基于WebGIS的車輛監控平臺系統研究方法和需求分析

陳 康

（武漢職業技術學院，武漢，430074）

隨著GPS、北斗定位導航等定位技術的發展，車載GPS終端定位精度越來越高，再加上購買成本和網絡運營成本的降低，使得車載GPS終端安裝使用和普及更加便利。為實現WebGIS監控系統對混凝土車輛的控制，本文基于車聯網關鍵技術，研究當前混凝土車輛運輸過程中車輛的實時位置監控、車輛定位跟蹤、混凝土運輸進度監控以及車輛調度等技術和方法，為提高混凝土物料運輸的精細化管理水平、建立物流車輛協同監控平臺、促進車聯網技術在物流運輸領域的應用以及車載GPS終端車聯網監控系統建立提供一定的參考依據。

1 WebGIS監控系統研究基本方法和主要技術路線

本文融合了C#高級程序設計語言、熟悉數據庫基礎知識、SQL Server數據庫、軟件工程基礎知識和JSON等技術，對WebGIS車輛監控平臺系統的設計和應用進行了研究，主要研究方法分為三種。

1.1 文獻研究法

主要指搜集、鑒別、整理文獻，并通過對文獻的研究形成對事實的科學認識的方法。本文利用該方法完成了研究的理論準備工作和IT開發技術研究。

1.2 調查研究法

本文結合實際的混凝土車輛使用公司，通過訪談、實地考察等方法，了解混凝土車輛運輸過程中監控管理方法存在的問題，了解行業需求和痛點，為系統設計與分析做好準備。

1.3 實證研究法

本文結合了國內《道路運輸車輛衛星定位系統北斗兼容車載終端通訊協議技術規范》的基本要求，分析了當前部標監控平臺架構研究優缺點，旨在設計出合理的、擴展性好的、符合交通部標準的車輛監控平臺系統，并采用相關技術對該系統進行測試，修復bug并完善監控功能。

2 混凝土車輛運輸監控系統需求分析

筆者通過調研當前混凝土車輛運輸過程中存在的問題，并針對當前混凝土運輸管理的基本要求和規劃，完成系統需求設計方案，并制定出解決車輛運輸問題的方案。

3 基于WebGIS的混凝土車輛運輸監控系統設計和實現

隨著車載定位終端數量增加，傳統車輛控制系統車載定位工作效率降低、實時監控能力下降，為解決上述問題，本文將研究設計高并發程序和高擴展系統架構，解決單機服務器負荷量大時，系統運行效率較低的問題，為車輛監控平臺系統通過《道路運輸車輛衛星定位系統北斗兼容車載終端通訊協議技術規范》提供技術參考。本文設計的監控系統，主要由網關服務器、業務服務器、WEB服務器、負載均衡服務器、移動信息服務器和數據庫服務器等部分組成，下面對各個模塊的功能進行簡要介紹。

3.1 網關服務器

網關服務器的主要功能包括數據處理、雙向通信、平臺對接和通訊轉發，當單個程序負載較大時，可以通過增加網關服務器結點和負載均衡服務器，并采用一致性Hash算法進行負載均衡處理。

3.1.1 數據處理

網關服務器接收并解析終端的數據包（接收解析成功后響應接收結果），然后統一數據格式，并將其發送至業務中心服務器。同時，將車輛上傳的原始數據和解析后的數據存儲至數據庫服務器。

3.1.2 雙向通信

雙向通信包括GPS終端與網關服務器、網關服務器與業務服務器、網關服務器與交通部部標平臺之間的兩兩雙向通信。動態接收的GPS終端數據將會被傳至調度中心，滿足Web服務器向調度中心請求在線查看的需求。

3.1.3 平臺對接和通信轉發

國家交通部要求，所有通過交通部國家要求的標準部標平臺的車輛，實時位置數據必須轉發至交通部部標平臺，因此網關服務器還必須根據《JT-T809-2011道路運輸車輛衛星定位系統平臺數據交換》要求，將接收到的終端信息直接發送給部標平臺。

3.2 業務服務器

業務服務器負責系統運行時的業務調度，響應網關服務器和Web服務器的業務請求，并完成端口對接（ERP CRM對接）工作。當單個程序負載較大時，可以增加業務服務器結點和負載均衡服務器，并采用一致性Hash算法進行負載均衡處理。

3.3 WEB服務器

WEB服務器負責混凝土車輛運輸過程監控服務，包括監控中心、調度中心、運營管理、信息報表和系統管理等功能模塊。當單個WEB服務器的負載較大時，可以增加WEB服務器結點和負載均衡服務器，并采用一致性Hash算法進行負載均衡處理。

3.4 數據庫服務器

數據庫服務器負責車載定位終端上傳的原始數據、車輛軌跡數據和其他系統業務數據的存儲，并完成數據歸檔處理、數據庫定時業務、數據庫批處理業務和其他數據業務等業務。

3.5 移動信息服務器

移動信息服務器主要負責向移動智能終端提供數據庫訪問的接口服務，并滿足車輛實時位置信息遠程調用的要求。

3.6 GPS軌跡數據的存儲方案設計

由于車載定位終端每隔2～3秒就會向系統平臺網關發送位置信息，隨著時間的增加，GPS軌跡數據量會越來越大，為了提高車輛GPS軌跡數據查詢效率，本設計采用分庫分表的GPS數據存儲方法，將軌跡數據分月存儲，便于后期車輛軌跡數據分月歸檔備份。同時，本設計數據表采用SQL Server分區表方法進行存儲，提高了單表的查詢效率，并通過建立數據庫，定時將作業車輛GPS軌跡數據進行歸檔備份，便于后期研究車輛運輸過程中的相關問題。

3.7 基于WebGIS的混凝的車輛監控方案設計

為了便于用戶直觀的通過軟件系統界面對車輛混凝土物料運輸過程及進度進行監控，還要基于車輛位置，根據在線調派和UI操作等要求，對運輸進度進行實時監控功能的設計。