（交通运输工程专业论文）客运车辆行驶记录仪和gps技术应用研究.pdf

西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 页 摘要 本文主要探讨了客运车辆行驶记录仪和g p s 的技术应用模式和使用情 况，怎样才能更好地为营运企业创造经济效益和社会效益的问题。本文的背 景是社会科技的进步带动着交通智能化、信息化的发展，科技产品在客运车 辆中得到了广泛使用，营运车辆的安全性、经济性、准点性、舒适性、快捷 性等因素成为市场竞争的焦点，直接影响到企业的服务水平、运营效率、经 济效益和社会信誉，成为企业发展的重要因素。 文章首先介绍了车辆行驶记录仪和g p s 技术在国内外不同的的发展现状 和相关概念、组成、工作原理、技术性能、优缺点和推广应用中的一些注意 事项，研究了车辆行驶记录仪和g p s 技术应用作为交通信息化建设的一个重 要部分，其运作成本低、可操作性强、实际作用大，是当前国内外交通运输 企业解决交通安全以及节能减排、科学调度等问题而大力推广的一种方式。 其次研究分析探讨了其技术应用的系统模式、作用机理、操作过程、运 行方式、使用管理流程和系统优化的目标和优化方法，并提出了“结合企业 营运发展实际，试用选定机型并逐步完善成熟软硬件”的技术应用思路。文 中以广州市第二公共汽车公司在行驶记录仪和g p s 技术应用实际情况为例， 分析介绍了客运车辆行驶记录仪和g p s 技术应用的实践成效。 最后，文章就我国客运车辆行驶记录仪和g p s 的技术应用状况进行分析， 认为只有结合各营运企业生产实际科学应用，逐步完善政策机制、产品性能， 全面推广，不断完善和创新，才能使行驶记录仪和g p s 技术更好地应用、促 进交通运输业的发展。 关键词：交通信息化；行驶记录仪和g p s ；技术应用 a b s t r a c t t h i sa r t i c l eh a sm a i n l yd i s c u s s e dt h ep a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o nv e h i c l e s t r a v e lr e c o r d i n gi n s t r u m e n ta n dt h eg p st e c h n i c a la p p l i c a t i o np a t t e r na n dt h e s e r v i c ec o n d i t i o n ，h o wc a nc r e a t et h ee c o n o m i ce f f i c i e n c y a n dt h es o c i a l e f f i c i e n c yq u e s t i o nw e l lf o rt r a n s p o r tb u s i n e s se n t e r p r i s e t h i sa r t i c l eb a c k g r o u n d w a st h es o c i a ls c i e n c ea n dt e c h n o l o g yp r o g r e s s l e a d st h e t r a n s p o r t a t i o n i n t e l l e c t u a l i z a t i o n 。t h ei n f o r m a t i o n i 。z a t i o nd e v e l o p m e n t ，t h et e c h n i c a lp r o d u c ti s o b t a i n i n gt h ew i d e s p r e a du s ei nt h ep a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o nv e h i c l e s ，t r a n s p o r t b u s i n e s sv e h i c l e ss e c u r i t y ，t h ee f f i c i e n c y ，c o m f o r t a b l e n e s s ，q u i c ka n ds oo nt h e f a c t o r sh a sb e c o m et h em a r k e tc o m p e t i t i o no nt i m et h ef o c a lp o i n t ，a f f e c t e d d i r e c t l ye n t e r p r i s e s s e r v i c el e v e l ，t h e o p e r a t i o ne m c i e n c y ，t h e e c o n o m i c e f f i c i e n c y a n dt h es o c i a lp r e s t i g e ，b e c o m e si m p o r t a n ta t t r i b u t e w h i c ht h e e n t e r p r i s ed e v e l o p e d t h ea r t i c l ef i r s ti n t r o d u c e dt h ev e h i e l e st r a v e lr e c o r d i n gi n s t r u m e n ta n dt h e g p st e c h n o l o g yi nt h ed o m e s t i ca n df o r e i g nd i f f e r e n td e v e l o p m e n tp r e s e n t s i t u a t i o na n dt h ec o r r e l a t i o nc o n c e p t ，t h ec o m p o s i t i o n ，t h ep r i n c i p l eo fw o r k ，t h e t e c h n i c a lp e r f o r m a n c e ，t h eg o o da n db a dp o i n t sa n dt h ep r o m o t e da p p l i c a t i o n s o m em a t t e r sn e e d i n ga t t e n t i o n , h a ss t u d i e dt h e v e h i c l e st r a v e l r e c o r d i n g i n s t r u m e n ta n dt h eg p st e c h n o l o g ya p p l i c a t i o n t o o kt h et r a n s p o r t a t i o n i n f c i r m a t i o n i z a t i o nc o n s t r u c t i o na ni m p o r t a n tp a r t ，i t so p e r a t i o nc o s tl o w , t h e f e a s i b i l i t ys t r o n g ，a c t u a la f f e c t si nab i gw a y ，i st h ec u r r e n td o m e s t i ca n df o r e i g n t r a n s p o r t a t i o ne n t e r p r i s e s o l v e st h et r a f f i cs a f e t y a sw e l la st h e e n e r g y c o n s e r v a t i o nr e d u c e so n ew a y sq u e s t i o na n ds oo np l a t o o n ，s c i e n c ed i s p a t c h w h i c hb u tp r o m o t e sv i g o r o u s l y n e x tr e s e a r c ha n a l y s i sh a sd i s c u s s e di t st e c h n i c a la p p l i c a t i o ns y s t e mp a t t e r n ， 付l ea c t i o nm e c h a n i s m ，t h eo p e r a t i n gp r o c e s s ，t h em o v e m e n tw a y ，t h e u s e m a n a g e m e n tf l o wa n dt h es y s t e mo p t i m i z a t i o ng o a la n dt h eo p t i m i z e dm e t h o d ， a n dp r o p o s e d “t h eu n i o ne n t e r p r i s et r a n s p o r tb u s i n e s sd e v e l o p m e n tr e a l i t y ，t h e t e s td e s i g n a t e dt h et y p ea n dc o n s u m m a t e st h em a t u r es o f t w a r ea n dh a r d w a r e g r a d u a l l y ”t e c h n i c a la p p l i c a t i o nm e n t a l i t y i nt h ea r t i c l e t a k et h eg u a n g z h o u s e c o n db u sc o m p a n yi nt h et r a v e lr e c o r d i n gi n s t r u m e n ta n dt h eg p st e c h n o l o g y a p p l i c a t i o na c t u a ls i t u a t i o na st h ee x a m p l e t h ea n a l y s i si n 仃o d u c e dt h ep a s s e n g e r 仃；m s p o n a t i o nv e h i c l e st r a v e l r e c o r d i n gi n s t r u m e n ta n dt h eg p st e c h n o l o g y a p p l i c a t i o np r a c t i c er e s u l t f i n a l l y ，t h e a r t i c l ec a r r i e so nt h e a n a l y s i s o n o u rc o u n t r y p a s s e n g e r t r a n s p o r t a t i o nv e h i c l e st r a v e lr e c o r d i n gi n s t r u m e n ta n dt h e g p st e c l l i l i c a l a p p l i c a t i o nc o n d i t i o n ，t h i n k s o n l y t h e nu n i f i e s v a r i o u s t r a n s p o r tb u s i n e s s e n t e r p r i s et op r o d u c et h ea c t u a ls c i e n c ea p p l i c a t i o n ，c o n s u m m a t e st h e p o l i o v m e c h a n i s m ，t h ep r o d u c tp e r f o r m a n c eg r a d u a l l y ，t h ec o m p r e h e n s i v ep r o m o t i o n c o n s u m m a t e sa n dt h ei n n o v a t i o nu n c e a s i n g l y ，c a nc a u s e t h e t r a v e lr e c o r d i n g i n s t r u m e n ta n dt h eg p s t e c h n o l o g ya p p l i e s ，t h ep r o m o t i o nt r a n s p o n a t i o n s h i p p i n gi n d u s t r yd e v e l o p m e n tw e l l k e yw o r d s ：t r a n s p o r t a t i o ni n f o r m a t i o n i z a t i o n ；t r a v e lr e c o r d i n gi n s t r u m e n ta n d g p s ；t e c h n i c a la p p l i c a t i o n 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位 论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密一使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名：象( 匕 醐：砌r 1 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作 所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本学士论文的主要创新点如下： 研究分析了营运企业应用行驶记录仪和g p s 技术在安全事故防范、智能 调度和监控、节能增效等方面取得良好成效的宝贵经验，提出了系统优化的 目标和方法。 学位论文作者签名：- - 甜 a 壶 日期：知矿7 s 7 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 页 1 1 问题的提出 第1 章绪论 伴随着社会经济的飞速发展，城市人口日益膨胀，机动车辆急剧增加， 道路和城市交通运输的压力越来越大。无论是发达国家还是发展中国家，这 一瓶颈都已经严重地影响了社会的综合发展。美日欧等发达国家很早便投巨 资进行交通信息技术的研究与开发。我国政府对此也给予了高度重视，已将 i t s ( 智能交通系统) 建设列入国家国民经济和社会发展”十五”计划纲要，并 作为未来交通建设与发展的优先领域予以重点支持。这对实现由单一依赖基 础设施扩张的粗放型交通增长向依靠科技进步，以提高效率和效益为核心的 集约式交通发展的转变，实现对交通资源的充分利用和交通环境，特别是城 市交通环境的不断改善，实施社会经济的可持续发展战略，保障交通运输的 健康发展将起到巨大的促进作用。 据美国工业与制造学会统计，完善的信息化可为企业降低1 2 的成本、 减少1 0 的管理人员、提高1 0 1 5 生产能力、增加4 - - 2 0 的利润。而客 运企业内部的数据处理和信息处理占整个企业决策的7 0 ，通过计算机技术 集中处理，可使管理人员从面向数据和报表转向面向实物和市场。 为了在剧烈的市场竞争中占领一定的份额，抢得行业优势，交通运输企 业就需要解决许多的交通和管理问题，采取种种措施来监控和保护车辆日常 运作。在车辆实际的生产运作中，有时会出现驾驶员超速超载、未按规定的 路线行驶、违章随意停靠、用公车私用和车辆被盗、中途故障救济、企业无 法快速有效调度监管车辆等问题，而过去运输企业对车辆采取的种种措施只 能起到事后补救的作用，因此交通客运企业产生了对车辆进行及时预警、远 程有效调度、实时监控和管理的需求。对于客运企业来说，主要想实现对车 辆进行定位、跟踪、违章实时报警、调度、管理、安全信息服务和对车辆及 司机进行安全保障等需要。 如何运用行驶记录仪和g p s 技术，作为一种科技应用和现代化管理手段， 降低事故和运营成本、合理调度提高车辆的使用效率、增长企业的经济和社 会双重效益，已成为一个重要课题摆到了运输企业的面前。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 页 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 1 9 9 9 年，我国的万车死亡率为1 5 4 ，而同期，美国的万车死亡率是2 ， 法国是2 5 ，日本是1 3 ，韩国是8 2 。1 9 9 7 年，日本全国拥有汽车高达7 1 2 2 万余辆，但当年事故死亡人数不足1 万人；而我国同年拥有汽车仅1 2 1 9 万余 辆，当年事故死亡人数比日本高出7 3 倍。2 0 0 0 年事故死亡人数为日本9 1 倍。原因何在? 除了在车辆技术性能、道路条件、交通安全管理体制和驾驶 员综合素质等方面确有一定差距外，重要的原因之一就在于两国运输企业在 安全管理中所使用的手段和采用的管理模式等方面存在差异。 从国外道路交通安全预防的成功经验来看，汽车行驶记录仪和g p s 的应 用，对预防道路交通事故起到了很大作用。欧盟是世界上最早强制推行使用 汽车行驶记录仪的地区，也是目前使用汽车行驶记录仪数量最多和成效最显 著的地区之一。截至2 0 0 5 年，欧盟已有5 0 0 多万辆汽车安装使用行驶记录仪。 自2 0 世纪7 0 年代强制推行使用汽车行驶记录仪以来，欧盟各国道路交通事 故发生率和死亡人数大幅度降低。 根据德国交通运输部公布的商用汽车安装行驶记录仪后道路交通事故 统计数据，从1 9 7 0 年欧盟开始全面强制使用汽车行驶记录仪至今，德国商用 营运车辆道路交通人身死亡事故发生率一直呈改善趋势。如1 9 7 0 年，货车为 平均行驶约每4 0 万公里发生一起人身死亡事故，到2 0 0 4 年后，下降为每1 8 0 万公里发生一起事故，事故发生率降低了4 5 倍。国外专家在欧盟范围内选 取了一定的具有代表性的运营公司和运输车辆，对其几年内的营运情况做了 专门的跟踪调查研究。研究结果表明，通过在运输车辆上安装行驶记录仪等 设备，对驾驶员发挥监督和警示作用，道路交通的事故发生量明显比未安装 该设备的要低，降低事故发生率2 0 左右川。 1 2 2 国内研究现状 2 0 0 1 年1 0 月，公安部、交通部和国家安全监管局联合下发的关于加 强公路客运交通安全管理的通告( 公通字 2 0 0 1 8 3 号) 中提出：“从事长 途客运班线的客车按规定安装使用符合国家有关标准的行车记录仪 。2 0 0 3 年1 月，公安部和国家安全监管局联合制定并经国务院同意下发的 2 0 0 3 年 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第3 页 预防道路交通事故工作方案中又明确提出：要按照汽车行驶记录仪国 家标准，逐步稳妥地开展安装汽车行驶记录仪工作。同年4 月1 5 日汽车行 驶记录仪国家标准g b t 1 9 0 5 6 - - 2 0 0 3 颁布实施。2 0 0 4 年4 月3 0 日，公安 部、国家发展改革委、交通部、农业部、国家安全监管局联合印发了预防 道路交通事故“五整顿”“三加强”实施意见，其中明确提出“发展改革 委、公安部、交通部、安全监管局研究推广使用符合国家标准的汽车行驶记 录仪，选择部分车型，在部分省市开展汽车行驶记录仪安装使用试点工作”。 2 0 0 4 年5 月1 日，国务院颁布了中华人民共和国道路交通安全法实施 条例，在第十四条明确规定：“用于公路营运的载客汽车、重型载货汽车、 半挂牵引车应当安装、使用符合国家标准的行驶记录仪。交通警察可以对机 动车行驶速度、连续驾驶时间以及其他行驶状态信息进行检查。安装行驶记 录仪可以分步实施，实施步骤由国务院机动车产品主管部门会同有关部门规 定。”实施条例从三个层面对汽车行驶记录仪的应用进行了法律意义上 的界定：一是确立了在营运载客汽车、载货汽车等车辆上安装使用汽车行驶 记录仪产品的法规要求；二是规定了使用的汽车行驶记录仪产品必须符合相 应国家标准，即汽车行驶记录仪( b b t 1 9 0 5 6 2 0 0 3 ) ；三是明确了交通 警察利用汽车行驶记录仪信息进行监督执法的权利。 2 0 0 4 年7 月1 2 日国家质检总局和国家标准化管理委员会批准发布了强 制性国家标准机动车运行安全技术条件( g b 7 2 5 8 - - 2 0 0 4 ) ，其中第8 5 5 条规定：长途客车和旅游客车、半挂牵引车、总质量不小于1 2 0 0 0 k g 的货车 应安装具备记录、存储、显示、打印车辆行驶速度、时间、里程等车辆行驶 状态信息的行驶记录装置。由此可见，国务院各有关部门高度重视汽车行驶 记录仪和g p s 应用推广工作，从法规、标准等方面做了大量基础工作。 近年来，各地、各有关部门认真贯彻落实中华人民共和国道路交通安 全法实施条例等法规、标准和文件要求，高度重视并不断加强汽车行驶记 录仪和g p s 应用工作，取得了一定进展。一些地方和单位结合本地实际，转 变观念，开拓创新，成立了组织领导机构，明确工作职责，完善工作制度， 制订实施方案，积极探索，有力地推动了汽车行驶记录仪和g p s 应用工作， 在推广应用汽车行驶记录仪和g p s 工作中创造性地开展工作，积累了一些有 益的经验。 在对安装汽车行驶记录仪或g p s 的车辆进行监控和管理方面，大部分地 区建立了多级监控管理平台，并正在逐步发挥作用。北京、上海、浙江、广 西等地长途客运车辆动态监控覆盖率已达到6 5 以上；北京、河北、上海、 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第4 页 浙江等地的危险品运输车辆的动态监控覆盖率已达到8 5 以上。对于监控管 理平台的运行，各地积极利用卫星等高科技设备进行g p s 定位和数据的接收 与传递，建立运输车辆、从业人员、企业信息管理数据库，对安装汽车行驶 记录仪或g p s 的车辆实施了有效的监控和管理。 加强道路运输生产安全管理，认真落实”安全第一、预防为主”的方针， 利用科技手段从源头上和动态中实现对营运车辆的有效监控管理，在全国范 围内推广使用营运客车安全管理系统和g p s 车辆监控系统或汽车行驶记录 仪，这对加大营运车辆运行的监控力度，及时了解客运车辆行驶动态，减少 和预防行车事故，提高紧急救援和应急调度指挥能力，保障道路旅客运输安 全，提高道路运输安全生产管理科技水平具有积极意义。 1 3 主要研究内容、目标和方法 1 3 1 本文的研究内容 本文针对客运车辆行驶记录仪和g p s 技术应用现状和使用情况，探讨了 怎样才能更好地为营运企业创造经济效益和社会效益的问题。重点提出了交 通运输企业只有结合自身生产实际科学应用，不断完善和创新，才能使行驶 记录仪和g p s 技术在安全服务、运营调度、车辆技术等方面发挥更好的作用， 使企业更具市场竞争力，才能更好地促进交通运输业的发展。 文中首先简述了国内外行驶记录和g p s 技术应用的现状；接着介绍了行 驶记录仪和g p s 技术相关的概念、特性、功能、优缺点以及使用过程中的注 意事项，并进行了系统结构、操作过程、作用机理、应用方式以及系统优化 目标和方法等的研究分析和方案设计；其次以广州二汽公司的营运生产实际 应用为例研究了客运车辆行驶记录仪和g p s 技术在安全事故防范和分析、智 能调度和监控、节能增效等方面的良好成效和宝贵经验；最后针对我国行驶 记录仪和g p s 的技术应用机制状况提出了一些解决措施，并提出了行驶记录 仪和g p s 技术应用的预期目标和进一步的发展方向。 1 3 2 本文的研究目标 本文的研究目的是就客运企业应用车辆行驶记录仪和g p s 技术做一些理 论和实践上的探讨，为该技术的推广应用、更好地为企业创造经济和社会双 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第5 页 重效益、促进企业的可持续发展和交通信息化建化建设尽一份一1 1 , 。 1 3 3 本文的研究方法 本文主要通过研分析行驶记录仪和g p s 的技术应用现状和对交通营运企 业生产实际的具体事例进行总结分析，探索更好的适合交通运输企业生产实 际的行驶记录仪和g p s 技术应用的系统模式和管理方法。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第6 页 第2 章行驶记录仪和g p s 技术应用的特点 2 1 相关知识 2 1 1 有关概念 1 汽车行驶记录仪( 又称汽车行车记录仪、机动车信息记录仪、车辆智 能管理仪、黑匣子、绿匣子等，英文名称为v e h i c l e t r a v e l l i n g d a t a r e c o r d e r ) ( 汽车行驶记录仪国家标准g b t1 9 0 5 6 2 0 0 3 ) 能对车辆行驶速 度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并可通过 接口实现数据输出的数字式电子记录装置。它是一种能够安装在车辆上全过 程同步记录、监控车辆运行状态、预防道路交通事故发生的高新技术产品。 通过记录和存储车辆的运行数据和驾驶员的各项操作数据，督促驾驶员按交 通法规和公司的规章行车，并在超速行驶的时候，提醒驾驶员降低车速行驶， 保障行车安全，降低事故的发生率。 2 全球卫星定位系统( g l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m 简称g p s ) ：从宏 观上来讲，g p s 主要是监测车辆每时每刻在地球上的位置，通过一定时间内 的位置变化，还可以换算出车辆的速度。是随着现代科学技术的发展建立起 来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、实时的多功能系统。 它利用位于距地球2 万多公里高的，由2 4 颗人造卫星组成的卫星网，向地球 不断发射定位信号。地球上的任何一个g p s 接收终端，在接收到三颗以上的 卫星发出的信号之后，便可以解算出被测载体的运动状态，如经度、纬度、 高度、时间、速度、航向等。 3 g p r s 实时监控系统是指综合运用g p s 卫星定位技术和g i s 地理信息 技术、能实时反映车辆行驶位置和速度的一种高科技信息系统。g i s 是近些 年来迅速发展起来的一项技术。它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、 统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物广泛地运用在各个领域。 在本系统中，主要用于在计算机系统中对地图的显示和管理3 。 4 g s m g p r s 全球数字移动通讯系统是国家投资建设的公众网络，是目 前国内覆盖范围最广、系统可靠性最高、话音清晰度最高的移动蜂窝通讯系 统，它具有强大的保密功能，用户身份鉴别可保护网络避免无权用户使用。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第7 页 在本系统中，采用了短消息功能实现数据控制中心与被监控移动目标之间的 数据传输链路。 5 智能交通系统( i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s ) 简称i t s ，它 实际上包括了智能交通和智能运输两方面的内容，i t s 是将先进的信息技术 ( 包括数据通信、计算机等) 、传感器技术、自动控制理论、运筹学、人工智 能等有效地综合运用于交通的运输、服务控制和车辆制造等方面，加强车辆、 道路、使用者三者之间的联系，从而形成的一种实时、准确、高效的综合运 输系统，最终使交通运输服务和管理智能化，使路网上的交通流运行处于最 佳状态，改善交通拥挤和阻塞，最大限度地提高路网的通行能力，提高整个 公路运输的机动性、安全性和生产效率1 2 i 。 由于目前交通市场上车辆安装使用的行驶记录仪和g p s 技术主要有五种 应用方式：单一的行驶记录仪、单一的g p s 车载终端、带g p s 的行驶记录仪、 g p s 行驶记录仪一体机和g p s g p r s 系统。现以四川大科星q x j - 8 b g p s 型带g p s 的行驶记录仪和卫星定位行驶记录仪一体机( 3 s 4 0 1 ) 为例，说明该设备的工 作原理和使用特点，并简单介绍了智能监控调度平台的技术特点和系统功能 等知识。 2 1 2 带g p s 的行驶记录仪 1 该行驶记录仪的工作原理为：首先记录仪微处理器将传感器输入的 脉冲信号经处理后转换为速度、里程等数据经显示屏显示或输出到相应设备； 其次通过r s 2 3 2 接口，记录仪可将记录的数据按要求输出到数据分析软件或 打印机打印；最后用u 盘采集数据后，通过电脑u s b 接口可将车辆行驶数据 读入数据分析软件，经自动处理后能生成行车曲线表、数据列表、统计报表、 事故疑点数据曲线表以及轨迹回放等。 2 该行驶记录仪具有下列技术性能： ( 1 ) 行驶记录仪主机的限速报警、自检和记录功能，主要有： a 、实时时间、日期及驾驶时间的采集、记录、存储功能； b 、车辆行驶速度、里程的测量、记录、存储功能； e 、车辆行驶位置的测量、记录、存储功能； d 、驾驶员身份记录、识别功能； e 、超速设定自动报警提示功能； f 、数据显示和按键操作功能； 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第8 页 g 、数据打印输出功能； h 、事故疑点数据记录、分析功能； i 、数据通信功能； j 、二级维护自动提醒功能。 ( 2 ) 车辆行驶数据的记录和轨迹回放功能 a 事故疑点数据 记录仪以0 2 秒的时间间隔持续记录并存储停车前2 0 秒实时时间对应 的车辆行驶速度值及车辆制动状态信号及其他状态信号。记录次数为1 0 次。 速度记录单位为k m h ，测量范围为o k m h - - 一2 2 0 k m h ，测量分辨率为l k m h 。 b 行驶状态数据 无论车辆是在运动状态还是停驶状态，记录仪都能提供实时时间对应的 车辆行驶速度信息。当车速传感器输出脉冲信号超过l 脉冲秒并且持续5 秒以上时，则记录仪认为车辆是在行驶状态，否则为停止状态。记录仪能记 录并存储车辆在最近3 6 0 小时内的行驶状态数据，该行驶状态数据为车辆在 行驶过程中与实时时间对应的每分钟间隔内的平均行驶速度值。 c 由于该记录仪配备有g p s 装置，记录了车辆行驶时的位置资料，故 可通过电脑进行行驶轨迹回放的功能或可扩展实现实时监控功能。 ( 3 ) 记录仪主机停车时按键查询操作功能 无按键操作时，记录仪显示实时时间和行驶速度。停车状态下，通过按 键操作，可查询以下内容：驾驶员代码、疲劳驾驶记录、停车前1 5 分钟每分 钟平均速度、车辆特征系数、实时时间、累计行驶里程、数据打印、当天最 高时速等。 汽车行驶记录仪由于能客观、准确的向车辆管理部门提供汽车运行数 据，使管理部门对驾驶员的奖励、处罚有了真凭实据。又由于其具有超速设 定自动报警提示功能，能有效提示驾驶员不能超过设定的某一安全车速，可 从根本上解决“管理难”的问题，并能促成驾驶员养成良好的驾驶习惯。 2 1 3 卫星定位行驶记录仪一体机 卫星定位行驶记录仪一体机( g p sv e h i c l et r a v e l i n gd a t er e c o r d e r ， 简称g j d ) ，是针对客运管理部门对公路长途客运营运车辆的管理要求设计。 对营运客运车辆的超速、疲劳驾驶和超载等严重影响交通安全的违法违章行 为进行监控和提醒，从根本上降低营运客运车辆交通事故发生的机率，保障 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第9 页 车辆和乘客的安全。g p s 行驶记录仪一体机完全满足g b t 1 9 0 5 6 2 0 0 3 对机 动车行驶记录仪的功能和性能要求，在此基础上扩充了g p s 实时监控、远程 参数设置和数据提取分析的功能，而且可以对车辆进行图像监视，弥补了市 场上单一行驶记录仪和单一g p s 车载终端设备的缺陷。其相关基本功能、技 术指标、使用参数和多样化的系统配置型号分别见表2 - 1 、表2 - 2 、表2 - 3 和表2 4 ： 表2 - 1g p s 行驶记录仪一体机基本功能 功能说明 标准汽车行驶记录仪的所有功能 雅确的速度与里程统计 标准动能超速提醒 渡劳驾驶提醒与记录分析 ；事故疑点记录与分析 ! 设蹦皂| 嚣凳霎筹葚萎霎妻薹嚣茎数进行设置也可婀过无线传i i 超限报告晕萎奏耄霎萋墨詈巍? 言淼善善限制、路线限制| _ 蓟孺酉丽通丽舔丽两丽丽i i 磊豆面面珏西而一 曲采集功能篙轰耋三訾霎委霁嚣体机工作数据和状荔 酥藏瓦1 耐百i 两丽磊丽甜厂 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第10 页 表2 - 2g p s 行驶记录仪一体机车载终端的技术指标 工作电压 多3 6 v d c； 相对湿度 报、抽检监控、提取数 安全监控、远程参数 。使用车载硬件设据等 设定、远程信息查询 等查询行车相关信 备) 息、 3 2 系统模式的作用机理和运行方式 1 g p s 行驶记录仪是将卫星定位技术、移动通信技术和汽车行驶技术结 合在一起的高科技信息系统，从而实现对车辆的定位、跟踪、违章实时报警、 安全信息服务、调度、报警等功能。能够反映即时和事后两不同的车辆状况， 它们既有不同又能互补，也有共同点。通过我们对系统原理的理解，在诸如 合理调度、减少空驶、限定经济时速、纠正驾驶员不良操作习惯，适时对车 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 1 页 辆进行维护和修理，确保车辆技术状况良好和安全经济运行，有着广泛的应 用前景，尤其适用于公路运输车辆的安全预警、调度指挥和行车监控。 其工作流程为：行驶记录仪将车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆 行驶的其他状态信息进行记录、存储；由g p s 模块监测车辆每时每刻在地球 上的位置，通过一定时间内的位置变化，可以解算出被测载体的运动状态， 如经度、纬度、高度、时间、速度、航向等信息存储在数字式电子记录装置 中，通过移动通信网络实时发送相关信息。如有需要可通过记录仪接口将相 关数据输出采集输入电脑相关分析管理软件进行分析。同时在车辆超速行驶 的时候，记录仪会自动预警，提醒驾驶员降低车速行驶，保障行车安全。 2 g p s g p r s 系统主要由通信服务器、数据库服务器、中心数据库、数 据管理中心( w e b 方式) 、本地监控中心、远程监控中心和多个移动车载终端 构成。通信服务器和车载终端之间通过g p r s 和s m s 两种数据传输通道进行通 信，主要在城市公交车辆智能调度方面广泛使用。系统结构如图3 - 3 。 图3 - 3g p s g p r s 系统结构图 其工作流程为：车载单元即g p r s 接收机在接收到g p s 卫星定位数据后， 自动计算出自身所处的地理位置的坐标，由g p r s 无线网络登录互联网，将数 据送至通信服务器，经过逻辑确认和相应分析后写入数据库服务器的中心数 据库。数据管理中心将收到的坐标数据及其他数据还原后，与g i s 系统的电 子地图相匹配，并在电子地图上直观地显示车辆实时坐标的准确位置。各级 监控中心可用自己的权限上网进行自有车辆信息的收发、查询等工作，在电 子地图上清楚而直观地掌握车辆的动态信息( 位置、状态、行驶速度等) ，同 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 2 页 时还可以在车辆遇险或出现意外事故时进行种种必要的遥控操作n 9 。2 引。 3 3 系统优化的目标和优化方法 1 系统优化的目标：就是使行驶记录仪和g p s 产品在符合国家相关的 法律法规和产品行业标准规范的前提下，尽可能满足营运企业自身生产需要， 技术性能稳定、操作简单方便、检修维护方便、价格适中、使用寿命较长， 达到防范安全事故、科学合理调度、规范驾驶员行车操作，有效提高企业的 经济和社会效益。 2 系统优化的方法就是“结合企业营运发展实际，通过试用比较选定 机型并逐步完善成熟软硬件，能方便快捷科学操作，使该产品达到功能效益 的最大化 。根据此技术应用优化方法思路，各个企业结合自身实际制定的最 佳方案可能有所不同，但可对系统方案应用的各个环节进行改进，提高其功 效。例如：不断提高硬件技术性能和软件的便捷性；方便核对、调校记录仪 或g p s 车载终端的车速准确度；适当拓展后台分析管理软件的附加功能；努 力改进软件程序，使采集数据、输入数据到分析曲线图形、汇总报表、打印 操作等总过程时间最短；改进产品质量，及时更新换代，降低故障发生率， 使消耗投入费用最小，以便经济实用而又达到最理想的效果。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 3 页 第4 章广州二汽公司技术应用研究 根据行驶记录仪和g p s 技术应用系统模式的各项特点，作为道路运输和 市内公交兼有的广州二汽公司结合自身运营生产实际特点，摸索出一套适合 企业生产实际的较为完整的方案，经过五年多的应用尝试和不断总结提高， 取得了明显的成效。 4 1 广州市交通智能信息化建设发展现状 近年来，社会经济快速发展，广东交通发展突飞猛进，在交通部、广东 省委和省政府的正确领导下，按照交通部做好“三个服务和广东省委、省 政府“建设大交通、促进大发展”的要求，广东道路运输行业坚持改革创新， 锐意进取，充分利用广东的资源优势和区位优势，道路运输生产一直保持快 速健康持续增长，道路运输事业蓬勃发展，取得了显著成绩，为广东社会经 济快速协调可持续发展发挥了重要作用。截至今年上半年，广东省公路通车 里程达1 7 5 6 万公里，其中高速公路3 3 4 0 公里，二级以上高等级公路2 9 8 0 0 公里，公路密度达1 0 0 公里百平方公里。公路基础设施的不断完善为运输业 发展提供了有利条件，极大地促进了道路运输业快速发展，涌现出位居全国 前列的“八大亮点”。据统计，目前广东省客货营运汽车已超过1 0 0 万辆， 约占全国的1 1 5 ；营运高级客车达2 万辆，占全国的1 3 6 ，位居全国第 一；道路运输从业人员2 0 0 万人，占全国道路运输业从业人数的1 2 。道路 运输业作为第三产业的组成部分，其国民生产总值约占全省g d p 比重的2 5 。 广州、深圳和中山三个城市，分别以广州市智能交通系统共用信息平台、 深圳市现代物流信息系统和中山市城市交管系统和公交指挥系统被国家科技 部列为首批“全国智能交通系统应用示范工程”的试点城市，以点带面，大 力推进道路运输信息化建设。全省道路运政管理信息系统采用集中式数据库 和采用数字电子签章等技术，实现了省、市、县和部分镇四级道路运管机构 联网，被省政府列入2 0 0 5 年全省电子政务示范工程之一。全省交通、公安、 保监部门将有关车辆、驾驶员等信息实现共享，受到了交通部、亚洲开发银 行专家的一致好评。与此同时，全省财政、交通、银行部门实施非税系统与 运政信息系统联网，实现了运管费征收网络化，方便了经营者，加强了监管， 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 4 页 提高了效率。 “十五期间，广州坚定实施以信息化改造传统交通的发展战略，交通 信息化建设从设计规划和研发逐步转入了全面实施和市场化推广应用的新阶 段。道路运输业向现代服务业转型势在必行。是创新发展技术，用信息化改 造传统产业。中心城市交通主管部门要牢固树立科技创新意识，充分利用现 代信息技术，建立路网信息适时发布系统和客货运输信息服务网络，推广使 用全球定位系统( g p s ) 、地球信息系统( g i s ) 、电子数据交换( e d i ) 等， 鼓励开发智能交通系统( i t s ) 、i c 卡智能管理系统、计算机联网售票系统、 信息技术等，推进了高速公路联网收费进程，其中智能交通系统( i t s ) 共用 信息平台、公交智能监控调度系统、羊城通系统、广州电子口岸、公交电子 站牌以及9 6 9 0 0 交通信息电话服务等一批建设项目稳步推进并取得新的进 展。客车、城市出租车、危险品运输车辆等运输企业普遍使用g p s 加强车辆 动态管理。客运站普遍采用计算机管理、i c 管理、联网售票等先进技术，大 大提高了管理水平和效率，逐步实现交通管理的信息化、智能化，以适应时 代发展和进步的要求心卜2 副。 4 2 广州二汽公司行驶记录仪和g p 8 的技术应用 4 2 1 广州二汽公司交通信息化建设现状 广州市第二公共汽车公司直属广州市交通委员会，是以旅客运输为主 业，向相关领域拓展的多元化、多层次发展的综合性大型国有交通运输企业， 具有国家道路运输一级企业经营资质。截至2 0 0 6 年底，公司拥有各类营运车 辆2 5 0 0 多台，经营线路近3 0 0 条，全资企业在册员工8 0 0 0 多人。公司致力 于集团化发展方向，坚持公司化经营、专业化管理和事业部制运作模式，下 辖1 0 个内部单位，2 5 个投资企业，以城市公交、道路客运、客运站场和车 辆维修为主要业务类型，经营范围涵盖城市及近郊公共汽车客运、长途汽车 客运、站场经营、汽车维护修理、交通软件开发、驾驶员培训等多个领域。 信息化建设是提高企业管理水平的有效手段。广州二汽公司全部营运车 辆从2 0 0 2 年6 月份始开始试装行车记录仪和g p s 车载终端，曾使用过厂家型 号有深圳润飞公司的新纵横n c 7 0 0 0 行车记录仪( 见图4 - 1 ) 、四川大科星 q x j - 8 b g p s 型行车记录仪( 见图4 2 ) 、台湾宝录行车记录仪以及新蓝德g p s 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 5 页 车载终端( 见图4 - 3 ) 、广州市交投g p s 车载终端等，并建立起与各单位生产 作业流程相适应的信息采集、分析和处理系统( 如e r p 系统) 、广州公交智能 监控调度系统、行驶记录仪分析