浅谈车辆偏线技术在重卡车联网行业的应用

王晓琦，楚川

（中交天健产品开发部，陕西 西安 710200）

浅谈车辆偏线技术在重卡车联网行业的应用

王晓琦，楚川

（中交天健产品开发部，陕西 西安 710200）

在实际应用过程中，车辆按规定线路行驶，当偏离规定线路时对管理者进行提醒服务。文章主要描述了偏线的应用，简单介绍了路线偏移的工作原理，重点阐述了偏线管理的功能以及技术实现。

车联网；偏线技术；结构设计

CLC NO.:U462.1 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2015)05-145-03

引言

偏线服务器主要是计算车辆是否在系统规定的线路、区域内行驶，同时计算出车辆是否进出站点和是否超速的功能。计算的主要依据为GPS位置和GPS速度。具体功能如下：

线路偏移，线路偏移分成两种模式（单线路和多线路模式）。在单线路模式下，只要车辆不在绑定的线路上就发出线路偏移报警（报警ID为11）；在多线路模式下，首先系统会判断车辆是否进入某条线路，发出进线报警（报警ID为3），如果在车辆出线路之前离开线路，则系统发出线路偏移报警（报警ID为11），只要车辆正常离开线路才会发出出线路报警（报警ID为4）。

进出区域报警，区域分为圆形和矩形区域。车辆在进入某区域内后发出进区域报警（报警ID为1），车辆从区域中出来后系统发出出区域报警（报警ID为2）。

超速和解除超速报警。车辆在某区域内或者在某路段、线路上的速度超出了系统所设定的速度后，系统发出超速报警（报警ID为5，其中路段超速报警ID为12），直到车辆速度降到系统规定的速度范围内后，系统才发出解除超速报警（报警ID为6，其中路段解除超速报警为13）。

进出站点报警，车辆在某个线路上行驶时，当车辆进入某站点时，系统发出进站报警（报警ID为9），当车辆离开某站点时，系统发出出站点报警（报警ID为10）。

路段限时行驶报警，是指当车辆在通过某路段时，没有按照系统规定的时间范围内通过，则系统会发出报警，如车辆过快的通过了该路段，则系统发出车辆过快通过报警（报警ID为8），如果车辆过慢通过该路段，则系统发出车辆过慢通过报警（报警ID为7）。

本文就偏线技术的工作原理进行论述，重点阐述了目前偏线管理的技术实现。

1、系统结构设计

1.1 系统架构图

1.2 系统功能说明

1）网站

网站在偏线服务器中的作用是提供 UI界面给用户设置相关参数和设定车辆的线路或区域。

生成线路或区域信息。通过DSRouter接口将用户设置的线路数据发送给偏线服务器的DS服务器，DS服务器将数据进行持久化保存；同时如果用户需要修改线路信息，网站通过DSRouter获取线路信息提供给用户修改。

为车辆绑定线路或区域，通过SCRouter接口将线路或区域信息绑定到某车辆上。

2）DS存储服务器群

DS存储服务器群肩负着保存用户生成的所有线路和区域信息。其主要特点如下：

a.能够快速的读取和存储某个线路或区域的数据，使用K-VALUE的模式进行存储，这样的模式决定了存储的速度。

b.能够进行海量存储，由于 DS服务器是可水平扩展的服务器，她会平均分配各个数据的存储。

3）SC计算服务器群

SC计算服务器群主要肩负着所有车辆的偏线、进出区域等报警的计算，能及时准备的将报警结果通过 SP接口输送给外部。

SC服务器是一个无状态的服务器，她不存储任何数据的状态，只会根据接收到的数据进行计算。这样为计算备份提供了有利条件，因此，SC服务器具备了计算热备份的功能，当某个SC服务器宕机或者其他原因导致无法计算时，SC备份服务器马上启动替换主计算服务器。

SC服务器可水平扩展，为真正的云计算模式，这样为计算效率的提高提供了有力的保障。

4）网关和数据库

网关将车辆的GPS数据通过SCRouter接口输送给SC计算服务器群，而数据库是将SC计算后发出的报警保存起来，提供用户查询。

2、系统算法

算法是偏线服务器的核心部分，为偏线服务器能计算出准确有效的速度提供了保障，我们的算法是经过多年的经验总结出来的一个目前比较优越的算法。其稳定性和性能水平目前处于国内先进水平。

2.1 进出区域算法

进出区域算法的核心为判断一个点是否在指定类型的区域或其缓冲区域内，下图中绿色部分为实际编辑的区域，红色部分为其相应的缓冲区域。缓冲区域的宽度由网站在生成区域时设定，默认为50米。为了描述方便，约定下文中提到的区域内即指在区域或其缓冲区域内，区域外即指在区域及其缓冲区外。

点是否在矩形、圆形、多边形内，为基本平面几何算法，在此，不再赘述。

目前，进出区域通过计分的方式来判定。点在区域内则加分（默认加10分），加到指定分值（默认为50分）后判定为进入区域，上报第一个进入该区域的点（包含位置、时间等信息）。在已被判定为在区域内的情况下，如果后续的点仍在区域内则继续加分（默认加10分），直到达到最大分值（默认为60分）；如果后续点在区域外则减分（默认减15分），减到指定分值（默认为10分）后判定为出区域，上报第一个出该区域的点。

上图所示例子分值判定表1如下：

?

2.2 偏线算法

偏线算法的核心为判断一个点到线段的最短距离是否小于阈值T（即路段半径，默认为50米）。线路可以看成一系列有向线段组成的集合；如上图中的线路“A—>D”由AB、BC、CD三条线段组成。如果点P1到线段AB、BC、CD的最短距离S1小于T则认为点在线路上，否则认为点不在线路上。

由于线路是有方向的，所以车辆与线路的关系有三种：不在线路上；在线路上，方向与线路不同；在线路上，方向与线路相同；

进线/偏线的判定与进出区域的判定方式类似。车辆在线路上且方向与线路相同则加分（默认加10分），加到指定分值（默认为50分）后判定为进入线路，上报第一个进入线路的点（包含位置、时间等信息）。在已被判定为进入线路的情况下，如果后续车辆仍在线路上且方向与线路相同则继续加分（默认加10分），直到达到最大分值（默认为60分）；如果后续车辆不在线路上或在线路上但方向与线路不同则减分（默认减15分），减到指定分值（默认为10分）后判定为偏线，上报第一个偏线的点。

3、结论

在用户的实际应用过程中，通过车辆偏线功能使得车辆外出的行驶更加透明化，有效的杜绝了司机偷盗货物、拉私活、绕路延时等不良行为，为管理者提供了有力证明，进一步提升车队的管理水平。

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Discussion on the application of the partial-line technology in the heavy vehicle IVO field

Wang Xiaoqi, Chu Chuan
( In tian jian in shaanxi car networking information technology co., ltd., Shaanxi Xi’an 710200 )

This article focuses on one of the Internet of Vehicles that is used in the industry of heavy truck. In this paper si mply introduces the structure and working principle of TianXingJian Car Networking Service System , expounds the functi on of this system, as well as its practical value in transportation and intelligent logistics. TianXingJian Car Networking Ser vice System can improve the fuel economy of heavy truck, reduce the probability of traffic accident and promote the devel opment of logistics industry to the intelligent direction.

Internet of Vehicles; Intelligence; Service

U462.1

B

1671-7988(2015)05-145-03

王晓琦，男，中交天健车联网信息技术有限公司产品开发部经理。