北斗導航公路物流信息系統的數據庫設計

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)

北斗衛星有一代有源定位短信服務和二代連續無源導航兩大特性，能夠在不依賴于電信系統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、森林、海洋等一般無線通信業務覆蓋不到地區的公路物流管理，大部分的陸地物流服務只能利用無線通信服務（如GPRS） 傳輸衛星定位信息到基地控制中心，實現對運輸車輛的跟蹤管理。這方面的應用需求不斷提出，值得我們研究開發和設計。

1 公路物流信息系統總體結構

1.1 網絡體系結構

在衛星導航信息系統中，車載北斗導航儀根據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），并在監控中心接收GPRS 服務商轉發的定位跟蹤信息（短信息），根據定位跟蹤信息采用地理信息技術（GIS） 把發送定位信息的車輛顯示在可視化的屏幕上，其網絡體系結構如圖1 所示。

網絡系統主要分為三個部分：

（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定位導航功能的北斗衛星導航儀，負責發送車輛定位信息和緊急求助信息以及實現與監控中心的短信交流。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的“神經中樞”，它連接GPRS 服務商，運行物流信息管理軟件，集中實現車輛定位、運輸監控、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務進行協調管理。

（3） 因特網接入

圖1 公路物流信息系統網絡結構

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

1.2 系統組成

系統組成結構參見圖2 所示，車載導航儀上的衛星定位器通過接收北斗衛星的定位信號計算車輛所在的方位（經度、緯度），GPRS 接發器通過GPRS 網絡與基地控制中心發送和接收信息，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務的管理；通信支持系統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；而系統數據庫則要包括地圖數據庫和業務數據庫，如：凱立德地圖、Google 地圖、百度地圖等，用這些地圖數據來顯示車輛運行軌跡，從而實現對車輛的監控，同時還需要業務數據庫來對車輛檔案、業務運單等進行運輸管理的數據存儲。

在系統組成中，顯然車輛跟蹤管理和運輸業務管理是完成系統功能的主要模塊。

圖2 系統組成結構

2 系統主要模塊

2.1 車輛跟蹤管理

運輸企業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，進行相關監控和發生意外事件的處置，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：通過GPRS 收發功能與外出車輛進行實時溝通，了解車輛運行狀況，給送貨車輛發出工作指令。

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

（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 運輸業務管理

運輸業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） 運輸業務管理：對用車需求進行登記，根據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，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、輸出運輸業務各種統計報表。

3 信息系統數據庫的建立

3.1 主要數據表結構

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

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

車輛狀態表中的“當前緯度”、“當前經度”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系信息，其中“信息類別”說明信息的分類，如：狀態信息、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、越界等狀態信息和控制信息；“收信人”、“發信人”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，也可能是發信人，狀態信息和報警信息的發信人是車輛，收信人是控制中心，控制信息則相反，發信人是控制中心，收信人是車輛，而其他信息的收信人和發信人則要根據信息的內容確定。

運單頭表和運單明細表是運輸業務管理需要的數據表，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務統計，從而計算出車輛的運輸里程和司機的工作量。

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

圖3 主要數據表結構

3.2 主要數據表關聯

數據庫是一個整體，為了表示各種業務關系，其中的數據表都是互相關聯、互相聯系的。

數據表關聯是通過數據表中的主關鍵字和外部關鍵字進行連接來實現的。本系統也不例外，有了這種數據連接，就能保證數據修改、刪除的一致性，而不至于出現數據孤立的情況，從而保證數據的完整和系統功能的正確。

本系統幾個數據表的關聯如圖4 所示。車輛狀態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） 聯系，表明車輛運行狀態和與基地控制中心之間收發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、貨物價值等運輸業務要素，所以通過運單號將運單頭和運單明細進行關聯，這類似于銷售系統中的訂單頭和訂單明細的關系。

圖4 數據表關聯

4 總 結

在衛星導航系統中，數據庫是關鍵，業務數據庫、地圖數據庫的開發建設是系統設計首要考慮的因素，一定要從系統的安全性、應用軟件的實用性、系統建設的經濟性、未來的可擴展性等多個方面選擇數據庫管理系統軟件，采取自上而下規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。

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