邓礼全，孙月光，沈洪敏 DENG Li-quan, SUN Yue-guang, SHEN Hong-min

（1. 电子科技大学 成都学院，四川 成都611731；2. 国防信息学院，湖北 武汉430010）

(1. Chengdu College, University of Electronic Science and Technology, Chengdu 611731, China； 2. National Defense Information Institute, Wuhan 430010, China)

北斗卫星有一代有源定位短信服务和二代连续无源导航两大特性，能够在不依赖于电信系统的无线通信情况下独立完成车辆定位、导航、防盗、报警功能，如在我国南海捕鱼的渔船都装载了北斗导航仪，捕鱼过程中发生险情只要按下导航仪上的按钮，就会将渔船所在的方位传递给周边的海警、渔政，以便海警和渔政及时施救。但由于一代的有源定位短信服务的容量有限，因此，一般只用于山区、森林、海洋等一般无线通信业务覆盖不到地区的公路物流管理，大部分的陆地物流服务只能利用无线通信服务（如GPRS） 传输卫星定位信息到基地控制中心，实现对运输车辆的跟踪管理。这方面的应用需求不断提出，值得我们研究开发和设计。

1 公路物流信息系统总体结构

1.1 网络体系结构

在卫星导航信息系统中，车载北斗导航仪根据北斗二代定位导航原理对车辆进行定位跟踪，利用GPRS 无线通信技术通过蜂窝基站传输定位跟踪信息到GPRS 服务商（如中国移动），并在监控中心接收GPRS 服务商转发的定位跟踪信息（短信息），根据定位跟踪信息采用地理信息技术（GIS） 把发送定位信息的车辆显示在可视化的屏幕上，其网络体系结构如图1 所示。

网络系统主要分为三个部分：

（1） 车载导航终端

配备能完成GPRS 通信服务和北斗二代无源连续定位导航功能的北斗卫星导航仪，负责发送车辆定位信息和紧急求助信息以及实现与监控中心的短信交流。该终端可以安装在货运车、客运车、出租车、长途大巴、私家车以及特种车辆等，主要承担车辆定位导航、车辆防盗、车辆控制等功能。

（2） 基地控制中心

基地控制中心是本系统的“神经中枢”，它连接GPRS 服务商，运行物流信息管理软件，集中实现车辆定位、运输监控、调度和其他信息服务，工作人员在控制中心利用物流信息管理软件对整个运输业务进行协调管理。

（3） 因特网接入

图1 公路物流信息系统网络结构

物流企业建立北斗导航服务平台，接入因特网，物流企业或车主、货主可通过因特网监控车辆行踪和运行状况，公安部门也可通过因特网对车辆进行警情处理。

1.2 系统组成

系统组成结构参见图2 所示，车载导航仪上的卫星定位器通过接收北斗卫星的定位信号计算车辆所在的方位（经度、纬度），GPRS 接发器通过GPRS 网络与基地控制中心发送和接收信息，车辆控制器可对报警车辆进行断油、断电处理；基地控制中心对车辆进行跟踪和监控管理，如果基地控制中心是在汽车运输公司，当然也要进行运输业务的管理；通信支持系统不仅能够完成北斗一代的短消息功能，更要求具备利用电信公司的GPRS 进行信息传递的功能；而系统数据库则要包括地图数据库和业务数据库，如：凯立德地图、Google 地图、百度地图等，用这些地图数据来显示车辆运行轨迹，从而实现对车辆的监控，同时还需要业务数据库来对车辆档案、业务运单等进行运输管理的数据存储。

在系统组成中，显然车辆跟踪管理和运输业务管理是完成系统功能的主要模块。

图2 系统组成结构

2 系统主要模块

2.1 车辆跟踪管理

运输企业和车主都需要对行进在路途中的车辆进行跟踪管理，及时了解车辆运输状况，进行相关监控和发生意外事件的处置，所以需要完成如下功能：

（1） 车辆定位：接收北斗导航仪的定位信息，了解车辆的位置状况。

（2） 短信收发：通过GPRS 收发功能与外出车辆进行实时沟通，了解车辆运行状况，给送货车辆发出工作指令。

（3） 车辆报警接收：对车辆导航仪发出的自动和手动报警信号及时向公安系统报告。

（4） 路线回放：在电子地图上回放车辆行进路线，进行车辆跟踪。

2.2 运输业务管理

运输业务管理需完成以下功能：

（1） 车辆信息管理：建立车辆档案，记录车辆运营状况和维修状况。

（2） 驾驶员信息管理：建立司机信息档案，记录司机工作和身体状况。

（3） 运输业务管理：对用车需求进行登记，根据用车需求和车辆状况进行调度安排。

（4） 运单输出：打印运输单据，交给司机，司机凭单运货。

（5） 运单完成确认：司机完成货运任务经收货单位签字后，回场进行收货确认。

（6） 查询与报表：查询、输出运输业务各种统计报表。

3 信息系统数据库的建立

3.1 主要数据表结构

数据表的设计需要根据系统软件功能的要求和未来的发展确定，应该有一定的前瞻性和扩展性，所以数据表中字段的名称、类型和数据宽度都要考虑到今后几年的系统需求，当然这方面SQL Server 数据库系统也做得很好，数据表结构可以方便的修改、增加和删除。

根据应用软件的功能需求，本系统至少应该包含：车辆基本信息表、车辆状态表、运单头表、运单明细表和短信息表等几个数据表，它们构成系统数据的有机整体。图3 是系统主要数据表结构，系统采用SQL Server 数据库软件进行数据平台建设。数据表中的车辆状态表和短信息表是完成车辆跟踪和车辆控制的关键数据，是实现系统功能的基础。数据表中带有钥匙标志的数据项是该表的主关键字，它能唯一确定数据表中某行的数据内容。

车辆状态表中的“当前纬度”、“当前经度”确定了车辆所在的具体位置，加上“海拔高度”可以精确地对车辆进行定位跟踪，经度和纬度可通过导航仪接收的北斗定位信号通过计算得到，海拔高度则可由导航仪上的海拔高度仪自动测算得到；“状态描述”说明车辆当前是“行驶”、“停车”、“报警”、“维修”等多种情况。

短信息表用于记录基地控制中心与车辆之间的联系信息，其中“信息类别”说明信息的分类，如：状态信息、控制信息、报警信息和其他信息等；“信息内容”描述信息的具体含义，如：正常行驶、断油、断电、越界等状态信息和控制信息；“收信人”、“发信人”指的是车辆和基地控制中心，车辆和控制中心既可能是收信人，也可能是发信人，状态信息和报警信息的发信人是车辆，收信人是控制中心，控制信息则相反，发信人是控制中心，收信人是车辆，而其他信息的收信人和发信人则要根据信息的内容确定。

运单头表和运单明细表是运输业务管理需要的数据表，运单头表是控制中心对车辆本次运输任务的安排表，而运单明细表的货物名称、重量、体积、价值和收货人信息等，是本次运输任务的具体描述。有了这2 个表，便于运输公司进行业务统计，从而计算出车辆的运输里程和司机的工作量。

图3 中的数据表是系统的基本组成部分，还应该增加部分数据表，比如：报警表、运输计划表、回单确认表、司机运输任务完成表、运输业务汇总表等，限于篇幅，不一一列出了。

图3 主要数据表结构

3.2 主要数据表关联

数据库是一个整体，为了表示各种业务关系，其中的数据表都是互相关联、互相联系的。

数据表关联是通过数据表中的主关键字和外部关键字进行连接来实现的。本系统也不例外，有了这种数据连接，就能保证数据修改、删除的一致性，而不至于出现数据孤立的情况，从而保证数据的完整和系统功能的正确。

本系统几个数据表的关联如图4 所示。车辆状态表和短信息表通过车牌号码（外部关键字） 与车辆基本信息表中的车牌号码（主关键字） 联系，表明车辆运行状态和与基地控制中心之间收发的短信息是属于某一台车辆的；为了完整地描述运单的目的地、收货人、货物品种、货物价值等运输业务要素，所以通过运单号将运单头和运单明细进行关联，这类似于销售系统中的订单头和订单明细的关系。

图4 数据表关联

4 总 结

在卫星导航系统中，数据库是关键，业务数据库、地图数据库的开发建设是系统设计首要考虑的因素，一定要从系统的安全性、应用软件的实用性、系统建设的经济性、未来的可扩展性等多个方面选择数据库管理系统软件，采取自上而下规划和自下而上设计的多重方式和方法，力争做出技术先进、用户满意的应用软件系统。

利用北斗导航系统进行公路物流过程中的信息采集、处理，实现对车辆运输过程的跟踪、导航和控制，提高物流企业的信息管理水平和业务管理水平，很有必要，前景广阔。