基于GPS车辆跟踪系统的移动对象数据库应用研究

1、基于GPS车辆跟踪系统的移动对象数据库应用研究    摘  要  本文结合GPS车辆实时跟踪应用系统，利用移动对象数据库技术，对移动车辆的运动空间及时间进行分割，建立了移动目标数据库的数据模型、数据结构以及索引结构，实现实时更新车辆位置信息，有效地回放移动车辆的历史行驶轨迹，预测车辆将来的运动路线。     关键词  移动对象数据库；数据模型；数据结构；索引结构；片断树       近年来移动对象数据库成为一个研究热点，许多的应用中提出了对连续移动对象的存

2、储、查询和处理需求，如：交通管理，运输和供应链管理等。移动对象数据库主要针对移动目标（比如运动车辆），实现实时更新车辆位置信息，有效地回放移动车辆的历史行驶轨迹路线，预测车辆将来的运动,提供车辆行驶目的地的信息。为了建立一个实时跟踪大量移动车辆以及查询移动车辆的历史运动路线的应用，利用它们通常运动在城市公路网上这一特点，本文研究了移动对象数据库在车辆交通管理中的应用，提出了一种对车辆当前和将来位置的索引方法和基于此索引方法的查询。该方法以时间片断（采样时间间隔）与空间块片断（公路网段）的移动对象数据模型和索引方法为基础，为连续的移动对象建立索引结构，对交通路段网络中的移动车辆,设计以及实现车辆

3、位置信息的数据库系统。 1  数据模型     GPS车辆位置信息实时跟踪系统主要包括：已经注册过的车辆，数据处理中心，终端用户或用户服务器以及通讯路径。电子地图是将地图以数字形式存储于计算机中，利用电子地图将 GPS 得来的坐标通过地图匹配找到对象所在的路径。系统的工作原理为：车辆是行驶在公交网中的现实存在的车辆。车辆接受来自GPS卫星的GPS信号，从而确定它的物理位置，物理位置被转换为UTM系统数据库中的坐标，通过无线网络周期性的更新位置信息。数据中心存储车辆的静态属性和车辆的实时位置信息，同时保存着每辆车的历史数据，数据中心还提供在线客户的应用以及

4、用户处理查询得到的数据。     该方法提出一种全新的数据模型，车辆用点来表示,忽略其形状及大小，公交网由一系列的相互交叉的公路段表示,每个公路段都有唯一的编号。车辆的行驶轨迹通过一系列的点表示,表示格式为( t， Rid，d ，v )：     t     表示车辆在给定位置的时间     Rid  表示车辆所在公路段的编号     d    表示车辆当前位置到起始位置的距离 

5、0;   v    表示车辆的当前行驶速度     空间被划分为互不重叠的区域单元,并采用适当的空间索引进行索引化,移动对象在每个区域运动中运动的时间间隔被采集并索引化。 在应用了该方法的移动车辆数据库中，空间被分为公路段。公路段采用片断树结构进行索引。移动车辆在公路段产生的时间间隔采用平衡间隔树来进行索引。采用这种索引方案的移动车辆数据库系统会更灵活，便于系统升级，因为公路段，时间间隔以及这些索引结构能够很简单的分配给不同的处理器，内存以及服务器进行处理。     汽车的运动是连续的

6、，将汽车的位置与速度信息化为一些具体的采样点。数据的精度与系统的承载量是相互平衡的，取样的间隔越短，运动汽车的数据就越是精确，数据库中的数据也越多。 对公路网，车辆，车辆的状况以及时间建立模块，公路网由公路段组成， 公路段具备以下2个条件：任何2个公路段不相交以及公路段间的交点既是起点也是终点。 车辆的属性，分3种：静态属性，间断变化（离散）属性，连续变化属性：     （1）静态属性的数据结构： vehicle_attributes_static          

7、;                       Vid : integer;  make : string;  model : string;  year :integer;     （2）间断变化属性 vehicle_attributes_discrete  ownership : owner_i:string,t_

8、i:time,  color : color_i:string,t_i:time,  use : use_i:string,t_i:time,  destination :dest_i:location,t_i:time, location  zone : integer;  easting : real;  northing : real;  Address :string;     （3）连续变化属性 vehicle_attributes_dynamic  Road_id : in

9、teger;  time : time;  velocity : real;  distance :real;  easting : real;  northing :real;      汽车的运动由它在各采样点上的位置，速度来定义。这些值被实时记录并更新。两个采样点之间的运动状态是这样描述的：      汽车的加速度为a，两个时间点t1与t2 之间的时刻为 t，与时间点对应的为位置 p1和 p2,速度为 v，离路段起点的距离为 d，满足如下的计算： &

10、#160;                    把加速度考虑进来，减少了存储数据的大小。可以认为在这些采样点上，加速度在随后的采样点上是一样的，不考虑速度的变化。     汽车将其位置与运动信息以某个中心频率发送给中心站，中心站将这些数据信息收集起来，但不是每一次的更新都会记录在数据库中，只有在这些关键数据影响到了在邻近地区的运动估测时，才会被记录下来并存入数据库中。根据汽车正在行驶的路况，速度，速度的改

11、变量，下面的两种情况下，数据更新是可以忽略的：     （1） 汽车在最后一次更新的相同路段     （2） 与最后一次更新相比，速度的改变在某个很小的变化范围内，或者加速度在某个很小的变化范围内。      在某种情况下，一个采样点必须插入到汽车两次更新之间。如果两次连续的更新表明汽车已经走出了此路段进入另外一个路段，就需要在这两个路段的交叉处计算并添加一个合适的采样点。所使用的算法与估测同一路段上两个已知样点间的运动是相似的。 2  数据结构    

12、为了使跟踪系统高效运行，必须对路段数据模型进行不同的操作处理。 公路段的定义是这样的： road_segment       Road_Id :integer;       Start_easting :real;       Start_northing : real;       End_easting : real;       End_no

13、rthing : real;       Length : real;       Speed_limit: real;       Time_of_birth : time;       Time_of_death : time;       Next  *road_segment     这条记录中的每个

14、参数要求大小一致，除了最后一个参数。最后一个参数定义了依据地图当前路段的下一个路段。大多说情况下，会有3到4个路段，直前方，左边，右边，有时候会是U形转弯。因此，给Next参数设置4个单元比较合理，每条记录的大小就是相同的了，就可以利用一个数组来存储这一条数据。在特殊情况下，多于或者少于4个单元，假设单元数为x，处理规则如下：     （1）当x小于4时，在第（x+1）到第4个单元中添0；    上式表明，在外部约束条件s和q十分薄弱条件下，经理人在外部市场的收益只需大于不背叛的收益就可以获利，即R> M+(N+O)h×

15、;p，经理人就会背叛。在这里，经理人背叛行为的障碍就只剩下企业内部的激励机制。激励机制反映的是企业对经理人的吸引力，其作用状况直接与经理人背叛策略的选择相关。在只有企业内部激励机制的情况下，企业雇主的自我监控问题影响着经理人对长期激励的信心和对自身发展前景的预期。我国企业中存在一种代理人与委托人之间的双向信息不对称。一方面，代理人掌握着更多的企业经营的信息，委托人难以对其行为实行彻底的监控。另外一方面，至少在民营企业中，雇主掌握更多的财务信息。不少企业为了偷逃税款都设有“两本帐”，经理人对于雇主的长期激励心存疑虑，担心所有者在未来是否依照真实的会计收入兑现经理人的长期收入，因为现实中私有企业雇

16、主骗逃员工工资的事件屡见不鲜。经理们明显对于股权等激励手段的前景信心不足。因而造成了经理人追求现期收入，厌恶长期激励的心态9。而企业雇主如果公布了真实账目，由担心经理人举报，（在现实中出现了这种事情8）。因此长期激励处于两难的境地。雇主的诚信不足也造成了经理人的诚信恶化。雇主在财务上欺诈以及在日常经营中鼓励和纵容经理人对社会和顾客的不诚实行为，导致了经理人对雇主失去信任。这不仅使所有者的长期激励遭到拒绝，最终会导致经理人对所有者的欺诈和背叛。经理人是新出现的社会阶层，职业伦理尚在萌芽。在公众以及经理人自己的心目中这未必是一种终身的职业，或者只是人生和事业的一种过渡，这种短期的观念阻碍了职业伦理

17、和规范的形成。同时，在对“公司的发展前景满意程度”的调查中，近一半的人认为一般，而且还有四分之一的人很不满意。对公司的“工作环境”方面的满意度的数值也与前者相近。10这些情况构成了经理人短期行为心理和社会基础。经理人背叛之后不会遭到社会舆论的谴责和群体的驱逐，也不会引起内心中的自我道德的谴责。交易者社会规范和道德准则治理机制失灵，背叛也成为了一些经理人心安理得的事情。在外部制度约束薄弱、内部约束机制失效的条件下，内部激励制度恶化（雇主的诚信恶化，对企业长期发展前景的信心丧失），经理人背叛的外部收益大大高于不背叛的收益，因此经理人的理性选择自然是：背叛。至此，我们得出了经理人和雇主在背叛惩罚博弈

18、中的纳什均衡：经理人选择背叛，雇主选择放弃惩罚。三、减少经理人背叛行为的对策上文得出的均衡是我国企业中存在的一种低效的非合作均衡。这种均衡形成了一种鼓励机制，导致背叛行为屡屡发生。以往国内的研究认为其产生的原因主要在于企业外部，而本文所分析证明其根源在于企业内部。雇主放弃惩罚的首要原因是在于企业内部机制的缺陷。文中分析经理人的策略取向只与激励相关。经理人背叛主要是因为雇主自我监控和诚信缺乏，从而导致激励机制失灵和经理人对前景预期悲观所致。当然，外部环境的完善对于职业经理人背叛行为的治理十分重要。但是外部环境毕竟是不可控因素，而且其改进和完善也不可能在短期内一蹴而就。因此，在外部环境条件薄弱的情

19、况下，我们更倾向于企业在现有条件下从内部完善激励和约束机制，强化对经理人背叛的治理。这不仅是必要的，而且是可行的。根据雇主和经理人收益模型的分析，从模型中可以得出，影响雇主和经理人策略选择的主要因素包括诚信因子h，前景因子p，经理人的货币收入和内部约束因子a。所以，对企业内部机制的治理就可以分为：内部激励机制和内部约束机制的两方面。1.内部激励机制方面在内部激励方面，我们主要从雇主诚信因子h和前景因子p两个方面来改进。当然，经理人的货币收入也会影响经理人的策略选择，但是由于它基本上是个定量，（虽然王一江在工资的划分上，员工工资包括了基本工资、激励工资和成就工资，16但是在前面的博弈模型中，工资

20、对经理人策略的影响不是主要变动因素，在此我们不作重点）所以在此不作分析。我们主要从下面两个方面来改进。（1）建立和恢复雇主的自我诚信雇主的诚信是培养职业经理人职业操守的前提条件，也是确保企业治理机制得以实施的基础。在此基础上才能强化对经理人的内部约束，提高经理人对长期激励的可信度和接纳程度。由于市场中信息的不对称，市场中可能出现作假行为，但市场经济决不是欺诈经济，而是信用经济。信用是重要的竞争力，信用缺失会导致交易成本提高，交易链的中断，甚至会使企业或个人丧失在市场中生存的资格。市场主体要追求利益最大化，但同时必须追求最高的信用度。决不能把利益的追求和信用的确立对立起来。否则，不仅是企业的灾难

21、、经济的灾难、地区的灾难，还将酿成社会的灾难、民族的灾难。市场经济下的现代诚信，是指每一个市场主体、全体公民必须遵循的道德义务，首先是对法律、规则、契约的诚信，这是人人都应当做到的，是一种义务、本分。其重点在“信”，在行为的后果。把学生考试不作弊、干部不报假学历、纳税人不偷税漏税等等基本的义务说成需要个人做出承诺的事情，会降低义务的要求，陷入诚信的误区。当雇佣一个经理人的时候，实际上企业家关心的不仅仅是他的能力有多大，更要关心他是不是值得企业信赖。除了法律与激励制度，也取决于经理人的职业道德。在中国，职业道德约束非常弱。现在许多学者斥责民营企业家们脱不开家族化经营。没有职业道德，就没有职业经理

22、；没有职业经理，就不会有真正的大企业。职业道德的匮乏也会严重地阻碍企业的技术创新。当企业家必须把大量的时间和精力用于监督雇员时，他们能有多少时间和精力用于创新活动呢？职业道德的匮乏大大增加了企业内部的交易成本，从而使得科斯所讲的企业对市场的优势大打折扣，连企业存在的理由也可能成为问题。 （2） 企业要规范财务制度，履行对社会和员工的承诺企业要规范财务制度，履行对社会和员工的承诺。应当看到，雇主对社会和员工的失信，最终将会危害自己。财务上的欺诈和对员工的失信将阻碍企业的规模扩张和长期发展。持久发展的大规模企业是无法长期躲避政府和公众的监督的。 另一方面，投资人和职业经理之间的相互依存关系是刚性的

23、，谁都无权单方打破。两者之间利益的变动将由社会来决定，由两方的竞争关系来决定，而不是由一方的违规操作所决定。而两者关系的有机结合，高素质运作是扩大各自利益的关键。要根据自己的能力来确定自己的价值，万不可上占资本之利益，下欺职工之权益。因为知识经济时代，资本已将大部分的所有者权益让给了知识所有人-职业经理，你不用去侵占资本利益也会有自己的合理所得的。随着雇主的诚信的建立和恢复,企业财务制度的规范,企业前景也会变得更加广阔。经理人在面对这种内部激励的条件下，选择背叛策略的可能性就会减小。下面我们接着分析内部约束机制如何改善。2.内部约束机制方面在注重激励和诚信的同时也要完善企业内部的治理机制，完善

24、企业内部治理机制主要包括:(1)完善公司章程约束公司章程是企业的大法，应对企业中的各种利益主体的责权利及其行为作出规范性地规定，包括对职业经理人的责权利及其行为做出明确的规定。任何人作为职业经理人进人企业，都必须遵守章程的规定，受到章程的约束，按照章程行事。因此，公司章程是对职业经理人的重要约束力量。这就要求我们要认真制定好公司章程，使公司章程作为职业经理人的重要约束机制。(2)完善合同约束职业经理人进入某个企业时，必须与企业签订受法律保护的任职合同，这种任职合同对职业经理人的责权利做了明确规定，尤其是对职业经理人离开企业时，对企业在商业秘密、技术专利、竞争压力等方面应负的责任，都做出严格规定，从而成为对职业经理人的有效约束。在国外，任何职业经理人受聘任，都要签订严谨的聘任合同，而且还附有规定职业经理人在与企业解聘时不能泄露企业秘密和企业专利技术，一定时期内不能加人原聘任企业竞争对手的行列和增加原聘