电力抢修生产车辆GPS调度管理系统的探讨

路 瑶

(邯郸供电公司，河北 邯郸 056036)

1 概述

GPS/GIS调度管理系统是一套集计算机信息处理技术、网络通信技术、GPS卫星定位技术、地理信息系统、电子地图等技术于一体的综合应用系统。

系统可分为指挥调度中心部分和车载GPS终端设备部分。调度中心和GPS终端之间互相传递信息，以达到快速定位故障和抢修位置、即时进行调度通信，在最短时间内进行抢修工作，并记录和管理抢修车辆的调度情况和电力设施运行状态。

2 总体思路

2.1 方案概述

系统总体架设结构包括GPS车载终端、中心服务器端和监控维护工作站。移动终端和监控中心通过GPRS网络进行双向的数据传输。

GPS车载终端设备用来实时接收GPS卫星信息，计算车辆当前的位置，并通过GPRS通信模块回传到中心服务器上。具备按时间间隔回传和按行驶距离回传两种方式，同时，车载终端还可以接收监控中心发来的文本信息，以及远程控制的各种指令等。

中心服务器负责GPS位置数据和车辆状态数据的接收和分发、驾驶员及车辆等资源信息的管理、GIS地理信息系统管理、历史记录的存储、数据分析和存档等任务。

监控维护工作站负责以图形化的形式显示车辆实时分布情况、下达业务指令、查询各种地物信息、设置系统工作模式等，同时支持BS和CS两种监控工作站。

2.2 系统设计

2.2.1 系统逻辑结构

系统的逻辑结构主要分为四层，分别是用户层、应用层、数据层和技术层。

用户层实现决策支持各系统的应用操作和表达，直接面向各种不同层次的用户，设计中尽可能采用流行的浏览器模式，使表达风格和操作风格一致。应用层是各子系统功能逻辑组件的集合。由于组件设计独立于系统，将不同的功能封装为不同的组件，方便功能的扩展和修改，有利于系统的开发和维护。数据层包括地图空间属性数据库、车辆轨迹数据库和其它相关信息数据库等，该层与信息采集和信息接收处理子系统紧密联系，支持、实现系统各种既定功能对数据的需求。由GPS技术以及GIS等技术构成技术支撑层，使系统在技术层次和应用层次上都能够达到很好的效果。

图1 系统逻辑结构图

2.2.2 通信技术的设计

系统移动终端和监控中心通过GPRS网络进行双向的数据传输，包括GPS定位数据、车量状态信息、调度作业指令，甚至是图像和语音等数据。GPRS的实时在线特性，使系统无延时，避免轮询实现同步接收、处理多个终端的数据，实时性高。

考虑到系统容量大、终端多而分散、对信息数据的处理分析要求高的特点，采用专线接入和专用APN (获得点名称， Access Point Name)方案。监控中心通过专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行连接，在GGSN (网关支持节点，Gateway GPRS Supporting Node)与移动公司互联路由器之间采用GRE (Generic Routing Encapsulation)隧道。当终端传输数据时，首先进行数据TCP/ IP打包，使用PPP (Point to Point Protocol)协议建立网络链路，通过IP协议对主站进行寻址，使用TCP协议来控制数据的传输。中心系统不间断监听TCP端口，一旦发现数据，就立即建立连接并进行接收。

2.2.3 系统软件结构

图2是系统软件结构图，按照工作流描述了各个模块之间的逻辑结构。

图2 系统软件结构图

GPS车辆监控系统的前台部分包括车辆监控管理工作站、系统数据维护工作站和WEB客户端，安装在监控坐席上，管理人员通过人机交互界面实现对系统的管理和控制。

GPS车辆监控系统的后台部分包括数据库系统、业务逻辑处理系统、通信服务模块和定位信息处理模块等软件部分，安装在服务器上，程序在后台运行，对于使用者是不可见的。

应急系统接口是专门针对电力公司网络安全的需求，由于GPS系统所在网络与电力应急系统网络是完全隔离的，通过强隔离设备实现与应急指挥系统的单向数据传输。

GPS车载终端设备上集成了一套嵌入式软件，通过该软件获取车载终端设备的工作状态信息及GPS定位数据，并实现与指挥调度中心的数据交换。

2.2.4 系统功能设计

(1)指挥调度功能

指挥调度功能是指调度人员可以随时查询应急抢修车的相关信息并发送调度指令进行调度操作。具体包括抢修车辆的位置查询、自动检索故障位置最近的车辆、对抢修车辆进行远程控制、读取和设置车载终端参数、派发调度指令及其他服务信息、车载终端紧急报警和故障报警、车辆历史轨迹回放等功能。还可以通过扩展软件和硬件的功能，实现自动智能调度、工作超时报警、超速报警、远程控制车辆等功能。

(2)车辆管理业务功能

车辆管理业务功能提供对抢修车辆信息、抢修人员信息的管理和查询，并提供报表分析功能，可以针对各种数据生成相应的统计图表，以便于为调度人员进行决策提供辅助的依据。

(3)GIS地理信息系统功能

GIS地理信息子系统用于显示各种地图数据，使得监控调度系统可以采用图形化的界面操作，来直接反映总体的营运情况。

(4)通信服务功能

通信服务子系统负责处理监控调度中心软件与车载终端之间的数据交换，完成对车辆的调度、定位与监控以及相关附加业务信息的下发，实现与车载设备各种通信数据的高效传输。

(5)GPS车载终端设备

车载终端的主机部分包括了无线通信模块和GPS定位模块。GPS定位模块通过解算卫星信号获得当前的三维坐标以及速度、方向、时间等信息，并发送给无线通信模块。无线通信模块将车载终端的GPS定位信息传递到监控调度中心。

2.2.5 系统的安全性和稳定性

为了保证系统的稳定性，调度中心软件应采用模块化设计，模块之间通过专门的数据层来进行数据交换。使用专门的监视线程来负责监督数据融合处理等关键的处理线程的执行状态。此外，系统可以方便实现自动记录故障日志，为事后分析提供依据。对于电源失效等硬件外来突发事件，采取相应措施来保证整个系统数据和处理的可恢复性。车载终端可支持多IP，保证系统通信的稳定性。

在安全性方面，为了保证电力网络的安全， GPS系统自成一个网络体系，通过网闸再与电力网对接。

3 结论

GPS/GIS调度管理系统的设计具有先进性、可靠性、扩展性、易用性和保密性，实现上考虑了系统建设的经济性，并充分结合电力系统抢修业务流程进行功能设计。该系统的应用能够保障电力公司在紧急事件的处理过程中，快速、及时、准确、直观、全面地收集到相关信息，为领导提供辅助决策信息，加强了指挥和控制的力度，提高了工作的效率。

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