蔣堃 楊成慧

摘 要：針對(duì)物資運(yùn)輸與物流管理中的實(shí)時(shí)位置跟蹤、遠(yuǎn)程目標(biāo)管理等應(yīng)用要求，GPS定位技術(shù)在物資物流運(yùn)輸管理有著非常重要的應(yīng)用，因此本文提出了微型的、低成本的GPS定位與通訊系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架，詳細(xì)描述了它的工作原理，并就GPS定位技術(shù)在物資物流定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真進(jìn)行了深入研究。

關(guān)鍵詞：GPS定位技術(shù)；運(yùn)輸；檢測(cè)；定位；管理

引言

在人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)和信息時(shí)代的今天，信息作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)最基本的因素，正日益深刻地影響著人們的工作方式和生活習(xí)慣。作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，有經(jīng)濟(jì)“血脈”之稱(chēng)的交通運(yùn)輸行業(yè)在這場(chǎng)信息革命中卻逐漸表現(xiàn)出老化和發(fā)育不良，不能適應(yīng)不斷茁壯成長(zhǎng)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要。就在其他行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入信息和網(wǎng)路時(shí)代時(shí)，交通運(yùn)輸行業(yè)卻到處在依賴(lài)白板記錄調(diào)度信息、靠經(jīng)驗(yàn)管理車(chē)輛的落后境地。要改變這種局面，交通運(yùn)輸企業(yè)必須要盡快趕上社會(huì)發(fā)展的步伐，把信息化作為實(shí)現(xiàn)行業(yè)現(xiàn)代化的手段。

GPS移動(dòng)信息管理系統(tǒng)的介紹

一、交通運(yùn)輸業(yè)信息化的標(biāo)志

（一）、移動(dòng)信息管理系統(tǒng)

移動(dòng)信息管理系統(tǒng)是美國(guó)高通公司于八十年代率先提出，并廣泛應(yīng)用于世界交通運(yùn)輸行業(yè)。GPS系統(tǒng)是美國(guó)高通公司于八十年代末期研制開(kāi)發(fā)的，主要用于交通運(yùn)輸業(yè)進(jìn)行調(diào)度管理的移動(dòng)信息管理系統(tǒng)。目前，該系統(tǒng)已在世界上34個(gè)國(guó)家，900家運(yùn)輸公司的近30萬(wàn)個(gè)終端上使用，服務(wù)的行業(yè)包括電力、運(yùn)輸業(yè)、軍隊(duì)、公共安全、銀行、船舶等。

（二）、系統(tǒng)組成

GPS系統(tǒng)[4]由網(wǎng)絡(luò)管理中心（NMC）、衛(wèi)星、集成移動(dòng)通信終端（IMCT）和QTRACS軟體以及其他備選件組成。

（三）、GPS系統(tǒng)的功能

衛(wèi)星定位功能、雙向數(shù)據(jù)通信[2]功能、集成電子地圖功能、多層次管理功能

二、信息化將為交通運(yùn)輸業(yè)帶來(lái)革命性的變革

提高我國(guó)公路建設(shè)投資的經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)交通運(yùn)輸行業(yè)的優(yōu)化和重組、有利于促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展、為產(chǎn)業(yè)進(jìn)步提供了有力的支持、提高我國(guó)交通運(yùn)輸企業(yè)的管理水平

三、GPS定位與通訊系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架及應(yīng)用

1、GPS車(chē)輛管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

GPS車(chē)輛管理系統(tǒng) 包括三大部分：空間部分GPS衛(wèi)星星座，用戶設(shè)備部分一一車(chē)載GPS定位終端，地面控制音分地面監(jiān)控系統(tǒng)。

2、車(chē)輛GPS定位終端安裝在需要監(jiān)控的車(chē)輛上，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要由GPS天線、GPS接收模塊、中國(guó)電信信號(hào)模塊和接收天線組成，用汽車(chē)自帶的電瓶供電。

（1）、GPS天線用于接受衛(wèi)星信號(hào)，進(jìn)行定位或者導(dǎo)航的終端。

（2）、GPS模塊用于接受GPS衛(wèi)星信號(hào)，并計(jì)算出車(chē)載終端所在的位置。

（3）、CDMA電信卡是指基于網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)通信終端，CDMA利用展頻的通訊技術(shù)，減少手機(jī)之間的干擾，增加用戶的容量抗干擾能力強(qiáng)。

（4）、CDMA天線是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導(dǎo)行波，變換成在無(wú)界媒介（通常是自由空間）中傳播的電磁波，或者進(jìn)行相反的變換。在無(wú)線電設(shè)備中用來(lái)發(fā)射或接收電磁波的部件。

3、GPS監(jiān)控系統(tǒng)及功能

（1）、在指定區(qū)域內(nèi)車(chē)輛達(dá)到規(guī)定數(shù)量，即發(fā)生聚集報(bào)多。

（2）、GPS平臺(tái)系統(tǒng)監(jiān)控運(yùn)行的日常管理。

4、物流定位系統(tǒng)構(gòu)架圖

（1）、a.車(chē)載定位終端[7]主要包括主控芯片?？?、GPS模塊、GPSOne模塊和傳感信息采集模塊。b.GPS車(chē)輛定位終端主要實(shí)現(xiàn)定位、監(jiān)聽(tīng)、手動(dòng)報(bào)警、斷油斷電功能、終端斷電報(bào)警（防拆）功能。

（2）、車(chē)載定位終端采集定位信息采用雙定位技術(shù)，首先是定位信息采集程序初始化同時(shí)開(kāi)啟定時(shí)器，用來(lái)控制定位信息采集模式的轉(zhuǎn)變。GPS模塊一直處于啟動(dòng)狀態(tài)，定位模式以GPS定位模式為主，GPS定位數(shù)據(jù)采集正常時(shí)，始終保持GPSOne模塊處于關(guān)閉狀態(tài)。

（3）、后臺(tái)管理系統(tǒng)主要由服務(wù)器和客戶端組成。系統(tǒng)主要用于對(duì)物流車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，負(fù)責(zé)向定位終端發(fā)送定位命令并解析定位終端發(fā)送的定位信息，存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與用戶的交互功能，讀取并解析用戶命令并將獲得的結(jié)果反饋給用戶。

（4）、CDMA網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器采用SMT表面貼裝技術(shù)生產(chǎn)，大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)，以高速芯片進(jìn)行控制，具有精度高、穩(wěn)定性好、功能強(qiáng)、無(wú)積累誤差、不需要架設(shè)天線（手機(jī)有信號(hào)的地方就可用）、性價(jià)比高、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，全自動(dòng)智能化運(yùn)行，免操作維護(hù)，適合無(wú)人值守且廣泛應(yīng)用于電力、金融、通信、交通、廣電、石化、冶金、國(guó)防、教育、IT、公共服務(wù)設(shè)施等各個(gè)領(lǐng)域。

5、監(jiān)控管理調(diào)度流程

（1）物流客請(qǐng)求：這是監(jiān)控調(diào)度作業(yè)流程的開(kāi)端，物流企業(yè)運(yùn)輸部接到物流客戶求運(yùn)輸貨物的有關(guān)信息后，由監(jiān)控、調(diào)度中心的調(diào)度人員操作大入系統(tǒng)界面進(jìn)行動(dòng)態(tài)車(chē)輛的廣位。

（2）GPS/DR動(dòng)態(tài)車(chē)輛定位：進(jìn)行動(dòng)態(tài)車(chē)輛定位時(shí)，以貨源地點(diǎn)為中心，用選定鍵搜尋離貨源最近的車(chē)輛，用GPS/DR組合技術(shù)對(duì)其定位并了解車(chē)輛所有動(dòng)態(tài)信息。

（3）車(chē)輛與貨物匹配：根據(jù)掌握的貨源信息和被定位的動(dòng)態(tài)車(chē)輛的信息，決定該車(chē)輛能否完成該貨物的運(yùn)輸任務(wù)，若能完成，則通過(guò)GSM通信網(wǎng)絡(luò)向其發(fā)出運(yùn)輸指令，否則重新進(jìn)行動(dòng)態(tài)車(chē)輛搜尋和定位，即再選擇離貨源較近的其他動(dòng)態(tài)車(chē)輛。

（4）裝載貨物根據(jù)運(yùn)輸指令和物流客戶的要求裝載貨物。

（5）運(yùn)輸過(guò)程監(jiān)控：在車(chē)輛完成運(yùn)輸任務(wù)的過(guò)程中，監(jiān)控中心對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行適時(shí)監(jiān)控，并提供交通公安和服務(wù)信息以保證其按指定的運(yùn)輸路線和時(shí)間安全地完成貨運(yùn)任務(wù)

（6）運(yùn)輸完成確認(rèn)運(yùn)輸完成后，司機(jī)持客戶簽單交回調(diào)度中心進(jìn)行運(yùn)輸完成的確認(rèn)

四、基于定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、無(wú)線定位系統(tǒng)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)以上框架分析，無(wú)線定位系統(tǒng)可劃分為以下幾個(gè)子系統(tǒng)：訂單處理子系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、車(chē)輛調(diào)度子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)、信息維護(hù)子系統(tǒng)。子系統(tǒng)之間功能不同，但相互之間又有聯(lián)系。

（1）、訂單處理子系統(tǒng)

訂單處理子系統(tǒng)的主要功能是確保證單的正確性，對(duì)客戶訂單進(jìn)行審核，并依據(jù)產(chǎn)品類(lèi)別或時(shí)間對(duì)訂單進(jìn)行分類(lèi)，得到訂單文件。

（2）、空間數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)

空間數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的主要功能是將GPS接收機(jī)采集到的車(chē)輛位置、速度、時(shí)間等信息進(jìn)行處理。

（3）、車(chē)輛調(diào)度子系統(tǒng)

車(chē)輛調(diào)度子系統(tǒng)體現(xiàn)事前計(jì)劃的思想，其主要功能是管理人員根據(jù)訂單、運(yùn)輸車(chē)輛狀態(tài)、人員信息、道路信息等，制定調(diào)度計(jì)劃和配送計(jì)劃。

（4）、監(jiān)控子系統(tǒng)

監(jiān)控子系統(tǒng)體現(xiàn)事中控制和事后分析的思想，其主要功能有三個(gè)：車(chē)輛實(shí)時(shí)監(jiān)控、車(chē)輛動(dòng)態(tài)調(diào)度、車(chē)輛運(yùn)行軌跡的記載和通知客戶接貨。

（5）、信息維護(hù)子系統(tǒng)

信息維護(hù)子系統(tǒng)是以上兩個(gè)子系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要功能是維護(hù)與更新需求信息、車(chē)輛信息、駕駛員信息。

2、硬件系統(tǒng)

無(wú)線定位系統(tǒng)主要由以下三部分組成：移動(dòng)終端、通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心。

結(jié)束語(yǔ)

GPS定位系統(tǒng)引入物流運(yùn)輸系統(tǒng)后，實(shí)現(xiàn)了對(duì)物流運(yùn)輸過(guò)程的實(shí)時(shí)全程掌控。通過(guò)該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)了解物料的在途情況、車(chē)流量、待車(chē)情況、裝卸車(chē)情況等全方位信息，節(jié)省了大量的人力、物力?？偠灾珿PS 定位技術(shù)在物資物流運(yùn)輸中的應(yīng)用，能夠有效彌補(bǔ)物資在運(yùn)輸過(guò)程中的監(jiān)測(cè)空白，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物資運(yùn)輸?shù)娜瘫O(jiān)測(cè)。并且，利用GPS定位技術(shù)還能夠有效滿足企業(yè)對(duì)物資的全過(guò)程監(jiān)管需求，能夠極大提高企業(yè)對(duì)物資的管理效率，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)對(duì)電力設(shè)備的精細(xì)化管理，這對(duì)于提高企業(yè)的物聯(lián)技術(shù)監(jiān)管水平具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

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4.2017年度甘肅省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題“大數(shù)據(jù)背景下推進(jìn)教育精準(zhǔn)扶貧研究”（項(xiàng)目編號(hào)：GS[2017]GHBZ034）；

5.2017年度西北民族大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目，SYSKF-2018002，SYSKF-2018007，SYSKF-2018025，SYSKF-2018030。

作者簡(jiǎn)介

蔣堃（1996—）男，漢族，湖南人，學(xué)士，研究方向：通信、大數(shù)據(jù)。

楊成慧（1982—），女，河南商丘人，副教授，碩士，研究方向：交通信息工程及控制，自動(dòng)化應(yīng)用。

（作者單位：西北民族大學(xué)電氣工程學(xué)院）