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李肖 浙江财经大学
摘 要:本文针对我国物流运输车辆在运输动态监控、调度优化等方面的问题,本文将GIS/GPS 技术应用到物流运输智能营运调度系统中.首先分析了物流运输智能营运调度系统需求,在此基础上,对基于GIS/GPS 技术的物流运输智能营运调度系统进行了设计.最后分析了该系统的实践应用效果.
关键词:GIS/GPS 技术;交通运输;智能营运调度
一、引言
随着我国经济的快速发展, 远程车辆实时监控在车辆安全管理方面起着越来越重要的作用,在货车、长途客运、危险品运输、甩挂车辆、出租车等运输行业有着广泛的应用.因此,得到世界各国学者及研究人员的重视,他们大都致力于通过智能交通技术提高交通运输的运营效率.目前部分地区公司仍然采用传统人工作业的方式进行车辆调度,流程也不尽规范.人工作业的方式不仅无法实时的了解车辆的运行状况,而且费人费力并容易出错.因此急需自动化的车辆调度工具和规范化的车辆调度流程,以便能够实时的了解运能运力,规划运输路线,合理使用资源,提高运输效率.自从2008 以后,我国加大了对交通运输的投入,尤其是在运输动态监控、调度优化等方面取得了较为显著的成果.然而我国的交通运输事业起步较晚,发展还比较落后,与世界先进水平还存在着较大的差距.
因此,要解决上述问题,需要通过信息系统建设实现全程监管和流程再造,有效提高安全和管理水平、降低公司的生产运行成本.计划综合运用卫星导航、位置服务、地理信息系统(GIS)等信息化手段,建设物流信息系统为各级生产管理人员提供集约化的业务管理系统,以进一步提升企业的生产管理水平.另外,在引进国外先进技术的同时,还需要建立交通运输智能营运调度系统,实现交通运输调度智能化,从而提高运输车辆运营效率和服务水平.本文针对我国交通问题现状,提出了交通运输智能营运调度系统的总体设计方案,通过采用车辆定位导航技术(GPS)、无线通信及电子地图技术(GIS)等先进技术进行了深入的探讨和研究,以期为缓解我国交通压力提供有价值的参考方案.本论文是基于上述背景展开研究的.
二、交通运输智能营运调度系统需求分析
交通运输智能营运调度系统为一基于GIS、GPS 技术的可人工干预的最优化调度系统.该系统利用GIS 平台和电子地图进行运输车辆行驶路线大量模拟的基础上,选择适宜的行驶线路.另外,行驶路线的选择要避免迂回运输、相向运输、空车往返等不经济的现象.
1.数据自动采集功能
系统自动统计运输车辆的数量、行驶位置和行驶时间等.这些数据可通过相应的无线设备传递到调度指挥控制中心.指挥控制中心根据这些数据改进行车时刻表、改变业务规则等,以后优化交通运输营运系统参数.
2.定位功能
针对智能营运调度系统的特点,该系统会自动捕捉GPS 卫星信号并计算出当前所处位置,具体为经纬度、速度、方向、时间信息等.根据需要可以对车辆进行实时监控和动态跟踪,系统可以设定每辆车的固定行驶区域范围进行动态监控.
3.车辆查询
可以对某一单独的车辆进行定位查询,通过车牌号码等,通过无线数据通信实时的查询到车辆的当前位置,然后通过GIS结合电子地图,把车辆定位到窗口中间.同时,为了方便GPS 监控系统的用户的相关业务操作,查询方式可以为车牌号,工单号,车组人员姓名等.
4.实时监控功能
在对车辆进行监控时可以选择所需要的各种目标监控方式,如将多辆抢修车使用多个窗口进行监控,也可在一个监控窗口中对多个不同车辆进行监控,计算机将保证每个车辆的独立运行.同时,调度人员能监视系统中所有的车辆,同时在各客户端的信息保持一致,主要的同步信息包括:所有车辆的定位信息保持一致,车辆的任务信息等保持一致,当前监控车辆列表由GPS 系统自动维护,对车辆进行的配置将会在各个GPS 客户端(值班席)保持一致.
5.实时通信功能
任何时候车载终端都可向调度中心提供报警信息,车当前的状态信息(如行驶、停车、速度等),位置信息(经维度),GPS 天线遮拦信息,以便监控中心掌握监控车辆的各种情况.
三、系统结构分析与设计
1.系统目标
该系统拟采用GPS 技术、地理信息技术(GIS)等现代信息技术,其主要目标是监控运输送车辆的动态位置(精度、纬度、高度)、时间、状态等信息,实时地通过无线通信网链传至调度中心,并通过强大的地理信息处理、查询功能的电子地图上进行行驶线路轨迹的显示,并能对目标的准确位置、速度、运动方向、车辆状态等参数进行监控和查询,以确保车辆的安全,方便调度管理,提高运营效率.
2.系统硬件结构
交通运输智能营运调度系统由主调度中心、分调度中心、车载设备和电子牌四个主要部分组成,具体如图1 所示.本系统先将主调度中心和分调度中心合二为一(简称调度中心),以降低总体投资.
(1) 调度中心
交通运输智能调度中心的硬件系统主要由综合信息处理服务器、大屏幕工作站、调制解调器和电台天线等组成.
①综合信息处理器
该服务器包含了太多的信息(如单据、表格、GIS 地理信息系统、行车路线、时间序列等),利用数值可视化技术输出数值中的巨大信息.例如在定位、安排路线以及紧急情况处理等问题中,决策支持系统能够使用地理信息系统(GIS)来显示复杂的地理数据,其中包括物流网络设计、路线选择、模式选择等.
②通信服务器
通信服务器主要用来接收和发送信息,它与信道机和调制解调器连接,并将信息及时传递给电台与天线.
③大屏幕工作站
主要是读取综合信息处理服务器中车辆的定位数据,根据地图匹配算法,将车辆位置动态地显示在大屏幕上,直观监视所有智能调度车辆的运行状态.
④调制解调器
将调度信息进行编码和调制,然后输入到电台上发射出去.车载机电台接受到指令并解调后,显示于液晶显示器,并同时通过语音提示.
⑤电台及天线
将采集到的数据信息及时传递给运输车辆,保证数据在所设定的范围之内的实时更新.
⑥信道机
由于调度中心既需要同时接收多台车辆回传的定位信息,也需要同时向多台车辆发布调度指令,因此必须通过信道机才能将如此庞大的信息做到实时接收和发送.
(2)车载终端
车载终端由GPS、GPRS、显示屏和车载电话组成.GPS 实时地接收卫星的定位信息(包括经纬度坐标、高程、速度、方向、采集时间等):GPRS 通过中国移动公司的通信网络,将各种定位信息和车辆的控制信号(如越站、报警信号等)发送到调度中心,同时接受中心发送来的控制信息(如文字信息、提醒信息、加速、减速信号等);车载电话完成调度中心与驾驶员的语音通话功能;显示屏用来显示车辆的各种运行参数及信息.
3.软件功能结构
交通运输智能营运调度系统的功能要求包括以下七点:(1)采用GPS 进行坐标点采集,并且自动在电子地图上定位输出的数据实现对运营车辆的监视;(2) 以GIS 地图数据为参照直接定位,系统提供道路查询及其它地址查询功能,便于晚点公共汽车随时掌握路况信息;(3)利用智能调度系统的模式规划功能,辅助调度中心建立合理的应急服务规划;(4) 通过GIS 地图数据库进行准确定位;(5) 利用GPS\GIS 所获得的数据为乘客提供车辆运营信息及可达车辆信息;(6)实现应急调度服务;(7)确定车辆调度方案,并下达调度方案.
通讯接口模块属于决策支持系统范畴,并不管理业务信息,系统运行时仅读取基本信息,不会对智能调度系统的运行产生影响,即便有数据库中如字段名的变化、表名的变化和数据库名的变化,都可采用只读视图的方式在数据库服务器端完成数据接口统一.本系统数据接口包括两个输入接口和一个输出接口.一个输入接口主要实现从现有基础数据库中获得需要的数据(如客流数据、司机数据、车辆数据),一般可采用以下几种方式进行:直接读取现有基础数据库,由智能调度系统的数据接口模块完成.修改现有业务系统,增加数据输出功能,然后由智能调度系统的数据接口模块进行数据整理.另一个输入接口主要实现从地理数据库中读取地理信息(如位置数据、交通信息、基础电子地图),该接口由智能调度系统进行一体化完成.输出接口主要实现从调度计划数据库中输出调度客流信息,该接口采用视图方式建立,由分拣系统采用相应的查询方式获得调度数据,进行调度操作,具体如图2 所示.
数据处理模块工作主要是各种业务数据的准备,特别是数据的规范化接口说明,同时对已经具有软件系统进行管理的数据,需要提供数据的使用方法(包括数据字典说明、采用的数据存储方式、数据存储的软硬件环境以及其它的技术要点等等),本系统特别需要对所有运输车辆来信息进行规范处理,如果已经有系统管理相关数据,必须确保提供一些地理定位信息字段.
发布终端管理输出成果包括各类数据的规范化标准、数据的再加工处理以及数据获取的技术说明书,运输范围内的基础电子地图、交通网络信息、经过电子地图定位的客户数据等.查询模块主要满足调度中心与客户的要求,对系统进行查询.例如,调度中心需要对车辆数据、员工数据和地理数据进行查询.返回的车辆数据为车辆的性能参数和使用状况,采用GPS进行坐标点采集进行坐标点采集,自动在电子地图上定位.以基础地图为参照直接定位,系统提供道路查询及其它地址查询功能.返回的员工数据包括司机等与运输相关的信息.返回的地理为运输区域内的交通网络数据以及各种地理定位数据.同时,采用智能调度系统建立的路线计划,把行车路线指导输出,并采用GPS 导航系统,准确指导司机的行车路线.
统计分析模块主要对日常运输流量的观测数据进行统计分析,并且通过该智能运营调度系统的内置预测技术进行准确预测.
调度模块根据利用GPS\GIS 所获得的数据以及统计分析预测的客流信息,采用中心调度方式进行调度计划建立,确定车辆调度方案,并将调度计划存储在统一的调度数据库中.
四、智能化运营调度系统应用效果
1.提高了调度效率
利用智能运营调度系统管理的数据库和优化算法,降低了对调度人员的依赖性,把调度人员的经验转换为计算机管理的知识库,采用高效的计算机处理方法来代替调度人员手工配单,大大提高了调度工作效率.
2. 提升了运力资源利用率
在人工调度过程中,采用固定路线方式分配车辆,不能根据客流的具体情况对调度进行优化安排,造成各路线间车辆运输不平衡的情况发生.通过采用智能运营调度系统,可以根据客流的动态数据对车辆进行动态调度,减少了车辆的空载率,提升了运力资源利用率.
3. 改善了应急处理的难题
通过智能运营调度系统的动态路线安排方式,把应急运输任务作为一个具有特殊要求的运输任务与一般任务一起进行优化运算,使得运输更加系统性和科学性,在完成任务的同时也降低了运营成本.
4.线路优化方面
采用动态的运输路线安排来取代固定运输方式,针对每天的变化整体优化建立运输路线、运输时刻表,从总体上提高了车辆利用率和降低了行驶成本.
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总结:本文关于调度车辆论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
车辆调度管理系统引用文献:
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[3] 最新超市管理系统设计论文选题参考 超市管理系统设计论文题目选什么比较好