设计报告二：出租车调度管理中心信息系统的设计.doc

设计报告二：出租车调度管理中心信息系统的设计1 系统定义11.1 关于出租车调度管理现状的调查11.2 功能要求21.3 性能要求22 系统总体设计22.1 设计目标、依据和方法22.2 软件结构体系32.3 软硬件配置方案32.4 软件模块设计43 数据库设计93.1 目的93.2 数据库总体设计94 用户界面设计12摘要：在大城市交通运输领域，出租车是一种相对不易管理的车辆群体，其调度管理长期处在人工化阶段。但当前，依托高速发展的计算机技术和通信技术，智能化对城市出租车调度管理而言也逐步成为一种发展趋势，文中介绍了一种基于GPS和GSM建立起来的出租车调度管理中心系统的系统定义及系统总体设计。关键词：GPS；GSM；出租车；调度；1 系统定义1.1 关于出租车调度管理现状的调查随着城市建设规模不断扩大，各种交通工具的日益增多，交通运营管理的科学化，合理调度成为交通管理的一个重要问题。而出租车这一发展规模日益增大交通群体，以往主要依靠无线电通信设备对其进行简单的辅助指引，调度主要依靠人工实现，如：根据主动提供路况信息的人的消息来通知出租车进行避开交通堵塞地带，进行绕行。还有在火车站和汽车站这样的客流集散的中心，常常会在高峰期因缺少足够的出租车来疏散到站客流而造成混乱。故城市中的出租车管理部门建立一套具有定位、通信、运距离监控调度的系统就十分必要。而目前随着电子信息技术、GPS、GIS多种技术的高速发展，利用GPS、GSM相配合，为出租车合理流畅调度的实现提供了技术上的可能性。1.2 功能要求出租车调度系统主要由车载定位系统与调度指挥中心系统两部分组成，其功能如下：调度管理功能。可将个人用户或团体用户的消息加以分析，以通知附近有条件的车主前往，以便分散人流，也为闲置的车主提供载客机会；导航功能。具有良好配备的出租车能够在车载系统的电子地图上获得自己的地理位置，同时也可以通过图形或地名来查询确定自己想达到的目的地，并在地图上以醒目的方式加以显示来指导车主以最佳路径前往目的地；防范打劫功能。调度管理中心可以对收到的遇到抢劫或其他危险的车主发来的求救报警信号及时分析并做出反应，采取相应的措施，如通知距离最近的公安局派遣人员进行救援；信息查询功能。对于用户可以随时查询自己帐户的信息，包括日收入等，也可以根据自己的需要进行城市定点查询，如：根据街道名或名胜古迹名称来查询其在电子地图上的位置；对于调度管理中心可以随时获得目标(出租车)的相关的动态信息。1.3 性能要求系统稳定，具备一定的容错和纠错能力，能够24小时不间断工作；界面友好，提供良好的人机交互界面，流程简易，便于工作人员高效率地实现各种操作，供车主用户查询信息的模块更要考虑到界面的设计要形象直观，并提供强大的帮助功能。2 系统总体设计2.1 设计目标、依据和方法（1）目标通过GIS、GPS、GSM、计算机技术、网络技术的有效融合，实现高效的出租车管理和调度，保障城市客流流动顺畅，缓解交通拥塞，并有效防范出租车被劫，保障车主安全。其中还将卡交易的相关业务纳入系统，乘客乘车后可以刷卡完成支付，可以减少现金交易的不便，同时，如果乘客在车上丢失物品，可以随时查询一段时期内每次刷卡时的刷卡设备编号，从而能找到当时乘坐的出租车车牌号，很可能为寻回物品提供线索。此外，系统还能为车主提供收益及行车的实时信息。（2）依据及原则稳定性原则。具有严格的质量保障体系，可对系统进行严格的运行测试，以确保系统可每天24小时不停机工作；当系统运行出现故障时，具有较强的可恢复性。可靠性原则：保证获取数据的准确性，保证基于数据作的各项分析和结果合理可靠；善于应对突发性事件，保证系统具备广泛适用性。易用性原则：尽量使用户操作界面简单易用，让用户在操作时不需要或很少需要专业技能。高性价比原则：尽力降低出租车客户的运行成本，在同样的价格下，尽量让客户享受优质周到的服务和完善强大的系统功能。可扩展性原则：设计上要考虑到产品的可扩展性，尽量保证每个模块具有相对独立性，并且要把握各种技术的发展趋势，为后续系统的功能扩展留有余地。（3）方法采用现在系统设计广泛采用的自上而下的结构化设计方法。2.2 软件结构体系本系统采用Visual Basic 6.0和MapX 4.01集成开发，实现各种功能的设计。网络设置是以调度管理中心的服务器和分布于市区各查询网点的客户端构成的基于客户/服务器模式的分布式GIS以及由GMS和车载GPS定位接收器共同构成的，如图1所示。图1 系统结构体系图2.3 软硬件配置方案（1）硬件配置服务器：采用管理数据的数据服务器和管理应用程序的应用服务器以及网络服务器；主机：需要具配置较高的内存（256M）和显卡（64M 独立显存），以供高分辨率的数字地图的显示和其他操作，并采用现在的主流Intel Pentium 1.6M 的CPU；网络设备：路由器、交换机、布线设备、网桥等；此外还有GPS接收机、全站仪、数据转换设备、移动电话、wavecom WM 02 GSM Modem(是基于GSM无线通信网络，可实现数据通信的GSM Modem),A0幅面数字化仪或A3幅面扫描仪等。（2）软件配置操作系统：Windows 2000 Professional；开发环境：Visual Basic 6.0和Map X 4.01以上版本集成开发；数据库：对于仅要求小容量车辆监控管理的用户，中心数据库可采用SQL Server，可支持510万辆车入网，可同时支持430个用户并发监控接入；对于要求对大容量车辆进行监控管理的用户，采用企业级数据库Oracle进行数据管理，可支持50100万辆车入网。 其他软件：MapInfo 5.0，AutoCAD 2000，扫描矢量化软件、电子平板测图软件等。2.4 软件模块设计 由于该系统面向三种基本用户，所以针对不同的用户设立了不同的子系统，并分别划分功能模块，如图2所示。（1）数据输入能够支持城市道路交通、街区、风景区等空间数据及属性数据的输入和建库，并能很方便地完成各种图2 软件子系统及模块设计数据的更新和修改等编辑操作。其中空间数据的输入涉及到各种商业GIS软件的数据格式转化的问题，在本系统中必须支持MapInfo格式的直接存取，并且还能够支持以导入/导出机制进行其他数据格式的转换(图3)。（2）账号管理这里的账号包括了出租车账号和乘客账号，两类账号管理基本相同，只是针对的内容有所不同，都支持账号的新建、注销和修改等基本操作(图4)。由于出租车的账号不是面向消费的，其中没有必要存储关于充值等项目的操作，但是由于出租车的很多信息通过GPS获取，如随时间变化的位置信息，速度信息，状态信息等，这都需要和账号直接对应进行存储和管理。至于乘客的帐户，需要存储其刷卡时被扣除的金额及刷卡主机的编号，以便供其随时查询。图3 数据输入图4 账号管理（3）账户结算帐户结算也针对车主和乘客两类不同的用户，对于车主的帐户能够定期统计汇总，为出租车司机有序地管理自己的收益并自主安排出车计划提供参考信息。并且由于不同的出租车司机的年收益或月收益存在较大差异，对于他们的税费征收应当考虑到他们实际收益的情况，因此系统可按照国家有关的税收标准进行代缴税费。同时为了不挫伤司机积极性，还应当采取一些措施来刺激其安全高效地行车(图5)。针对乘客，则需要对其帐户金额进行管理，保证充值金额准确到位，及时对数据库进行更新，维持系统运作的高效率。图5 账户结算（4）查询这是面向广大出租车司机的调度和管理系统，它将装有GPS接收机的出租车的位置数据通过卫星地面站传输到调度控制中心服务器，并且显示在高分辨得数字地图上，可以随时对运动中的车辆进行查询，可以通过图形到属性或属性到图形的方式来查询，获得有关出租车的速度、位置、状态等动态变化的数据，还有如车牌、车型、车主信息等静态数据，也可以对电子地图上的任何目标进行图形和属性的交互查询(图6)。图6 查询（5）出租车调度这是系统功能的核心，当需车个人或群体对调度中心电话要车时，中心首先需要将需车目标的位置在地图上加以确定，然后根据其需车的要求确定缓冲区半径，对缓冲区中的出租车用呼叫方式进行调度，闲置的车可以及时回应前往需车目标所在，同时中心将此回应通告缓冲区内其他车主，避免他们盲目前往，造成冲突。而对于像汽车站或火车站这样的大规模人流集散地点，可以将各个车次到达本地站点的时间和估计的到站乘客数加以统计，建立数据文件，根据经验和统计确定需要调度的车辆的数量，然后确定适当的缓冲区半径，对缓冲区范围内的车辆进行调度(图7)。图7 出租车调度（6）紧急救援当出租车遭到匪徒打劫时，司机按下紧急按钮触发报警信号，GPS主控处理单元收到报警信号后，自动将GPS单元接收计算出的车辆位置、速度和报警车辆的牌号、警情类别等信息，通过调制解调器及通信控制单元控制车载电台发往管理中心报警。中心收到上述信息后，可以通过计算机在电子地图上显示相关车辆的警情、位置及运动轨迹信息，同时还能查阅有关车辆的档案资料信息。还能根据报警车辆的位置作缓冲区，找到与其距离最近的若干个警察局，立即通知他们进行救援行动(图8)。图8 紧急救援（7）定点查询定点查询流程如图9所示,每个出租车都配备着GPS接收设备，并且也能在车载系统的显示屏幕上看到自己和其他车在电子地图上实时的位置，并且自身以一种显著不同的符号或颜色进行标注，以和其他车辆进行区别。当车主希望知道某地的确切位置时，只需开启定点查询功能，输入目标地点名称或描述性词语，系统通过数据库搜索，查询到符合条件的目标，并加以突出显示，引导车主行车。图9 定点查询（8）路径选择路径选择流程如图10所示,路径选择需要确定两点，以当前出租车所在位置作为起点，以另外一点作为终点，进行路径的探求。通常情况下，两地间的路径不止一条，故系统可以提供若干条较为合理的路径。鉴于现实中路径的选择还受到时间、费用等因素的制约，系统在提供各条备选路径的同时，还会提供与路径相关的信息，如道路A在一天中12:00-13:00和5:40-7:00常常发生交通阻塞，道路B是单行线等。当车主最终选定路径后，系统用显著的彩色线条表示路径，车主可以沿着路径达到目的地。图10 路径选择（9）刷卡用专门的刷卡设备读取乘客卡的信息，将ID和刷卡设备编号通过无线通讯网络传输给调度管理中心，得到响应后，刷卡设备上显示可进行操作的提示符，待扣除相应的乘车费用后，再次将此操作传输给中心，最终得到中心发来的完成操作的提示，刷卡结束。在这一过程中，中心需要及时按照收到的信息对乘客帐户以及出租车帐户分别进行扣款和加款，并分别生成新的记录，对于乘客帐户，还要记录扣款时间和刷卡设备编号，对于出租车帐户，仅记录新增收入的金额和时间。（10）个人信息查询个人信息查询流程如图11所示,出租车司机应能在指定的服务网点对自己的行车信息和帐户信息进行查询，与此类似，乘客也能通过网络来访问中心数据库，查询自己帐户的相关信息。为了保障信息的保密性，每个用户都拥有独立的帐号和密码，并在系统的加密措施下实现信息的安全管理。以下流程中当用户输入身份类别后，系统会区分乘客和出租车车主，分别显示不同的查询界面，提供不同的查询主题选项，通过调用不同的数据库数据来满足各方的要求。图11 个人信息查询（11）充值充值流程如图12所示,乘客为卡进行充值需要到专门的收费服务网点，通过提供ID和密码以及充值金额来对数据库中的帐户信息进行修改，及时更新帐户上的金额信息。2.5 接口设计说明（1）系统与标准数据接口系统提供对MapInfo的数据格式直接存取以及通过导入/导出机制完成其他主要GIS软件格式，如ArcInfo的数据格式的转换。（2）空间数据与属性数据的接口本系统采用的是空间数据和属性数据绑定式的结合方式，避免了二者接口问题的考虑。（3）外部接口 由于系统采用了GPS技术，需将GPS接收和传输的信号数据接纳到系统中，所以必须具备GPS软件的相应接口；图12 充值 在最初加载空间数据时还需要将扫描的地图数据输入到系统中，再进行矢量化，这就要求系统具备同扫描矢量化软件的接口； 系统还需要通过无线网络接收到来自车载刷卡设备传输的数据，并转换成数据库能够接受的形式加以存储。3 数据库设计3.1 目的为了提高数据管理的效率，从而更好地为系统功能服务，系统对涉及到的数据进行分类管理。将所涉及的数据分成城市空间数据、出租车信息数据、乘客信息数据。3.2 数据库总体设计（1）空间数据库设计由于系统主要涉及城市和郊区范围内的区域，所以空间数据特征采用比例尺较大(1:5000以上)的城市地图，坐标系选择了平面直角坐标系。系统采用矩形分幅方法，分别按格网大小分幅：一是按原来1:1000的图幅分幅，另一种是按照1平方公里分幅。在分幅的基础上，按照地图内容要素进行划分，本系统将图层分为静态背景图层和动态更新图层。静态背景图层包括：道路、桥梁、河流、区划及标志性建筑数据、公园、风景名胜区等；动态更新图层主要包括由GPS定位获得的各个车辆在地图上的位置信息。（2）属性表设计 城市空间数据城市空间数据包括空间数据和属性数据，空间数据包括了地图上各种道路网、居民地住宅区、风景名胜点、公园等空间分布状况，空间定位特征数据等，并以obj列与属性表相联系；属性数据则是对空间实体的类别、特征等描述，分别组织成交通线路数据表、风景名胜(包括公园)数据表、区划及其他标志性建筑数据表、酒店旅馆数据表。交通线路数据是系统中很重要的一部分数据，包括了目标标识码(系统自动产生的目标ID号)、名称、级别、长度、交通阻塞情况，属性表的构建如表1所示：表1 交通线路数据表序号字段名称字段代码字段类型字段长度1*目标标识码MBBSM整型102道路名称DLMC字符型123道路级别DLJB字符型84道路长度(公里)DLCD浮点型85交通阻塞情况JTSSQK字符型30风景名胜(包括公园)数据在出租车定点查询或路径选择的时候能够提供足够的信息辅助出租车司机作出决定，其中包括了目标标识码、名称、类型、面积、通达性等，属性表构建如表2所示：表2 风景名胜(包括公园)数据表序号字段名称字段代码字段类型字段长度1*目标标识码MBBSM整型102景区名称JQMC字符型243景区类型JQLX字符型84景区面积JQMJ浮点型85景区通达性JQTDX字符型8为了便于管理，将居民地住宅区、商业网点、工业区、城市中具有标志性的建筑物、广场综合成一类数据，暂命名为区划及标志性建筑数据，包括了目标标识码、名称、类别、所在街道、通达性等，属性表的构建如表3所示。表3 区划及标志性建筑数据表序号字段名称字段代码字段类型字段长度1*目标标识码MBBSM整型102名称MC字符型243类型LX字符型84所在街道JD字符型125通达性TDX字符型8城市内各类各级酒店宾馆是游客常要前往的目的地，也有必要单独组织成数据表，包括*目标标识码、酒店名称、酒店类别、酒店级别、酒店通达性，如表4所示。表4 酒店宾馆数据表序号字段名称字段代码字段类型字段长度1*目标标识码MBBSM整型102酒店名称JDMC字符型243酒店类型JDLX字符型84酒店级别JDJB字符型65区划通达性QHTDX字符型8 出租车帐户信息数据对于每个安装GPS并归属该调度管理中心的出租车都拥有自己的信息，拥有唯一标识的帐号ID、GPS接收器标号、刷卡设备编号、车型、颜色、车牌号、车主姓名、车主单位、住址、联系电话、帐户金额、日收入、缴税情况等，见表5；同时，每个用户还对应有自己的行车轨迹信息，包括时间、位置B、位置L、速度，见表6。表5 出租车帐户信息数据表序号字段名称字段代码字段类型字段长度1目标标识码MBBSM整型102*车主帐号IDCZZHID整型103GPS接收器标号GPSID字符型144车型CX字符型125颜色YS字符型86车牌号CPH字符型87车主姓名CZXM字符型88车主单位CZDW字符型409住址ZZ字符型4010联系电话LXDH字符型1211车主帐户金额CZZHJE浮点型1212日收入RSR浮点型613刷卡设备编号SKSBBH字符型1414缴税情况JFQK逻辑型1表6 行车信息数据表序号字段名称字段代码字段类型字段长度1目标标识码MBBSM整型102*车主帐号IDCZZHID整型103时间SJ日期型174位置BWZB字符型125位置LWZL字符型126速度SD浮点型8 乘客帐户信息数据此类信息属于纯属性数据，包括了乘客ID、乘客帐户余额，见表7；对于每个乘客ID又单独建立表存储其充值信息和刷卡信息，见表8。表7 乘客帐户信息数据表序号字段名称字段代码字段类型字段长度1目标标识码MBBSM整型102*乘客帐号IDCKZHID整型103乘客账户余额CKZHYE浮点型12表8 乘客卡充值刷卡记录数据表序号字段名称字段代码字段类型字段长度1目标标识码MBBSM整型102*乘客帐号IDCKZHID整型103时间SJ日期型174交易类型JYLX逻辑型15交易金额JYJE浮点型66刷卡设备编号SKSBBH字符型14注：在表8中的交易类型是逻辑型的，当其为 0时，系统设置为刷卡，即：交易金额必为负值，当其为1时，系统设置为充值，交易金额必