基于北斗的出租车调度系统的设计与实现

韩琦 石琨 张慧芳 孙健 吴伟

摘 要：文章主要介绍基于南通大学地理科学学院与江苏太平洋通信科技有限公司合作建设的基于北斗的出租车调度管理系统，着重对平台的基本框架、功能、原理以及实际运营效果这几方面进行阐释。此外，结合出租车调度平台存在的一些问题，提出了进一步完善的建议。

关键词：北斗卫星定位系统；出租车调度管理系统；设计

引言

在科技高速发展的今天，人们的出行率不断提高。与其他出行方式相比，出租车因其能够为顾客提供门对门、一站式、快捷的出行服务等优点而倍受客户青睐。[1]尽管出租车行业近年来取得了快速的发展，然而由于出租车行业管理体制的不完善，也存在以下亟待解决的问题：

（1）出租车分布、调度合理性较差，空载率高。（2）乘客失物寻回率低。（3）出租车司机的人身安全存在隐患，劫警事件频有发生。（4）出租车司机经常会无意识状态下疲劳驾驶或者超速驾驶，甚至因此而引发交通事故。

为此，南通大学地理科学学院与江苏太平洋通信科技有限公司合作建设，开发出一套基于北斗导航定位系统的出租车管理平台，以监控南通市所辖区域的出租车。取得了良好的效果，主要针对管辖区所在出租车车辆为其提供实时定位、追踪、监管等服务。

1 出租车调度平台框架及原理介绍

文章设计的基于北斗导航系统的出租车调度平台，主要由车载终端、监控调度中心、分监控中心三部分构成[1]：

（1）车载终端安装在被监控的移动目标汽车上，主要是由北斗接收机，GSM收发模块和主控制模块等集成的硬件设备。负责车载终端与监控中心间的数据传输。

（2）监控调度中心是由GIS监控调度及信息服务平台、用户及车辆资料数据库等构成的计算机软硬件体系，它是整个系统的核心和“神经中枢”。

（3）分监控中心是通过互联网连接在监控调度中心的分控平台。主要是集团下属客运公司和户外管理人员，通过这种方式参与管理调度和实时监控。

北斗监控调度系统的一般工作流程：车载定位终端（内含北斗模块、SIM卡）可向北斗卫星定位系统发送位置请求信息，接收卫星测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，并根据其他三颗以上卫星的数据计算出信息发送源所处地理位置坐标、坐标数据、报警信息及信息服务请求[2]，打包后经网络及无线通信链路发送至监控中心和数据库；监控调度中心根据由车载终端上传的出租车位置的实时信息或数据库所存储的信息，随时获取入网移动车辆目标的方位，并能够将出租车空间位置直观清晰的显示在网络电子地图上然后与外界进行数据交流与共享[3]。

与之前基于GPS的车辆调度管理系统相比，运用北斗实现出租车的调度具有十分广泛的意义：

（1）覆盖范围：北斗定位系统是覆盖中国本土的区域导航系统，而GPS是覆盖全球的全天候定位系统，所以针对本国而言，北斗定位信息更为准确。

（2）成本控制：一方面，采用GPS定位系统其规模太大、造价太高，而采用本国自行的定位系统更有利于成本的节约。另一方面，从实际运营角度来看，能够为建立车管制度提供重要依据，有效截制公有资源的浪费与流失。

（3）提高安全与效力：随着国内滴滴打车、快的打车等打车软件的兴起与发展，基于北斗的出租车调度管理系统不仅大大减少了出租车司机拒载、议价、途中甩客、故意绕道行驶等不规范的驾驶行为，更具有提高国防安全的重要战略意义。

（4）信息传输：“北斗”具有定位和通信双重作用，具备短信通讯功能，而GPS只能用作导航只具有接受功能却无法实现通信功能，不能满足日益增长的用户需求。

2 出租车调度系统功能介绍

针对引言中提出的出租车调度合理性较差以及出租车司机及顾客的人生财产安全存在隐患等问题，文章设计的出租车调度平台系统提供了[3]定位管理、安全管理、失物查找等功能，具体介绍如下：

2.1 出租车定位管理功能

文章介绍的出租车调度管理系统每隔30秒记录一次车辆的位置，其中记录的参数包括车辆速度、位置、行驶方向、报警状态等。点名定位功能可以即时实现查询车辆当前时间的位置及主动上传最新位置并可以在地图上画出轨迹。

2.2 出租车安全管理功能

（1）文字调度与语音调度功能的实现，有效解决了司机超速驾驶、疲劳驾驶等问题，大大提高了司机的出行安全率，减少交通事故发生率。

（2）紧急报警、自动拍照功能有效的预防了劫警发生。手动报警后可自动对现场进行拍照取证，上传到中心提供相关数据等。

2.3 出租车失物查找功能

由于大多数时候丢失物品的乘客并非能准确说出所乘坐的出租车车牌号码[5]，为保证顾客能准确寻回失物，该出租车调度管理系统通过设置特定的时间段和路段，准确查询通过的车辆进行排查提供了失物招领的方法。此外，还可以查询特殊车辆的运行轨迹，排查车辆并寻回失物。

3 平台运行成果展示

文章所介绍的基于北斗定位系统的出租车调度系统自运行以来，支持输出各类汇总、统计分析报表等功能，包括对城市出租车的运力、客运量、运行时间、运行安全、效率、轨迹等方面的统计分析等各种大量数据进行科学统计，为更高水平的决策提供强有力的依据。

3.1 运力统计分析

包括对出租车公司各车辆的载运次数、载运里程、重车里程、空驶里程、运营里程等统计分析功能。

以运营里程为例：我们选取苏FBT298、苏FBT299、苏FBT300、苏FBT301、苏FBT303、苏FBT305等六辆车提取其从2014年4月到2014年10月共六个月的数据，可得如图1所示的柱状分析图。从图中我们不难看出，苏FBT305在四月到十月的运营状况中都较其他车辆更为突出，且在八月达到运营的最高峰。

图1 2014.4—2014.10车辆运营里程柱状统计图

图2 出租车日运行时长

3.2 运行时间统计分析

支持对各出租车公司各车辆规定时间段内行驶时间、停驶时间及载客时长的统计分析。

选取苏FBT298、苏FBT299、苏FBT300、苏FBT301、苏FBT303、苏FBT305以及苏FBT306等七辆车在11月1日的行驶时长为例，可制作成如图2的图表，从表中我们可以看出，在11月1日当天，七辆被调查车辆中的苏FBT305驾驶时间最长，约接近2500分钟。

当然，我们还可以进一步对某出租车单位的所有运营车辆进行驾驶时长的统计，然后结合日运营成本，估计出该出租车公司的收益状况。

3.3 运行安全统计分析

包括对出租车的超速、疲劳驾驶等违规驾驶情况，以及安全事故统计、劫警次数统计、安全运行间隔里程、行车责任死亡事故频率等方面的统计分析功能。

由监控中心2014-05-01日至2014-11-11日6个月数据得出，所监控车辆疲劳驾驶报警总数为18333，其中重点监控车辆（指南黄海、苏慧旅游、第三运输三家提出重点监控要求的企业）疲劳驾驶报警数为1411次，所监控车辆超速驾驶报警总数为7441，其中重点监控车辆超速驾驶报警总数为758。

以疲劳驾驶数据为例可得出以下分析：如图3反映了南黄海、苏慧、第三运输三家重点监控公司在2014.5.1—2014.11.1发生疲劳驾驶的数量比例关系：

其中南黄海所占比例最多，三运所占比例最少。这也为不同公司对于本公司车辆、司机的管理提供了依据。

图3 疲劳驾驶数量比例关系图

4 结论与建议

北斗出租车调度系统是将北斗卫星定位系统、无线通信技术、GIS等其他现代高新技术融为一体建立起来的出租车动态管理系统。系统能够实现全天候、大范围、多车辆的实时监控，有效改善出租车运营管理中空载等问题，增强劫警等突发事件的应变能力，提高出租车的运营效率和安全度。

然而，北斗出租车调度管理系统虽然有效解决了现在出租车行业所存在的一些调度、安全等方面的问题，但仍然存在许多可以改进和完善的地方，如：（1）因司机在驾驶过程中不小心触碰报警器引发报警或者平台有延误延时报警时间，虚拟报警情况时有发生。（2）平台对接性有待提高。如南通市的出租车监管平台与苏州市的出租车监管平台不能有效对接，不利于智慧城市的实现。（3）出租车调度系统的灵活性与可用性方面还可提高。针对路况信息问题，还可设立路况信息播报，及时获取路况信息并反馈给出租车司机。

如何有效改变和完善上述存在的问题，这也是激励我们今后可以不断付出努力进行研究，将这一系统进行完善的重要课题。

参考文献

[1]贾婷.基于乘客需求及分布的出租车调度方法技术研究[D].成都理工大学：成都理工大学，2013.

[2]周文婷.出租车监控调度系统中WEBGIS子系统的设计[D].南京理工大学：南京理工大学，2012.

[3]韩满江.基于GPS/GIS的出租车调度系统[D].大连理工大学：大连理工大学，2007.

[4]吕芳，张跃，杨宏业.清华嵌入式GPS出租车调度系统[J].计算机测量与控制，2003（10）.

[5]陈少杰，陈贤富.基于GPS/GIS的出租车调度系统的设计与实现[J].电子技术，2011（6）.

*通讯作者：张慧芳（1985-），女，博士，讲师，从事城市遥感与应用研究。