(shù)據傳輸速率高、實行動態(tài)鏈路適配、編碼方式靈活多樣、用戶處于在線連接狀態(tài)、接人速度快、可向用戶提供4種QoS類別的服務，并且用戶QoS的配置是可以協(xié)商的、支持X2．5協(xié)議和IP協(xié)議，可與現(xiàn)有數(shù)據網絡互聯(lián)互通、采用數(shù)據流量計費。采用GPRS業(yè)務，只要通過無線MODEM方式撥號上網，就可以通過internet進行通信了。
監(jiān)控中心由通訊服務器 數(shù)據服務器、調度中心三部分組成。通訊服務器接收從車載終端傳來的車輛位置信息及短消息，根據通信協(xié)議分離解釋出位置信息，短消息等信息，重組打包再發(fā)送給數(shù)據服務器和調度中心，同時接收從調度中心傳來的控制指令及短消息，重組打包通過GPRS網絡再發(fā)送到車載終端。調度中心通過以太網與服務器相連，從網絡接收服務器發(fā)送的信息，解析并將車輛的動態(tài)位置在電子地圖中顯示出來，允許用戶對車輛位置、狀態(tài)、速度、方向、司機姓名等相關信息進行查詢，并對電子地圖上的地理信息進行查詢顯示等。
3 系統(tǒng)開發(fā)
電子地圖顯示采用Mapinfo公司提供的MapX控件。MapX是具有強大地圖分析功能的ActiveX控件產品。它不僅僅是一個“地圖瀏覽器”。通過 MapX，可以分析并直觀地顯示業(yè)務數(shù)據，創(chuàng)建或編輯地圖圖元，并按地理位置顯示數(shù)據結果。而且，地圖形式可以比簡單的圖表、圖形提供更多的信息，描述地圖也比描述數(shù)據表更加簡單迅速。例如，用MapX可以非常直觀地將車輛行駛位置、運行狀態(tài)等信息，以地圖化的方式展示出來。
3．1 車輛定位的實現(xiàn)
車輛在電子地圖上的實現(xiàn)是通過增加新的層，并把新層設置為活動層，然后在新層上增加新的特性，新的特性的顏色、形狀、大小可以按照自己的要求定義，最后把它顯示在地圖上。在車輛運動過程中，根據接收到的不同信息，可以將車輛定位到不同的位置，然后刷新地圖就能實現(xiàn)車輛的移動。如下面的程序：
3．2 軌跡回放的實現(xiàn)
在行車過程中，我們要保存行車的軌跡，實際上就是建立數(shù)據庫，把行車路線的經緯度、時間等信息存儲起來，以后可以根據記錄的跟蹤數(shù)據按照自己的要求進行回放。如下面的程序：
adoTrack．Refresh
Do While adoTrack．Recordset．EOF = False
pt．Set adoTrack．Recordset．Fields(3)，adoTrack．
Recordset．Fields(4)
pts．Add pt
adoTrack．Recordset．MoveNext
Loop／／得到符合查詢條件的車輛信息
newObj．Parts．Add pts
Set obj=T_TrackLayer．AddFeature(newObj)／／實現(xiàn)軌跡回放
3．3 鷹眼的實現(xiàn)
鷹眼圖又名縮略圖、導航圖，顧名思義，在鷹眼圖上可以象從空中俯視一樣查看到主圖中所顯示的地圖在整幅地圖中的位置。首先，界面上放置兩幅地圖：主圖和鷹眼圖，再在鷹眼圖上創(chuàng)建一個圖層，在該圖層上添加一個矩形，用該矩形代表主圖在整幅地圖上的位置。主圖發(fā)生變化時，MapX 控件會發(fā)出MAPX—MAP—VIEWCHANGED消息，此時調用消息響應函數(shù)On—MapViewChanged，先獲得當前主圖的邊界坐標，然 后根據該坐標重新繪制鷹眼圖上的矩形即可。另外，若要在鷹眼圖上用鼠標單擊來導航主圖，只需先獲取鼠標處的坐標，然后在主圖上以該坐標作為中心就可以了，這樣可以實現(xiàn)電子地圖的快速移動。
3．4 監(jiān)控與調度
監(jiān)控中心可通過短消息對車載終端進行設備初始化、工作參數(shù)設定等控制操作，安全設置和接聽電話參數(shù)設定。
監(jiān)控中心可對車載終端進行任務調度。監(jiān)控中心可通過短信息功能發(fā)送漢字信息到車載顯示屏，實現(xiàn)車載信息調度功能。當有信息到達時，車載終端通過聲音提醒駕駛員。車載顯示屏可顯示64個漢字信息，并具有信息存儲、顯示功能。
車輛根據設定的時間間隔定時發(fā)送車輛信息(含定位信息、車輛狀態(tài)信息)，時間間隔只能由監(jiān)控中心遠程調整。車輛一旦啟動，終端即開始按設定的時間間隔發(fā)送車輛定位信息，信息可打包發(fā)送，即每條信息含中心設定條數(shù)的定位信息，直至車輛熄火。
中心可按全部、分組，定車的方式選擇顯示目標。
4 功能實現(xiàn)
地圖顯示功能：如全屏顯示、無極縮放、漫游、動態(tài)標記、分層顯示、鷹眼、標尺等。車輛定位動態(tài)顯示及軌跡回放。系統(tǒng)實時接收移動車輛的定位數(shù)據，在地圖上以一定的符號表示，并且實時刷新?？梢赃x擇時段回放軌跡。
信息查詢：可隨時查詢車輛信息、駕駛員信息，任務信息等。
告警功能：區(qū)域監(jiān)控告警，調度中心劃定報警區(qū)域，在車輛進入或離開該區(qū)域時系統(tǒng)將發(fā)出告警消息；超速告警，如車輛的運行速度超過限制，系統(tǒng)將發(fā)出告警消息；超時告警，車輛停止超過一定時限時，系統(tǒng)將發(fā)出告警消息；運輸超時告警，車輛運輸過程超過一定時限，系統(tǒng)將發(fā)出告警消息。
車輛調度：調度人員在生產調度中心的電子地圖和調度界面上，清楚地了解每輛車的狀況，輕松自如地指揮車輛，最大限度提高貨運車輛營運效率和安全。
5 結束語
本文主要研究了基于MapX控件的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，充分發(fā)揮了組件式軟件方便、高效的優(yōu)點，利用VB語言和MapX控件可以方便地對許多與地圖相關的系統(tǒng)進行開發(fā)，特別是在交通運輸領域具有良好的實用性和發(fā)展前景。
參考文獻
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[4]MapX Reference Guide．Maplnfo Corporation Troy，NY，1999，(9)
