1 前言
建设较完善的智能交通系统(ITS)是当下人们研究的重点。车辆导航与监控系统是ITS的重要组成部分,它借助于电子地图为驾驶员实时提供车辆位置、速度、方向以及周围地理环境等信息,以指导驾驶员快速、安全、准确的到达目的地。本人及小组成员根据项目要求,设计并实现了基于GPS/GIS以及借助于计算机网络和现有的GSM网通信平台的车辆导航与监控系统。从而实现了在GSM网覆盖范围内车辆的定位导航监控及管理。
2 系统总体设计
2.1 设计思路及结构划分
系统的设计首先从车辆的定位着眼,进而完成对其进行监控导航等功能,因此需要结合当前应用广泛的GPS、GIS、GSM及计算机通信等方面的技术。在具体运行中设置在车辆上的终端部件将从GPS接收坐标数据,并结合速度等信息通过GSM系统以SMS方式发送到控制中心,控制中心则要结合其后台的GIS系统以图像方式表现在屏幕上,同时又要根据需要对车辆通过GSM系统以SMS方式发送控制指令。另外为了方便用户查询用户基本信息、交通信息、车辆行驶信息等,控制中心还要实时向WEBGIS服务器传送相关信息。由此,我们对该系统的设计主要分为了车载单元和监控中心两大部分。
2.2 控制中心端设计
控制中心端是我们整个系统的核心部分,它既要接收来自移动端的GPS信息并结合数据库以图形方式反映在GIS平台上,同时又要根据监控信息给车辆以相应的信息反馈,以提供车辆的导航。其功能结构如图1。
(1)数据库设计。系统对数据的要求包括地理空间数据和非空间数据,非空间数据又包括基本的属性数据和GPS数据,因此建立了三个数据库分别是地理空间数据库、属性数据库和GPS消息数据库。其中地理空间数据库主要存储GIS方面的空间图形数据,此处以成都市电子交通地图为主要部分,包括道路交通网图形要素的空间位置、几何特征和拓扑关系以及其它一些附属地物,如机关单位、绿地广场、商店超市等。属性数据库主要包括车辆基本信息、用户信息、服务信息等。GPS消息数据库主要针对车辆位置信息的管理,以方便车辆导航及路径回放等。后两者均为结构化数据,采用一般的关系数据库以表、视图方式即可很好的表示。
(2)GPS分析管理模块。此模块主要从车辆的定位、跟踪方面进行处理,对被监控车辆接收移动端发来的位置、速度等信息以图形方式显示在地图上,并以文本方式做详细记录;依据记录的数据在需要时进行回放,回放功能的设计上包括开始、暂停、继续、结束四个状态。另外还包括基本的车辆信息查询处理功能,如车辆信息查询、驾驶员信息查询、车辆监控查询、车辆调度等。
(3)GIS分析管理模块。此模块主要在MapObject基础上集成二次开发,实现GIS的基本功能,如地图放大、缩小、漫游、查询、距离测量等。另外根据项目需要实现了路段及区域范围内车辆密度分析功能。
2.3 移动端设计
移动端也就是我们的车载端系统,它包括GPS接收模块、DR传感器(Dead Reckoning)、车载导航计算机、通信控制器及外围设备等组成,其结构如图2。