基于WebGIS的车辆监控平台系统研究方法和需求分析

陈 康

（武汉职业技术学院，武汉，430074）

随着GPS、北斗定位导航等定位技术的发展，车载GPS终端定位精度越来越高，再加上购买成本和网络运营成本的降低，使得车载GPS终端安装使用和普及更加便利。为实现WebGIS监控系统对混凝土车辆的控制，本文基于车联网关键技术，研究当前混凝土车辆运输过程中车辆的实时位置监控、车辆定位跟踪、混凝土运输进度监控以及车辆调度等技术和方法，为提高混凝土物料运输的精细化管理水平、建立物流车辆协同监控平台、促进车联网技术在物流运输领域的应用以及车载GPS终端车联网监控系统建立提供一定的参考依据。

1 WebGIS监控系统研究基本方法和主要技术路线

本文融合了C#高级程序设计语言、熟悉数据库基础知识、SQL Server数据库、软件工程基础知识和JSON等技术，对WebGIS车辆监控平台系统的设计和应用进行了研究，主要研究方法分为三种。

1.1 文献研究法

主要指搜集、鉴别、整理文献，并通过对文献的研究形成对事实的科学认识的方法。本文利用该方法完成了研究的理论准备工作和IT开发技术研究。

1.2 调查研究法

本文结合实际的混凝土车辆使用公司，通过访谈、实地考察等方法，了解混凝土车辆运输过程中监控管理方法存在的问题，了解行业需求和痛点，为系统设计与分析做好准备。

1.3 实证研究法

本文结合了国内《道路运输车辆卫星定位系统北斗兼容车载终端通讯协议技术规范》的基本要求，分析了当前部标监控平台架构研究优缺点，旨在设计出合理的、扩展性好的、符合交通部标准的车辆监控平台系统，并采用相关技术对该系统进行测试，修复bug并完善监控功能。

2 混凝土车辆运输监控系统需求分析

笔者通过调研当前混凝土车辆运输过程中存在的问题，并针对当前混凝土运输管理的基本要求和规划，完成系统需求设计方案，并制定出解决车辆运输问题的方案。

3 基于WebGIS的混凝土车辆运输监控系统设计和实现

随着车载定位终端数量增加，传统车辆控制系统车载定位工作效率降低、实时监控能力下降，为解决上述问题，本文将研究设计高并发程序和高扩展系统架构，解决单机服务器负荷量大时，系统运行效率较低的问题，为车辆监控平台系统通过《道路运输车辆卫星定位系统北斗兼容车载终端通讯协议技术规范》提供技术参考。本文设计的监控系统，主要由网关服务器、业务服务器、WEB服务器、负载均衡服务器、移动信息服务器和数据库服务器等部分组成，下面对各个模块的功能进行简要介绍。

3.1 网关服务器

网关服务器的主要功能包括数据处理、双向通信、平台对接和通讯转发，当单个程序负载较大时，可以通过增加网关服务器结点和负载均衡服务器，并采用一致性Hash算法进行负载均衡处理。

3.1.1 数据处理

网关服务器接收并解析终端的数据包（接收解析成功后响应接收结果），然后统一数据格式，并将其发送至业务中心服务器。同时，将车辆上传的原始数据和解析后的数据存储至数据库服务器。

3.1.2 双向通信

双向通信包括GPS终端与网关服务器、网关服务器与业务服务器、网关服务器与交通部部标平台之间的两两双向通信。动态接收的GPS终端数据将会被传至调度中心，满足Web服务器向调度中心请求在线查看的需求。

3.1.3 平台对接和通信转发

国家交通部要求，所有通过交通部国家要求的标准部标平台的车辆，实时位置数据必须转发至交通部部标平台，因此网关服务器还必须根据《JT-T809-2011道路运输车辆卫星定位系统平台数据交换》要求，将接收到的终端信息直接发送给部标平台。

3.2 业务服务器

业务服务器负责系统运行时的业务调度，响应网关服务器和Web服务器的业务请求，并完成端口对接（ERP CRM对接）工作。当单个程序负载较大时，可以增加业务服务器结点和负载均衡服务器，并采用一致性Hash算法进行负载均衡处理。

3.3 WEB服务器

WEB服务器负责混凝土车辆运输过程监控服务，包括监控中心、调度中心、运营管理、信息报表和系统管理等功能模块。当单个WEB服务器的负载较大时，可以增加WEB服务器结点和负载均衡服务器，并采用一致性Hash算法进行负载均衡处理。

3.4 数据库服务器

数据库服务器负责车载定位终端上传的原始数据、车辆轨迹数据和其他系统业务数据的存储，并完成数据归档处理、数据库定时业务、数据库批处理业务和其他数据业务等业务。

3.5 移动信息服务器

移动信息服务器主要负责向移动智能终端提供数据库访问的接口服务，并满足车辆实时位置信息远程调用的要求。

3.6 GPS轨迹数据的存储方案设计

由于车载定位终端每隔2～3秒就会向系统平台网关发送位置信息，随着时间的增加，GPS轨迹数据量会越来越大，为了提高车辆GPS轨迹数据查询效率，本设计采用分库分表的GPS数据存储方法，将轨迹数据分月存储，便于后期车辆轨迹数据分月归档备份。同时，本设计数据表采用SQL Server分区表方法进行存储，提高了单表的查询效率，并通过建立数据库，定时将作业车辆GPS轨迹数据进行归档备份，便于后期研究车辆运输过程中的相关问题。

3.7 基于WebGIS的混凝的车辆监控方案设计

为了便于用户直观的通过软件系统界面对车辆混凝土物料运输过程及进度进行监控，还要基于车辆位置，根据在线调派和UI操作等要求，对运输进度进行实时监控功能的设计。