引言
车辆监控调度系统是智能交通系统ITS的一个重要应用，是集GPS技术、GIS技术、通信技术于一体的综合车辆管理系统,由车载移动终端、无线通信系统和监控中心三大系统组成，其中监控中心根据受监车辆的GPS定位信息，能够在GIS地图上显示受监车辆的位置，并能根据需要，对受监车辆进行调度。可广泛应用于城市出租车、公交车、货运车及其它特种车辆的实时定位、监控与运营调度上，能极大地提高车辆运输管理的效率和安全。
1 车辆监控调度系统的结构及功能
车辆监控调度系统主要由3部分组成：
（1）车载移动终端、
（2）无线通信系统
（3）监控中心。
车载终端将GPS定位信息通过无线通信系统传到控制中心，控制中心也可以通过无线通信系统将调度指令传送到车载终端，从而实现车辆的监控和调度。见图1。
图1 车辆监控调度系统的组成
1.1 车载终端
车载移动终端由GPS模块（GPS接收机）、控制单元（CPU）、显示单元、通信模块（GMS手机）、报警器等组成。GPS模块能够接收卫星定位信息，确定车辆的三维坐标和三维速度。GPS模块提供移动目标的准确位置、速度和方向等数据。系统可以通过控制中心进行导航，也可以在车载终端上存储电子地图，显示单元可以实时显示移动目标在电子地图上的位置。根据车辆当前位置和目的地，选择行驶的最佳路线，并可以实现偏航报警功能。控制单元可以控制通信模块（GMS手机）完成与监控中心之间的信息交换。通常情况下，通过短消息与控制中心进行通信，将车辆的位置信息传送给控制中心；在必要时，可以进行语音联系。控制单元也可通过手机接收控制中心发来的调度指令。
1.2 无线通信系统
通信系统作为控制中心与车载移动单元进行信息交换的枢纽，是车辆监控调度系统的重要组成部分。目前，车辆监控系统在通信方面的发展大体分两种模式，一种是GPS与常规通信系统、GPS与集群通信系统组合；另一种是GPS与GSM或GPRS、GPS与卫星网通信系统组合。前一种属于专网方式，是早期的通信模式，一般只能实现话音通信（模拟信号），而车辆监控调度系统中传送的车辆定位数据是数字信号，因此需要将数字信号调制成模拟信号，再通过无线通信链路送到监控中心；调度能力强，不需要专门的通信费用，但建网和维护的投资高。其覆盖范围小，缺乏漫游，传输质量差。后一种模式属于公网，是近年来普遍采用的通信模式。卫星网的通信链路复杂，投资成本高，产品很难普及。GSM（Global System for Mobile CommuNIcation）数字公众移动通信网，其覆盖范围广(全国)，联网能力强，能国际漫游，支持点到点双向的短信息业务，系统可靠性高，控制中心站建站方便等优点，而受到许多用户的青睐。
利用GSM网来传输GPS信息的系统有人简称为“双Ｇ”系统，它是利用移动通信的SMS(短消息服务)功能来实现GPS信息传输的。由于短消息服务是GSM中唯一不要求建立端到端路径的业务，而且它是通过信令控制信道进行信息传输的。在仅有话音传输时，信令信道十分空闲。这就为利用短消息服务传输GPS信息提供了良好的条件。
GPRS (General PACket Radio Service——通用分组无线业务)系统是在现有的第二代移动通信GSM系统上发展出来的分组交换系统，提供端到端的、广域的无线IP连接。与ＧＳＭ比较，ＧＰＲＳ能更有效地利用无线网络信息资源，所以特别适合突发性、频繁的小流量数据传输；支持的数据传输的速率更高，理论峰值达１１５ｋｂｐｓ；计费方式更加灵活，按数据流量来进行计费；ＧＰＲＳ还能支持在进行数据传输的同时进行语音通话等。它是介于2G和3G之间的系统，其链路建立时间非常短，可小于1秒，是号称“永远在线，永远连通”的技术。因此，特别适用于像GPS系统那样突发性数据的应用。
1.3 监控中心
监控中心是整个车辆监控调度系统的核心，其结构如图1所示，采用C/S模式。监控中心的监控调度软件可完成以下功能：
1.地图显示功能。可实现全屏显示、无极缩放、漫游、动态标记、分层显示。
2.信息查询。可随时查询驾驶员的信息、车辆信息等、
3.车辆监控。可实时接收移动车辆的定位数据，并将其通过坐标转换，由地理坐标变为屏幕坐标，在电子地图上以一定的符号显示出来。同时，也可通过侦听功能，了解车辆的状态。
4.遇险报警。驾驶员遇到险情后，可触动隐藏按钮，向控制中心报警。监控调度软件能以屏幕显示和声音提示管理人员。
5.车辆调度。遇有报警车辆时，调度人员可以搜索目标附近指定距离内的车辆，并指挥营救。正常情况下，调度人员可以根据驾驶员的要求和交通拥挤程度、交通限制情况，指导机动车选择最佳路径。
图2 监控中心结构简图
2 开发技术
车辆监控调度系统的开发涉及GIS 技术、GPS技术、通信技术以及数据库技术等。主要包括电子地图的开发，车辆信息数据库的建立和调度系统软件的开发。
2.1 GIS电子地图
电子地图是经过矢量化的数字地图，可以无级放大、缩小和漫游。电子地图的构成要素有点、线、面、标注。各要素处在不同的图层，用户可以方便地打开或关闭某一图层。
对于车辆监控调度系统来说，主要是要制作监控车辆行驶区域的电子地图。电子地图主要显示主干道、警力点、加油站、车辆维修点、医院、 河流等。
2.2 监控车辆信息库
监控车辆信息库包括车辆数据库、司机信息数据库、监控信息数据库、异常事件数据库等。
1）车辆数据库。包括车主、车号、车型、颜色、发动机型号、生产时间、购买时间、车辆照片、备注（如车辆状况等）。
2）司机信息数据库。姓名、性别、相片、电话、家庭住址、出生时间、取得驾照时间、备注（驾驶经历、违章记录等）。
3）监控信息数据库。日期、时间、车辆、经度、纬度、位置、速度等。
4）异常事件数据库。日期、时间、车辆、经度、纬度、位置、速度、发现异常时间、异常事件结束时间、是否报警等。
2.3 车辆监控调度系统软件
车辆监控调度系统包括如下功能模块：
1）数据通信。按照规定的通信协议向监控目标发送控制指令,接收监控目标发送回来的数据.
2）车辆监控。可以在电子地图上实时显示各受控车辆的当前位置。用户可以打开多个窗口跟踪不同的目标或区域，并显示目标的相关信息。（如，车号、速度、方向等）。
3）车辆调度。可以根据要求对监控车辆进行调度，如乘客约车时，监控中心可以指定距约车地点最近的车辆去接送乘客。调度分自动调度和人工调度。自动调度是指系统根据一定的调度算法，选定合适的车辆，并发送调度指令。人工调度指监控中心的调度员根据各车辆的位置，选定合适的车辆，并发送调度指令。
4）轨迹回放。在实时显示车辆位置时,以一定的数据格式将车辆的位置信息记录下来,系统可以根据需要将监控车辆的历史轨迹进行回放。
5）电子地图显示。显示道路、河流、政府机关、医院、标志性建筑等地图元素及相应的文字标注。支持地图的无极放大、缩小、漫游等，也可分块、分层显示，还可以与其它图（如遥感图、航拍图、扫描图等）复合使用以提供更详实的信息。电子地图可根据用户的需要进行编辑。
6）信息查询。对地图上任意地图元素进行查询，也可对车辆信息、报警信息等进行查询。
7）报警处理。在接到受控车辆的报警后，启动声光报警系统，提醒值班人员，同时电子地图上以醒目的颜色显示报警车辆的位置及详细资料。如遇多车辆同时报警，监控中心则自动按车辆的监控优先级处理报警。中心接警人员处理完报警后，系统将解除报警。
8）报表打印。对记录的数据进行分析、统计、计算，根据用户的要求生成相应的报表并打印出来。
9）系统维护。对系统的有关数据进行更新和 维护。
GIS采用MapInfo 6.0 开发平台，数据库采用Oracle 8.0，监控软件用VB6.0进行开发。车辆监控调度系统的各服务器采用Windows 2000 Server，各监控台采用Windows 2000。
3 结束语
车辆监控调度系统可以在现有道路基础上优化车辆调度，提高道路的利用率，改善交通环境。随着ITS技术的逐渐应用与推广，道路通信等基础设施的日益完善，车辆监控调度系统将广泛用于公交车、出租车、特种车辆上，其作用将越来越显著。
