（水利水电工程专业论文）基于gpsgis技术的车辆监控系统设计与系统数据库开发.pdf

华中科技大学硕士学位论文 = = = _ i ii i ii i = = a 自- _ = = = 摘要 先进的生产力、持续稳定的经济发展和道路交通的全面建设使得汽车已经越来越 大众化，汽车的保有量与使用者也出现快速增长的势头，这些变化对车辆及其它交通 工具的监控指挥调度提出了新的挑战，据调查反映对车辆( 尤其是城市中车辆) 监控 手段的更新速度现在已经远远落后于车辆的增长速度，由于缺少高效、快速、实时的 车辆监控系统，导致交通( 尤其是城市交通) 调度系统负担沉重，交通调度系统已不 堪重负；因此建设一个全面、高效、实时的车辆监控对我国交通道路管理和建设 有着巨大的促进作用。伴随着电子和信息技术以及g p s g i s 技术的飞速发展各种新技 术和新装备在我国交通管理和车辆监控运用中已得到了初步的应用，其中基于 g p s g i s 技术的车辆监控系统凭借其自身的优势更是发挥着重要作用并展现出巨大 的发展前景。 本文从软件工程的角度出发，首先对现阶段应用的车辆监控系统进行综合介绍与 横向比较，依据现有成功经验对车辆监控系统建设的目的、要求进行了分析并提出我 匡l 车辆导航监控系统发展面临的问题，论证了系统建设的必要性和可行性；其次根据 系统需求讨论了系统的设计要求和规范，从整体功能结构上将系统进行划分，提出了 车辆监控系统应具备车辆信息管理、地图信息管理、用户信息管理和经营用户信息管 理等多项主要功能；然后从系统的逻辑结构、内部组成、实施步骤等方面分析了系统 的基本设计框架，提出了系统概要设计要点；最后，论文结合车辆监控系统软件开发 项目，对系统数据库的体系结构，功能模块等具体开发方案及实现手段进行了详细阐 述，着重讨论了数据库系统的界面要求、程序流程、具体的编程实现等细节。 关键词：监控系统全球定位系统需求分析地图信息 数据库设计 华中科技大学硕士学位论文 w i t he c o n o m yd e v e l o p m e n t sa n dr o a dt r a f f i co fa d v a n c e dp r o d u c t i v ef o r c e sa n d g o e s 0 1 1i sb u i l tm a k i n gt h a tt h ea u t o m o b i l ei sm o r ea n dm o r ep o p u l a rc o m p l e t e l y , a n dt h et e n u r e a m o u n to fa u t o m o b i l eh a sa l s oa p p e a r e di m p e t u st h a ti n c r e a s e sq u i c k l yw i t hu s e r , a n dn e w c h a l l e n g ec o m m a n d sd i s p a t c h i n gp u t t i n gf o r w a r dt h e s es u p e r v i s i o n s 幻v e h i c l ea n do t h e r m e a n so ft r a n s p o r t a t i o no fc h a n g e ，t h es p e e do fg r o w t ht h a ta c c o r d i n gt oi n v e s t i g a t e sn o w t h er e n e w a ls p e e dt h a tr e f l e c t st ov e h i c l e ( p a r t i c u l a r l yv e h i c l ei nt h ec i t y ) s u p e r v i s i o n m e a n si sb e h i n di nt h ev e h i c l ef a ra w a y , o w i n gt ol a c k sh i 曲e f f i c i e n c ya n dt h ev e h i c l e m o n i t o rs y s t e mq u i c ka n dr e a lt i m e ，l e a d i n gt ot r a f f i c ( p a r t i c u l a r l yt r a f f i co ft h ec i t y ) d i s p a t c hs y s t e mt ob e a rh e a v i l y , t h et r a f f i cs c h e d u l i n gs y s t e mh a su n b e a r a b l yl o s to n c e m o r e ；t h e r e f o r et h ec o n s t r u c t i o ni so n eo v e r a l la n dt h eh i g he f f i c i e n c ya n dv e h i c l eo fr e a l t i m es u p e r v i s i o nt r a f f i cr o a dm a n a g e m e n ta n dt h ec o n s t r u c t i o nt oo u rc o u n t r yh a sj u m b o ( 1 y ) t op r o m o t et h ee f f e c t a c c o m p a n y i n gt h ev a r i o u sn e wt e c h n o l o g yo fd e v e l o p m e n ta tf u l l s p e e do fe l e c t r o n i c sa n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya s w e l la sg p s g i s st e c h n o l o g ya n d n e w l ye q u i p sh a v i n gg o tt h ei n i t i a la p p l i c a t i o ni no u rc o u n t r yt r a f f i cc o n t r o la n dv e h i c l e s u p e r v i s i o ni nt h ea p p l i c a t i o n i tm o r e i sg i v i n gp l a yt ot h ei m p o r t a n te f f e c tt ou n f o l db e f o r e o n e se y e saj u m b od e v e l o p m e n tf o r e g r o u n dt h a tt h ev e h i c l em o n i t o rs y s t e mo ft h eg p s g i s st e c h n o l o g ya m o n gt h e mb a s e d e do nr e l i e so nh i ss e l ft h es u p e r i o r i t y t h i st e x t s e t so u tf r o mt h ea n g l eo fs o f t w a r ee n g i n e e r i n g ，a n dt h em o s tb e f o r ea l l o t h e r st ot h ev e h i c l em o n i t o rs y s t e mt h a ts t a g ew a sa p p l i e dc a r r i e so ns y n t h e t i c a l s i n t r o d u c t i o n sa n dh o r i z o n t a lc o m p a r i n ga tp r e s e n t ，a n dp u r p o s ea c c o r d i n gt on o wa v a i l a b l e s u c c e s se x p e r i e n c et ot h ev e h i c l em o n i t o rs y s t e mc o n s t r u c t i o na n dr e q u i r e m e n th a sb e e ni n p r o g r e s sa n a l y s i n gp u 砸n gf o r w a r dt h eq u e s t i o nt h a to u rc o u n t r yv e h i c l en a v i g a t i o nm o n i t o r s y s t e md e v e l o p m e n ti sf a c e dw i t h ，a n dd e m o n s t r a t e dn e c e s s i t ya n dt h ef e a s i b i l i t yo fs y s t e m c o n s t r u c t i o n ；n e x td i s c u s s i n gd e s i g nr e q u i r e m e n ta n dt h es t a n d a r do fs y s t e ma c c o r d i n gt o t h es y s t e mr e q u i r e m e n t ，a n do nt h ef u n c t i o n a la r c h i t e c t u r ed i v i d e dt h es y s t e mf r o mw h o l e ， t h em a j o rf u n c t i o n so fm u l t i p l ei t e m ss u c ha si n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tt h a tp u t t i n gf o r w a r d t h ev e h i c l em o n i t o rs y s t e ms h o u l dh a v ev e h i c l ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ，am a p n 华中科技大学硕士学位论文 i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ta n du s e ri n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ta n dm a n a g e m e n tu s e re t c ； t h e nf r o ma n a l y s e st h el o g i c a ls t r u c t u r e ，i n t e r n a lc o m p o n e n ta n di m p l e m e n t a t i o ns t e pe t c o fs y s t e md e s i g n e dt h ef l a m e b a s i c a l l y , a n dp u tf o r w a r dt h es y s t e me s s e n t i a l sd e s i g n sm a i n p o i n t s s ；f i n a l l y , t h e s i sc o m b i n e st h ev e h i c l em o n i t o rs y s t e ms o f t w a r ed e v e l o p m e n ti t e m ， a n dt ot h es y s t e ms t r u c t u r eo fs y s t e md a t ab a s e ，t h ec o n c r e t ed e v e l o p m e n ts c h e m e ss u c ha s f u n c t i o nm o d u l ee t ct h er e a l i z a t i o nm e a n sh a v eb e e ni np r o g r e s sd e t a i l e d l ye x p o u n d i n g ，t h e r a n g ec o m p i l i n gs t r e s s i n gt h er e q u i r e m e n ta ti n t e r f a c ed i s c u s s i n gt h ed a t ab a s es y s t e ma n d t h ep r o c e d u r ed i s t a n c et r a v e l l e db yas t r e a mo fw a t e ra n dc o n c r e t er e a l i z e se t ct h ed e t a i l s k e y w o r d s ：m o n i t o rs y s t e mg l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m r e q u i r e m e n ta n a l y s i s m a pi n f o r m a t i o n d a t a b a s ed e s i g n l u 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，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，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名别主出 1 日期：函了年f 月f 。日 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，即：学校有 权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。本人授权华中科技大学可以将本学位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、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密口。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名： 日期：二。s 年，f 月 博过、守 日期：孤巧聿j 1 月fo 日 华中科技大学硕士学位论文 1 绪论 本章首先介绍g p s 全球卫星定位系统及其在车辆导航方面的应用，分析发展车 辆导航监控系统的前景。 1 1g p s 系统简介 g p s 是英文n a v i g a t i o n s a t e l l i t et i m i n ga n dr a n g i n g g l o b a lp o s i t i o ns y s t e m 的字头 缩写词n a v s t a r g p s 的简称。它的含义是，利用导航卫星进行测时和测距，构成全 球定位系统。人们将这一全球卫星定位系统简称为g p s 。g p s 全球卫星定位系统从提 出到建成，经历了2 0 年，到1 9 9 4 年2 4 颗工作卫星进入预定轨道，系统全面投入运行。 g p s 系统因其应用价值极高，所以得到美国政府和军队的重视，不惜投资3 0 0 亿美元 来建立这一工程，成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三大空间计划。 g p s 系统的空间部分由2 4 颗卫星组成，均匀分布在6 个仰角为5 5 度的轨道面上。 g p s 系统的利用者接收卫星发送的扩频信号，测量电波传播时间求出卫星到接收机天 线的距离，利用空间三球相交一点的原理，解算以接收机位置为未知数的方程，从而 确切知道接收机的位置，也就是说，只需接收到3 颗卫星的信号，就能确定用户的二 维( 经度、纬度) 位置。g p s 系统从根本上解决了人类在地球上的导航和定位问题， 它可以为全球用户提供连续、实时、高精度的的三维位置、速度和时间信息，可以满 足各种不同用户的需要。在海洋上，它可用于舰船海上协同作战，在海洋交通管制、 海洋测量、石油探测、海轮进出港管理等领域提供定位服务；在陆地上，可用于各种 车辆、坦克和陆军等的定位；它还可以广泛应用于人们的日常生活和科学研究中，如 汽车驾驶、旅游、探险、测绘、勘探考古等方面。g p s 定位系统的建立，给导航和定 位技术带来了巨大的变革j 。 美国政府在进行g p s 系统设计时，计划提供两种服务。一种为标准定位服务 s p s ，利用粗测，捕获码( c a 码) 定位，预计精度约为4 0 0 m ，提供民间用户使用。另 一种为精密定位服务p p s ，利用精密码( p 码) 定位，精度达至u 1 0 m ，提供给军方 和得到特许的用户使用。但在g p s 实验卫星应用阶段，多次实验表明，实际定位精度 远高于此值，利用c a 码定位精度可达到1 5 4 0 m ，利用p 码定位精度可达3 m 为了维护 美国自身利益，美国国防部在g p s 系统中加入了s a ( s e l e c t i v e a v a i l a b i l i t y ) 政策 华中科技大学硕士学位论文 = = = t - = j 自_ _ t _ 毒_ _ e 目_ _ 目目_ 目_ _ _ _ _ - - _ _ - - - _ _ ；j - _ = _ _ _ _ _ 目目- _ ；= ；_ ；i ；= = 口i = = j | _ e e = = = = 邕 选择可用性政策，人为地将误差引入卫星时钟和卫星数据中，降低g p s 的定位精度， 以防止未经许可的用户把g p s 用于军事目的。采用s a 政策后的g p s 系统c t a 码定位， 水平定位精度为1 0 0 m ，垂直测量精度为1 5 7 m 。美国国防部常年对s a 政策进行测量， 并根据形势和要求对部分和全部卫星取消s a 政策。s a 政策的引入，在一定程度上限 制了g p s 的应用，为了提高定位精度，人们研究和发展出差分g p s 技术一一d g p s ( d i f f e r e n t i a lg p s ) 。但是，d g p s 系统需要建立相应的差分基准站和监测站，造价 昂贵。隧着g p s 应用的不断发展，g p s 广大用户要求取消s a 政策的呼声越来越高，考 虑到庞大的g p s 应用市场，美国政府最终于2 0 0 0 年5 月1 日取消了s a 政策，这必将促进 g p s 定位和导航的应用的进一步发展 2 1 。 2 0 0 0 年以后，以波音公司为首，休斯空间和通信公司、计算机科学公司( c s c ) 、 洛克西德马丁管理与数据系统( m d s ) 和雷声公司开始研究开发新一代的全球定位系 统g p si i i 。g p si i i 的结构将基于现有的卫星导航系统，并将开发出具有创新结构 的新的g p s 系统。 1 2g p s 系统与车辆导航 g p s 全球定位系统b o o 年代全面运行投入运营以来，以其全天候、精度高、体积 小、实时性等特点，广泛应用于各个方面。短短的几年间，g p s 技术和相关应用得到 了极大的发展，在海陆空天等领域发挥着越来越大的作用。尤其在车辆导航方面显示 出强大的生命力和广阔的应用前景，已成为当今国际社会一个新的技术产业和经济增 长点。以2 0 0 0 年为例，车辆导航产品的产值为2 9 亿美元，约占g p s 产品总值的3 5 左 右，由此可见，这将是一个极具潜力的市场。2 l 世纪是数字信息的时代，包括无线通 讯、g p s 全球定位系统、g i s 地理信息系统、遥感等技术的“数字地球”成为研究的 热点。其中，g p s 和车辆导航技术更得到了广泛的关注。中国科学报( 9 6 9 1 3 ) 载文 引用美未来学家预测“今后十年十大产品将改变人们的工作和生活方式”，其中 第七项就是利用g p s 技术并带有智能地图的导航跟踪设备。车辆跟踪和导航的研究工 作开始于本世纪7 0 年代，近年来，许多汽车生产公司为了提高本公司产品在市场的竞 争能力，投资研究和开发车辆导航设备，极大推进了g p s 在车辆导航领域的应用和发 展。 在日本，丰田、东芝、索尼等很多大公司与导航系统供应商协作，在轿车导航系 统方面的研究处于世界领先地位。1 9 9 1 年，东芝公司轿车导航系统，采用种可操作 2 华中科技大学硕士学位论文 的电视g p s 接收机，可显示沿途饭店、旅馆和商店等信息。1 9 9 4 年，索尼公司推出一 种带电子地图的汽车导航系统，将一个8 通道的g p s 接收机与c d r o m 格式的地图及 信息数据库结合在一起，并能接收调频无线电广播发送的交通流量信息。另外，许多 大公司，如奔驰日本公司、丰田、本田等，都在积极开发自己的导航信息系统，拓展 导航信息服务市场【3 】。 在美国，有多个公司已研制或正在研制轿车导航系统。克莱斯勒公司研制了一种 基于g p s 的车辆导航系统，该系统在失去卫星信号后，可用罗经仪和记程计工作，保 持车辆继续导航。威斯汀豪斯公司研制了自动车辆定位系统，安装在城市公共汽车和 轻轨火车上。在欧洲，1 9 9 5 年，法国巴黎的公共汽车率先使用车辆调度和导航系统。 相比许多发达国家在g p s 应用领域的研究和发展，我国还处于起步阶段，但近年来发 展迅速，我国不少城市引进国外先进设备，装备在公安、军队、金融、消防等部门， 发挥了一定的效益。另外，考虑到卫星定位导航在军事和国家安全等方面的战略地位， 我国也开始研发自己的卫星定位系统北斗导航系统。2 0 0 0 年l o 月3 1 日，我国自行 研制的第一颗“北斗导航试验卫星”在西昌卫星发射中心发射升空；1 2 月2 1 日，第二 颗“北斗导航试验卫星”发射升空，这标志着我国将拥有自主研制的第一代卫星导航 定位系统，也预示着我国导航定位技术将发展到了一个新的阶段。 1 3 车辆导航系统的发展与现状 国外导航系统的研究起步较早，g p s 定位技术出现以后，因其精度高、全天候等 特点，极大地促进了车辆导航系统的发展。随着g p s 接收设备的小型化，计算机和电 子地图技术的发展，个人和车用导航设备发展迅速。在车辆导航系统的研究中，日本 和美国一直处于世界领先水平。在日本已经有成熟的产品，装备有全国的导航电子地 图并且能进行最优路径的选择，能够实时接收道路交通信息。在日本的i t s 发展规划 中，车辆智能导航系统是研究的重点，其中主要是车辆信息和通信系统( v i c s ：v e h i c l e i n f o r m a t i o na n dc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ) 的研究。v i c s 通过设置在公路边的信号杆， 采用调频广播与用户车辆上的导航系统进行通信，向用户提供实时的交通信息，包括 交通阻塞、流量控制、路线规划、电子地图、g p s 定位信息以及其它如停车场信息等。 目前v i c s 系统已经在曰本的高速公路和东京市内道路开始运作并向全国拓展，超过 2 5 的汽车导航系统装备了v i c s 系统。另据v i c s 中心的调查，超过1 0 0 万辆汽车已经 安装了v i c s 系统。在美国，个人和车用导航设备的发展也十分迅速，多数车辆导航 华中科技大学硕士学位论文 系统都装备有全国导航电子地图，并具有路径选择等智能功能。与国外车辆导航系统 的迅速发展相比，我国从九十年代初开始历经十年时间，g p s 车辆导航系统发展仍然 极其缓慢，究其原因主要是： ( 1 ) 硬件达不到商品化程度。 ( 2 ) 车辆导航系统软件的开发不能适应车辆导航市场的要求。 ( 3 ) 没有准确的全国导航电子地图。 目前，国内的公司一般还停留在代理国外先进产品的阶段，能够自主开发导航设 备的公司很少。 1 4 我国车辆导航系统发展面临的问题 我国车辆导航系统发展面临的问题主要包括两个方面：一是没有全国性的导航电 子地图，二是缺乏比较实用的导航软件。在导航电子地图方面，一方面由于我国幅员 辽阔，需要比较大的人力和资金的投入；另外近十年来，我国不论是城市还是省际、 乡村的公路建设发展都十分迅速，导航电子地图中道路的更新也是一个非常庞大的工 程，目前所能得到比较完备的城市道路图还是9 8 年左右的数据，这是远远不够的。在 导航软件方面，在s a 政策没有取消之前民用c a ( 粗n 捕获码) 的定位低，这一直是 困扰g p s 导航用户的一个问题。 在国外，为了对抗s a 政策对定位精度的影响，一些大企业和g p s 应用协会投资建 立了d g p s ( 差分g p s ) 系统。差分g p s 系统( d g p s ) 是把高精度的g p s 接收机安装 在已被准确测定位置的地点组成基准站，差分基准站通过比较g p s 卫星信号和自己位 置以测定g p s 卫星信号的误差，并将误差信号广播出去，用于校正普通移动用户的定 位，从而大大提高g p s 单机用户的定位精度。差分系统虽然能大幅度提高定位的精度 ( 1 0 m 以内) ，但是需要极大的投资以建设基准站网络，考虑到我国g p s 应用的实际 和我国的国情，大多导航软件采用了车辆动态轨迹滤波方法，将接收到的g p s 定位信 号与经过校正的电子地图进行智能匹配，有效地消除了s a 政策对定位精度施加的人 为干扰。2 0 0 0 年5 月s a 政策取消之后，随着定位精度的提高该技术能取得更好的效果。 同时，由于用于校正地图的g p s 车辆轨迹的精度提高，地图校正后更加准确，从而进 一步提高了整个导航软件的导航效果。 与功能相结合的软、硬件产品也是导航系统开发中一个重要的部分。国外成熟的 导航系统不但能够在复杂的道路网络中选择最快捷的道路，在遇到交通意外或者车辆 4 华中科技大学硕士学位论文 被盗时能够自动报警，通过无线或者i n t e m e t 和交通部门的信息台取得联系，得到道路 和天气等导航信息。更进一步，日本还提出t s m a r t w a y 和s m a r t c a r 的概念，将人、车、 路作为一个信息系统整体加以考虑。相比较而言，我国在这些领域的探索还处于起步 阶段，还有很多问题需要研究和解决。最后，车辆导航产品的软、硬件可靠性也是很 重要的一个问题，现在信息产品小型化，功能日益强大，对比前面提到的国内开发的 导航仪和日本、美国等开发的导航设备，还是能清晰地看到其中的差距。 1 5 系统开发工具简介 1 5 1 开发工具概述 现在的软件开发是一种庞大的集成，包括跨平台，网络，数据库等等，而且新技 术的出现越来越快。现在w i n d o w s ，u n i x ，l i n u x 等平台，有s q l s e r v e r ，o r a c l e ，s y b a s e ， a c c e s s 等数据库，此外还有一系列开发工具。目前在我国市场上最为流行、使用范围 最广、最为先进的可用作企业级开发工具的产品有：m i c r o s o f t 公司的v i s u a lb a s i c 、 m i c r o s o f t 公司的v i s u a lc + + 、b o r l a n d 公司的d e l p h i 、j a v a 、c 拌和m i c r o s o f t 公司的n e t 系列等等。 在目前市场上这些众多的程序开发工具中，有些强调程序语言的弹性与执行效 率；有些则偏重于可视化程序开发工具所带来的便利性与效率的提高，可以说各有各 的优点和特色，也满足了不同用户的需求。然而，语言的弹性和开发工具的便利性是 密不可分的，只有便利的开发工具，而没有弹性的语言作支持，许多特殊化的处理动 作就需要耗费数倍的工作来处理，使得原来所标榜的效率提高的优点失去了作用；相 反，如果只强调编程语言的弹性，却没有便利的开发工具作配合，会使一些即使非常 简单的界面处理动作也会严重地浪费程序员的时间。 1 5 2 开发工具的选择 ( 1 ) 在此系统的信息管理部分中本人选择t d e l p h i 和s q ls e r v e r 2 0 0 0 作为该系统 的开发工具。 作为数据库系统的开发，d e l p h i 是一个非常理想的选择。数据库是m i s d o 重要支 持技术，在m i s 开发过程中如何选择数据库管理是一个重要的问题。目前数据库产品 较多，每种产品都具有各自的特点和适用范围。因此，在选择数据库时，应考虑到数 据库应用的特点及适用范围。 5 华中科技大学硕士学位论文 d e l p h i 是一种可视化、面向对象和调用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言， 可用于开发w i n d o w s 环境下的各种应用程序。它简单易学、效率高，且功能强大，可 以与w i n d o w s 的专业开发工具s d k 相媲美。在d e l p h i 环境下，利用事件驱动的编程机 制、新颖易用的可视化设计工具，使用w i n d o w s 内部的应用程序接1 3 ( a p i ) 函数，以及 动态链接库( d l l ) 、动态数据交换( d d e ) 、对象的链接与嵌入( o l e ) 、开放式数据访问 ( o d b c ) 等技术，可以高效、快速地开发, “g , w i n d o w s 环境下功能强大、图形界面丰富 的应用软件系统【4 o 作为数据库系统的开发工具，d e l p h i 的数据库功能十分强大，它支持桌面数据库、 c s 数据库、分布式数据库。它的数据库引擎b d e 提供了强大的数据操作能力，不仅 支持a c c e s s 、m y s q l 等流行的数据库，更是i n f o r m i x 、o r a c l e 等大型数据库的常用开 发工具【”。 s q ls e r v e r2 0 0 0 是m i c r o s o f t 公司推出的s q ls e r v e r 数据库管理系统的新版本， 该版本继承t s q l s e r v e r 7 0 版本的优点，同时又增加了许多更先进的功能，具有使 用方便、可伸缩性好、与相关软件集成程度高等优点，可跨越从运行m i c r o s o f tw i n d o w s 9 8 的膝上型电脑到运行m i c r o s o f tw i n d o w s2 0 0 0 的大型多处理器的服务器等多种平 台使用【”。 ( 2 ) 在此系统的地图信息管理部分本人选择t m a p i n f o 公司的m a p x 控件。m a p x 是一个提供给应用程序开发人员的工具，它提供了一个最简单和最节约成本的方法， 用来将地图化功能嵌入到新的和现有的应用中。m a p x 是一个o c x 组件，可以被快速 集成到使用v i s u a lb a s i c 、p o w e r b u i l d e r 、d e l p h i 、v i s u a lc + + 或其他面向对象语言的客 户端应用程序。开发人员可以在他们熟悉的环境中工作，最终用户可以通过他们熟悉 的应用程序来访问地图数据1 3 1 】。通过m a p x ，可以完全按照设计人员的意愿在应用程 序中加入强大的制图功能，可以按点、按专题渲染区域、按饼图或直方图等等来显示 数据。启用m a p x 的分析功能，可以分组和组织数据、执行搜索或在一个指定的半径、 矩形区域或指定点的周围选择地图图元。例如，m a p ) 能够显示哪一分店最接近您最 大的客户，可以计算客户和商店之间的距离；还可以显示去年花销最大的客户；并按 销售额给表示商店的符号进行颜色编码。因此m a p x 不仅仅是一个“地图浏览器”， 通过m a p x ，可以分析并直观地显示业务数据，创建或编辑地图图元，并按地理位置 显示数据结剿“。 m a p x 的主要功能如下： 6 华中科技大学硕士学位论文 专题制图一使用专题制图显现数据。联合数据和地图中的每个图元，并在地图 中用颜色编码( 或其他样式) 来表示数据。可使用六种不同的样式来观察数据( 色彩 范围、点密度、独立值、等级符号、饼图、直方图) 。 逐层细化制图一可以通过简单的定点和单击来浏览数据，在o l a p d s s 环境下， 可以允许用户通过定点和单击逐层细化地图的某个区域。 数据绑定一地图可合并来自嵌套o c x 的容器、o d b c 或d a o 数据源( 例如 m s a c c e s s ) 的数据。m a p x 提供多种不同类型数据的绑定，包括自政编码级别的地理 编码。 注释一可以提供定位、高亮显示特定数据的功能，通过添加文本、符号和标注 来使您的地图信息变得更加丰富。 图层化一控制地图图层的显示，让它只在地图的缩放比例符合事先调整的距离 黠才显示。还可以使用或创建无缝地图图层，它可以把一组基表看作一个整体。特殊 圈层类型可以支持特殊类型的应用，如动态图层( 用于实时跟踪) 和用户描绘图层( 用 于描绘特殊的地图元素，如地图上方的标志) 。 栅格图像一用一幅放在底层的栅格图像作为地图背景，使您的地图更生动、更 详细。 自动标注一自动向地图添加标注，同时控制其属性及显示。 选择一通过分组和组织数据，发挥m a p x 的分析特性。即在一个指定的半径、 矩形区域或指定点的范围内选择地图图元。 图元工厂一f e a t u r e f a c t o r y 舜j 象使您得以创建、合并缓冲区或擦除点、线和区域 图元。 工具一用户可以通过单击和拖动操作直接与地图交互。通过m a p x 内置的导航、 选择和标注工具或自定义工具来对地图进行操作。 地图编辑一可以让用户在地图上添加、修改或删除图元。 投影和坐标系一m a p x 对地图坐标系和投影的完全支持使您可以更精确地调整 地图的显示并在自己的坐标系中处理x y 数据。 远程空闻服务器连接一可以连接运行在o r a c l e 、i n f o m a i x 或其他所支持的数据库 上的o r a e l e 8 is p a t i a l 和m a p l n f os p a t i a l w a r e 二存储的真实数据。为集中管理和安全起 见，空间服务器允许公司在企业数据库中主持他们的地图数据。其q b s p a t i a l w a r e 和 o r a c l e 8 is p a t i a l 之类的空间服务器还提供高级查询处理功能，并增加了用于处理组织 7 华中科技大学硕士学位论文 机构的空间数据的服务器性能。在一个r d b m s 中存储空间数据对于需要进行大量地 图编辑和处理大型数据集的应用程序也是必要的 6 】。 每个可用地图表示的m a p l n f o 表都能在地图上作为图层显示( 如图1 1 所示) ，在 m a p x 中通过f e a t u r e 对象访问这些地图对象。在单独图层里使用同一类的对象( 最普 遍) ，也可以在同一图层里把多个对象联合起来。m a p x 使开发者得以创建、编辑、 自定义和显示这些对象，从而使地图符合使用者的需要。g e o s e t 保存了地图图层的 集合以及一些对开发者来说简单易用的设置，用m a p 对象，可以通过操纵地图的几个 方法和属性来控制地图的显示方式嘲。 1 6 论文的主要工作 图1 1 地图文件的显示7 i 第一章包括绪论部分对车辆监控系统的现状和开发进行了简要介绍，分析了车辆 监控系统设计的特点和任务。 第二章包括车辆监控系统的需求分析，设计了系统的数据库结构，根据需求分析 进行数据库的设计和分析得出数据字典，并根据需求对系统功能进行划分和细化，得 出系统的功能模块。 第三章包括介绍d e l p h i7 0 的数据库编程技术、s q l i t 吾言在d e l p h i7 0 中的应用。 第四章系统模块的实现。 第五章包括系统详细设计及调试和调试时所遇到的错误以及如何解决这些错误。 华中科技大学硕士学位论文 2 车辆监控系统的需求分析 以g i s 向量地图为背景实时显示、记录车辆的运动情况使用户直接了解车辆的位 置和周围的道路情况。在跟踪模式中，电子地图始终以车辆的位置为中心进行显示。 结合导航地图g i s 平台跟踪并动态校正车辆的位置实现路径寻优、导航信息提示和车 辆报警。车辆监控系统：提高了管理效率降低人工成本；及时调整车辆行驶的路径以 提高车辆的运输效率；及时发现和解决车辆行驶故障和车祸问题；实现数据智能分析。 2 1 需求分析 需求分析主要是根据用户的要求进行分析以便在用户各种要求的基础上确定新 系统的功能。根据数据和处理而设计的数据库要求是：信息要求、处理要求、安全性 与完整性要求。根据以上对车辆监控系统的任务分析，一个标准的车辆监控系统应包 括：显示车辆信息、车辆信息管理、地理信息管理、用户管理功能、车辆监控、地图 功能、车辆管理和经营户管理。八个功能模块( 如图2 1 ) 所示： 图2 1 系统功能模块的组织 其中每个功能模块由若干相关联的子功能模块组成。 9 华中科技大学硕士学位论文 2 2 系统功能模块 系统功能模块主要包含车辆信息管理模块、地图信息管理模块、用户信息管理模 块和经营用户信息管理模块。 ( 1 ) 车辆信息管理模块、经营用户信息管理模块、用户信息管理模块的功能相 似，主要是对相应实体基本信息的添加、修改、删除和查询：所不同的是在用户信息 管理模块中要有一项用户权限的设置，设置方法是：把d 号为“1 ”的用户设为管理 员，普通用户d 号设置为大于“l ”。 ( 2 ) 地图信息管理模块：此模块是整个系统的重点和难点，主要功能是：电子 地图的放大、缩小、漫游和鹰眼功能的实现，以及如何利用鼠标所得的屏幕坐标转换 为地图坐标并得到此图元的基本信息。把得到的图元基本信息作为条件在数据库中进 行查询。 ( 3 ) 系统管理模块：主要功能是及时进行系统备份。由于各种原因，可能造成 数据库文件的破坏，因此每次操作后，都要进行数据备份，以防数据丢失所带来的损 失。添加系统还原功能可将已经备份的数据还原到s q l s e r v e r 中以减少不必要的操作。 2 3 通过系统的需求分析可得到数据库的设计 ( 1 ) 车辆实体表：( g p s _ c h e l i a n g ) 字段名类型说明备注 c _ _ s i m h a o v a r c h a r ( 5 们 s i m 号 c _ s h i f o u g e n z o n g v a r c h a r ( 5 0 )是否跟踪 c s u d un u m e r i c ( 1 8 ，2 )速度 c _ s i j i n a m e v a h a r ( 5 0 )司机姓名 c _ b u m e n v a r c h a r ( 5 0 )部门 e _ s d i t e lv a r c h a r ( 5 们 司机电话 c _ c h e x i n gv a r c h a r ( 5 0 ) 车型 c - j u i a h a o v a r c h a r ( 5 机架号 c _ e h e h a ov a r c h m ( 5 0 ) 车序号 c _ g u z h a n gv a r c h a r ( 5 0 ) 车辆故障 c _ z h u a n g t a i b o o l e n 状态 c s h i f o u z a i h u ob o o l e n是否载货 c _ c h e p a i h a o v a r c h a , ( 5 0 )车牌号 华中科技大学硕士学位论文 ( 2 ) 经营用户表：( g p s j i n g y i n g h u ) 字段 类型 说明备注 ux u h a o v a r c h a r ( 8 )序号 u l e i x i n gv a r c h a r ( 5 0 ) 类型 un a m e v a r c h a r ( 5 0 )用户姓名 u _ x u k e z h e r i g h a o v a r c h a r ( 5 0 )许可证号 u _ s o n g h u o h a o v a r c h a r ( 5 0 )送货号 u _ d i z h i v a r c h a r ( 5 0 ) 地址 u - y o n g h u t e l v a r c h a r ( 5 0 )用户电话 u _ _ x i a n l u h a o v a r c h a r ( 5 0 ) 线路号 u e i z h uv a r c h a r ( 5 0 ) 备注 u j u y u a nv a r c h a r ( 5 0 ) 图元名称 ( 3 ) 系统用户表：( g p s _ x i t o n g y o n g h u ) 字段类型说明备注 c j d i n t 序号判断权限 c _ n a m ev a r c h a r ( 5 用户姓名 c _ p a s s v a r c h a t ( 5 0 )用户密码 c m e m ov a r c h a r ( 5 备注 ( 4 ) 地图信息表：( g p s m a p s ) 字段类型说明备注 m _ x u h a ov a r e h a r ( 8 )序号 m _ l e i x i n g v a r e h a r ( 2 0 ) 类型 m _ b i l i c h i v a r e h a r ( 8 ) 比例尺 m j i b i e v a r c h a r ( 8 ) 级别 m _ m i n g e h e n g v a r c h a r ( 8 )名称 mc o l o r v a r c h a r ( 8 ) 颜色 m _ w e i z h i v a r c h a r ( 8 )位置 华中科技大学硕士学位论文 3 d e l p h i 7 0 的数据库编程技术 3 1 数据库应用程序的开发 1 ) 开发步骤：需求分