基于网络GPS的货物动态跟踪系统研究与实现＊

李 俚 韦佳洵

（广西大学机械工程学院 南宁 530004）

0 引 言

物流货物动态跟踪管理系统是智能交通系统的重要组成部分［1］，通过用GPS技术、通信技术、计算机技术等为货主和物流运输企业提供实时的货物品种、数量、在途情况、发货地和目的地等动态信息服务的物流信息管理服务［2］.在运输途中，对货物的动态跟踪主要通过对货运车辆的实时监控来实现［3］，运输的业务管理、货车数据集成通过可视化物流信息管理平台来完成.

在应用研究方面，于培庆将移动定位技术应用于物流运输车辆的监控上，实现运输车辆合理的调度安排［4］.丁小兵和徐维祥提出了将地理信息技术和移动定位技术相结合的方式，实现物流运单管理，方便客户查询运输车辆的路线和货物情况［5］.目前，国外大型综合物流公司已广泛采用货物自动跟踪系统，例如美国联邦快递FedEx公司的信息服务网络Powership、美国海运公司MTC和TraPac集装箱服务公司联合组建的Savi网络公司的SaviTrak系统等.国内货物自动跟踪技术的应用也得到较快的发展，但是GPS技术和专业GIS系统的实施成本较高且不易维护和升级，而大多数中小型物流企业，成本、技术、人才等因素限制了货物自动跟踪系统应用.因此本文利用网络GPS 技术和Google提供的免费电子地图，开发出简易、实施成本较低的物流货物动态跟踪管理系统.实现车辆和货物的关联管理与运作，并进行动态跟踪与监控；同时，能根据托运单或者提货单号，实现车辆与货物的实时状态查询；通过货物状态信息，实现物流服务的水平和质量的确认；丰富物流供应链的信息分享源，使物流供应链节点的物流运作得到及时响应和服务.

1 系统业务建模

1.1 系统业务流程模型构建

货物动态跟踪系统监控运输过程的各个环节.系统从接受订单开始，完成订单管理、车辆调度、发货、在途监控等作业管理过程.系统接收订单并将审核合格的订单传递到运输调度环节；运输调度环节根据运输要求合理调用路由、车辆和司机等信息，形成相应运输任务单和装车单，指导运输任务的执行；货物发运后，系统将执行运输任务的车辆信息、车载终端信息、司乘人员信息等转入监控运行.监控中心根据执行运输任务的车牌号、车载终端ID 号或者订单号，查询执行车辆的实时位置信息并可视化显示在电子地图上，实现车辆运行轨迹、运行速度等的监控.若运输车辆途中遇到突发情况，系统可以提供相应处理方案来实现紧急情况处理.当运输车辆到达目的地后，系统还可以实现对订单的签收、费用结算、运作评估等功能［6］.系统业务流程模型见图1.

图1 系统业务流程模型

1.2 系统数据流模型构建

为了明晰系统的数据逻辑和数据流向，更好的支持系统开发，必须构建系统数据流模型.根据系统业务流程，系统分成订单处理、运输业务、运输调度和运输监控管理等功能模块.为了明确各功能模块之间的业务往来与数据传递，需要细分各功能模块的细节.同时明确系统的外部实体、业务处理功能、数据流向以及数据存储等之间的关系.经过各功能模块的层层细分，数据采集、处理、传递、存储、流向的确立，得到系统数据流程模型见图2.

1.3 系统实体关系模型构建

更好的构建系统的数据库，通过实体概念模型来描述所需要开发的系统内部实体、属性以及内部实体之间联系.系统内部实体包括客户信息、货物信息、车辆信息、司机信息、路线信息、有效订单、托运单、跟踪表、GPS信息、应收账款、评估表等.实体与实体之间有1对1、1对多和多对多的关系，如1台物流运输车根据车载终端的ID 号，对应产生1个GPS记录数据文件信息；1条路线信息可以被多张运输单调度；但是1台运输车可以产生多张运输单信息，而1张运输单可以调用多台车来完成.系统的实体关系模型见图3.

图2 系统数据流模型

图3 系统实体概念模型图

2 系统的开发与实现

为满足物流运作网络化需求，系统采用B／S的开发模式.以网络GPS 数据和本地数据为依托，利用ASP.net 技术、Google 电子地图 和Google Maps Api接口技术，开发物流货物动态跟踪管理系统，实现不同权限不同区域的人员通过互联网实现相应的管理和服务.

2.1 订单管理与调度

订单管理包括对订单的接收、审核、调度、传递、查询跟踪等.在整个运输作业过程中，以“订单状态”作为关键字段，实现订单处理、传递、存储、打印与跟踪，指导整个物流作业过程.

2.2 运输调度实现

对确认并已审核的运输订单进行运输资源的调度，实现路由选择、车辆配载、人员安排，以及临时换车等.

2.2.1 路线选择 利用Google提供的Google Maps Api接口和Google Map数据库，实现包括建议路线的条数、每条路线的距离、运行所需的时间等信息的运输线路选择.线路选择的实现通过三个步骤来完成.

1）地图加载 在web 页面HTML 源文件利用URL 地址导入用于访问Google Maps JavaScript API Version 3.0接口函数库文件，如通 过“http：／／maps.google.com／maps／api／js？sensor＝true＆language＝zh－CN＆region＝CN”，调用谷歌中文地图，通过调用＊.js文件实现地图接口函数库的加载引用.

2）地图初始化参数的设置 通过地图初始化，可以完成地图对象、地图缩放比例、地图中心点、地图类型、街景模式开启、地图显示容器等参数的设置.将这些参数封装在一个initialize方法中，在一个HTML 页面中调用这个initialize方法即可以实现Google地图的加载与显示.地图初始化参数设置实现过程为：（1）通过google.maps命名空间的Latlng类声明一个latlng对象用于指明Google地图显示的中心点.如以某已知地点所在的经纬度坐标为中心点，声明一个变量myOptions，指出显示的Google地图类型集，说明地图的显示比例、地图显示的中心位置、地图的类型以及是否开启街景模式等信息.（2）通过Google.maps 命 名 空 间 的Map 类 初 始 化 一 个Map对象，构造包含Google地图显示的HTML容器（DIV 层）和Google地图类型集（myOptions对象）这两个参数的Map类函数，实现在系统地图显示的位置、显示比例为、地图显示的中心位置经纬度坐标，路标类型和启街景模式等的显示.

3）路线显示 支持用户包括路线起止地点、出行方式，是否提供多条备选路线、显示的路线是否避开高速路以及是否避开收费道路等多种综合线路信息的服务，并能显示比较详细的运输路线信息.如在route.js中创建一个DirectionsRenderer类对象directionsDisplay 以及一个DirectionsService 类 对 象directionsService，调 用DirectionsService类的route方法向路线服务发送请求，需要为route方法传递一个路线请求参数DirectionsRequest对象常量.通过用户界面的选择，在DirectionsRequest类对象中包含路线起始地点、路线目的地点、出行方式，是否提供多条备选路线、显示的路线是否避开高速路以及是否避开收费道路等信息.通过这些信息反馈路线服务，并且显示在directionsDisplay对象中.

2.2.2 车辆配载及人员选择 系统支持未调度的订单信息和可调度的车辆信息的可视化显示来提供调度时选择，也可自动的根据线路信息和订单上的货物类型、体积和重量等信息进行匹配合适的车辆.

当所选择的车辆配载完成后，点击提交按钮，把车辆信息传递到运输单管理界面供司机等人员的选择.系统支持多种选择条件的车辆和司机匹配调度，通过查看历史记录、路线、司机资质等调度司机和路由的信息，完成车辆配载、人员和线路的调度形成相应的运输作业单指导各环节的物流作业.

2.3 运输过程监控

运输过程包括发运、实时在途监控、到货、签收等过程，通过在途监控，可以实现车辆定位、轨迹回放、紧急状况处理等功能.

2.3.1 实时在途监控 系统支持以订单号、车牌和车载终端ID 号等关键字段，通过GridView 控件实现某车载终端在指定时间点的经度、纬度和速度等信息的可视化显示；通过Google.maps.MarkerImage函数区别显示超速和正常速度状况.

在定位查询页面中，用户可以通过输入订单号等关键信息，系统利用Geocoder函数向Google maps服务器请求地址解析并在电子地图上显示，同时采用infowindow 函数在新窗口显示订单号、运输单号、当前位置经度、纬度、速度等信息.通过点击定位按钮可以在地图上显示出运载车辆实时的位置，并可以通过链接查看订单和运输单详细信息，见图4.

图4 车辆定位查询页面图

2.3.2 车辆运输历史轨迹回放 系统支持通过订单号、车牌和车载终端的ID 查询到的相关车辆的某一特定时间的历史轨迹.并可以直观显示目标车辆在某一 段时期内所行走路径、行驶里程、超速发生的时间地点及统计情况.

通过GridView 显示某时间段相关订单所执行的车辆经过的经、纬度信息.系统将网络GPS的经纬度值存入数组，并按时间先后顺序加载，使用polyline对象绘制折线并进行连接，即可计算出车辆的行驶距离.

3 结束语

本文利用网络GPS技术和Google提供的免费电子地图，开发出低成本、简单易用的物流运输与动态跟踪管理系统，较好地解决物流运输调度和在途可视化跟踪与监控问题.该系统研究开发的关键在于采用结构化建模方法规划系统，借助Google提供的地图接口，灵活运用.net技术，实现系统数据、网络GPS数据与Google地图数据的无缝连接，完成货物运输车辆的可视化跟踪与监控.由于系统利用现有的公开的免费网络资源，结合企业的车辆、司机等物流运作资源，实现物流运输调度的智能化，运输过程的可视化，能够满足广大物流运输企业高效率、低成本的运作需要.

［1］岳 航，杨荣杰.智能交通系统的发展及其共用信息平台的建设［J］.武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2005，8（4）：561－562.

［2］蒋代梅，刘 洋，周小兵.基于GPS／GIS的物流运输管理系统的实现技术［J］.北京工业大学学报，2005，31（4）：443－448.

［3］邱立源，尹丽娜，苏宗跃.基于WEBGIS的网络GPS车辆监控系统设计［J］.天津理工大学学报，2010，26（5）：86－88.

［4］于培庆.基于移动定位技术的物流运输管理系统［J］.中国市场，2007（7）：64－65.

［5］丁小兵，徐维祥.WEB GIS／GPS与WEB运单管理系统的物流运输安全中的应用［J］.物流技术，2008（8）：195－202.

［6］闫光辉，孟 杰.基于3G的货物动态跟踪管理信息系统的研究与设计［J］.交通标准化，2007（4）：189－192.