物流運輸公司GIS監(jiān)管系統(tǒng)的設(shè)計研究

1、物流運輸公司GIS監(jiān)管系統(tǒng)的設(shè)計研究伴隨著現(xiàn)代物流業(yè)的迅速發(fā)展和我國公路建設(shè)的日益完善， 公路運輸業(yè)務(wù)量正迅猛增加。 然而目前大部分公路物流運輸企業(yè)（遼寧?。τ谛畔⑵脚_的建設(shè)，僅限于客戶貨單的管理， 系統(tǒng)交互性差， 遠不能滿足企業(yè)的應(yīng)用需求， 因此， 面向公路物流運輸企業(yè)的GIS 監(jiān)管系統(tǒng)成為各企業(yè)及科研人員的關(guān)注熱點。為了克服公路物流運輸企業(yè)當前系統(tǒng)存在的缺陷，本文提出一種采用 Flex 和 SuperMap iSever Java 技術(shù)來構(gòu)建面向公路物流運輸企業(yè)的 GIS 監(jiān)管系統(tǒng)的解決方案。1 系統(tǒng)框架采用Flex 和SuperMap iServer Java 技術(shù)的面向公路物流運輸企

2、業(yè)的GIS 監(jiān)管系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)如圖1 所示。表現(xiàn)層： 使用 Flex 技術(shù)實現(xiàn)， 接收用戶的輸入，通過對業(yè)務(wù)層相關(guān)邏輯的調(diào)用處理用戶輸入的數(shù)據(jù)，并呈現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯處理的數(shù)據(jù)結(jié)果。業(yè)務(wù)層： 分為地圖數(shù)據(jù)相關(guān)的業(yè)務(wù)和普通業(yè)務(wù)，是系統(tǒng)的核心部分， 用來處理表現(xiàn)層用戶輸入的數(shù)據(jù)，完成系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯。 普通業(yè)務(wù)通過 Flex HTTPService 對象與 J2EE 應(yīng)用服務(wù)器進行通信1. 地圖數(shù)據(jù)相關(guān)的業(yè)務(wù)通過 REST 地圖服務(wù)接口與 SuperMapiServer Java GIS 服務(wù)器進行交互。中間層： 由 J2EE 應(yīng)用服務(wù)器和 SuperMap iServerJava GIS 服務(wù)器組成， 使

3、用 Hibernate 將數(shù)據(jù)層屬性數(shù)據(jù)封裝成簡單易用的數(shù)據(jù)訪問接口， 使用 SuperMapiSever Java 將地理數(shù)據(jù)發(fā)布為各種能力的 GIS 服務(wù)， 供業(yè)務(wù)邏輯層調(diào)用， 完成業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層之間的通訊2.數(shù)據(jù)層： 負責基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的存取，維護各種數(shù)據(jù)間的關(guān)系， 保障整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)源的安全性。 屬性數(shù)據(jù)采用 Oracle10g 進行存儲與管理， 地理數(shù)據(jù)通過 SuperMap Deskpro .Net 對空間數(shù)據(jù)進行組織并符號化后形成*.smwu 地圖文件。2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 系統(tǒng)概述本系統(tǒng)基于實驗室項目， 主要用于公路物流運輸企業(yè)（遼寧?。┤粘I(yè)務(wù)活動的管理。 監(jiān)控與調(diào)度

4、中心向車輛發(fā)送指令信息， 車輛向監(jiān)控與調(diào)度中心發(fā)回反饋信息和車輛及貨物實時數(shù)據(jù)。 車輛之間根據(jù)調(diào)度計劃通訊協(xié)作完成運輸計劃， 將貨物運輸?shù)侥康牡亍ｈb于系統(tǒng)用戶之間的通訊頻率多發(fā)的特點， 在系統(tǒng)的設(shè)計過程中， 主要對數(shù)據(jù)通信以及數(shù)據(jù)處理過程部分進行了闡述。2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計本系統(tǒng)由監(jiān)控與調(diào)度中心子系統(tǒng)和車載終端子系統(tǒng)構(gòu)成， 子系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)通訊， 共同完成運輸任務(wù) 監(jiān)控與調(diào)度中心子系統(tǒng)監(jiān)控與調(diào)度中心子系統(tǒng)主要由信息處理中心、數(shù)據(jù)通訊和資源管理等3個模塊組成， 功能結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。資源管理模塊： 用戶管理用于系統(tǒng)各級用戶信息的增刪改查； 車輛管理用于各種運輸車輛信息的增刪改查，

5、 每輛車對應(yīng)一個運輸任務(wù)隊列， 但這個隊列不由車輛管理部分維護； 貨單管理用于客戶編輯并提交貨單， 編輯時貨單要設(shè)置優(yōu)先級； 地物管理用于對地圖中數(shù)據(jù)的增刪改查； 安全管理用于用戶身份認證和用戶系統(tǒng)權(quán)限分配。數(shù)據(jù)通訊模塊采用 Socket 通信， 負責與車載終端子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換， 包含數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)發(fā)送和事件管理器等子功能模塊。信息處理中心模塊包含數(shù)據(jù)解析器、數(shù)據(jù)封裝器、GIS 網(wǎng)絡(luò)分析器等子功能模塊。 數(shù)據(jù)解析器解析車輛及所載貨物的實時數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)封裝器將運輸計劃標記或調(diào)度計劃標記及人工指令封裝成指令信息； GIS 網(wǎng)絡(luò)分析器生成運輸計劃和調(diào)度計劃。2.2.2 車載終端子系統(tǒng)車載終端子系統(tǒng)主

6、要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通訊等 3 個子模塊組成， 功能結(jié)構(gòu)圖如圖 3 所示。數(shù)據(jù)采集模塊利用移動智能終端提供的定位功能、G-sensor 獲取車輛現(xiàn)場位置坐標（經(jīng)緯度）、運動方向等實時信息4, 同時由車輛副駕駛員通過車載攝像頭查看車輛狀況、貨物狀況、實時遭遇狀況， 并通過數(shù)據(jù)采集入口輸入， 提交給數(shù)據(jù)通訊模塊。數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)封裝器、數(shù)據(jù)解析器、GIS查詢及導(dǎo)航等子功能模塊。 數(shù)據(jù)封裝器、數(shù)據(jù)解析器分別跟監(jiān)控與調(diào)度中心子系統(tǒng)信息處理中心的數(shù)據(jù)解析器、數(shù)據(jù)封裝器是兩對互逆的處理過程； GIS 查詢及導(dǎo)航可以查詢各車輛的位置并在地圖上顯示， 同時還可以根據(jù)運輸計劃及調(diào)度計劃中的路徑對運輸

7、車輛進行導(dǎo)航。數(shù)據(jù)通訊模塊采用 Socket 通信， 包含數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)發(fā)送兩個模塊， 與監(jiān)控與調(diào)度中心子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換的同時， 還可以通過車載終端子系統(tǒng)跟其他車輛進行實時通信， 共同協(xié)作完成運輸任務(wù)。3 系統(tǒng)實現(xiàn)本系統(tǒng)的實現(xiàn)采用了事件驅(qū)動架構(gòu)（EDA）技術(shù)，事件驅(qū)動架構(gòu)提供了一種動態(tài)響應(yīng)事件的機制。 一個事件驅(qū)動系統(tǒng)里有事件消費者和事件產(chǎn)生者， 定義了事件的來源和去向。 事件消費者向事件管理器訂閱事件， 事件產(chǎn)生者向事件管理器發(fā)布事件。 訂閱者根據(jù)獲得業(yè)務(wù)事件的信息做出反應(yīng)， 事件驅(qū)動的動作機制幫助系統(tǒng)激活相應(yīng)的后續(xù)事件， 完成業(yè)務(wù)流程5.3.1 監(jiān)控與調(diào)度中心子系統(tǒng)信息處理中心和數(shù)據(jù)通訊

8、是監(jiān)控與調(diào)度中心子系統(tǒng)的核心模塊， 下面對其實現(xiàn)過程進行闡述。3.1.1 數(shù)據(jù)通訊數(shù)據(jù)通訊模塊依據(jù)TCP/IP協(xié)議， 進行Socket通信。鑒于該模塊必須具備高并發(fā)性的特征， 故采用線程池與事件驅(qū)動架構(gòu)相結(jié)合的機制， 解決了高并發(fā)連接情況下的系統(tǒng)性能問題。數(shù)據(jù)通訊會接收到來自車載終端子系統(tǒng)大量上傳數(shù)據(jù)的連接請求， 采用多線程處理， 對線程創(chuàng)建的數(shù)量不加控制， 會導(dǎo)致大量系統(tǒng)資源的浪費， 降低系統(tǒng)對外界響應(yīng)效率， 線程本身也可能進入假死狀態(tài)。同時， 不斷創(chuàng)建和銷毀線程的開銷也很大， 所以本系統(tǒng)引入線程池機制， 利用線程池定制一定量的資源，然后對這些資源進行復(fù)用， 避免了頻繁的創(chuàng)建和銷毀6.線程池

9、中的每個線程接收數(shù)據(jù)后， 形成一個事件，通過事件管理器發(fā)布出去， 這時， 線程池中的這個線程就變?yōu)榭臻e線程， 可以去處理新的連接， 事件管理器會自動激活一個事件去處理剛剛發(fā)布的數(shù)據(jù)。 線程池與事件驅(qū)動架構(gòu)相結(jié)合的機制從橫向和縱向兩個維度對連接請求并行處理， 保證了高并發(fā)連接情況下的性能問題。 處理流程如圖 4 所示。3.1.2 信息處理中心信息處理中心模塊處理的數(shù)據(jù)分為兩類， 1）數(shù)據(jù)通訊模塊接收的數(shù)據(jù)； 2）客戶提交的貨單。數(shù)據(jù)通訊模塊接收的數(shù)據(jù)的處理流程如圖 5 所示。該處理流程中， 數(shù)據(jù)解析由數(shù)據(jù)解析器完成， 解析的數(shù)據(jù)包含兩種類型： 1）車載終端對運輸計劃和調(diào)度計劃執(zhí)行的反饋信息； 2

10、）車輛及貨物的實時信息。 它們采用定長數(shù)據(jù)格式， 數(shù)據(jù)格式如圖 6 所示， 其中數(shù)據(jù)類型中 F 代表是反饋信息， R 代表實時數(shù)據(jù)， 運輸狀態(tài)中 T 代表在途中， D 代表抵達目的地， 貨物狀態(tài)中 L代表貨物良好， S 代表有損毀。 由于數(shù)據(jù)反映的是車輛及貨物的實時狀態(tài)， 所以加時間戳區(qū)分不同時間點的狀態(tài)信息。 數(shù)據(jù)解析器的解析過程就是對字符串數(shù)據(jù)進行切分并進行保存形成解析結(jié)果事件的過程。數(shù)據(jù)分析由 GIS 網(wǎng)絡(luò)分析器來完成， 數(shù)據(jù)解析形成的解析結(jié)果事件自動激活 GIS 網(wǎng)絡(luò)分析器工作， 對事件進行處理。 若解析的結(jié)果是車輛及貨物實時信息，則更新相應(yīng)車輛及貨物的信息； 若是反饋信息， 除更新對

11、應(yīng)車輛實體和貨物實體的信息之外， 還要分析車輛實時遭遇狀況， 若是一般反饋信息， 車輛到達目的地提醒， 則自動生成讓車輛原地待命的調(diào)度計劃指令；若是車輛遭遇拋錨、遭遇車禍， 前方路斷， 則向系統(tǒng)管理員發(fā)送提示消息， 提示需要人工調(diào)度， 人工生成調(diào)度計劃， 同時形成一個調(diào)度事件， 激活數(shù)據(jù)封裝器進行數(shù)據(jù)封裝。數(shù)據(jù)封裝由數(shù)據(jù)封裝器完成， 用來將 GIS 網(wǎng)絡(luò)分析器制定的運輸計劃標記或調(diào)度計劃標記及人工添加的指令， 封裝成運輸指令或調(diào)度指令， 通過數(shù)據(jù)通訊模塊發(fā)送給車載終端子系統(tǒng)。 封裝后的指令數(shù)據(jù)格式如圖7 所示， 其中數(shù)據(jù)類型中Y 代表運輸指令， D代表調(diào)度指令， 由于指令的發(fā)送是實時的， 所以

12、添加時間戳， 標記指令信息的生成時間。GIS 網(wǎng)絡(luò)分析器完成對貨單的處理， 客戶所提交貨單的處理流程如圖 8 所示。客戶提交貨單時， 會自動檢查貨單優(yōu)先級是否為時間優(yōu)先， 若是， 則形成優(yōu)先貨單事件， 激活GIS網(wǎng)絡(luò)分析的最佳路徑分析功能， 規(guī)劃運輸路徑， 分配車輛，生成運輸計劃， 通過數(shù)據(jù)封裝， 將運輸計劃指令發(fā)送給車載終端。 若不是， 則等待 GIS 網(wǎng)絡(luò)分析器定時獲取最新生成的所有貨單信息， 逐一進行最佳路徑分析，分配車輛， 生成運輸計劃， 封裝后發(fā)送出去。 最佳路徑分析采用 SuperMap iClient for Flex 網(wǎng)絡(luò)分析 API 的最佳路徑分析接口完成， 分析過程中， 可

13、以設(shè)置權(quán)值字段， 如時間最少、距離最短等7.3.2 車載終端子系統(tǒng)車載終端子系統(tǒng)采用事件驅(qū)動架構(gòu)實現(xiàn)的流程圖如圖 9 所示。數(shù)據(jù)采集事件和來自監(jiān)控調(diào)度中心子系統(tǒng)的連接請求事件由數(shù)據(jù)通訊模塊數(shù)據(jù)接收功能來響應(yīng)， 并根據(jù)事件的不同， 分別激活數(shù)據(jù)封裝器和數(shù)據(jù)解析器處理數(shù)據(jù)， 解析出來的指令信息保存到本地文件， 供GIS 導(dǎo)航功能導(dǎo)航， 封裝好的采集數(shù)據(jù)， 形成一個封裝結(jié)果事件， 激活數(shù)據(jù)通訊模塊數(shù)據(jù)發(fā)送功能發(fā)送給監(jiān)控與調(diào)度中心子系統(tǒng)， GIS 查詢可以通訊數(shù)據(jù)發(fā)送功能發(fā)送查詢請求， 查詢各車輛的位置并在地圖上顯示， 方便直接與其他車輛進行通訊協(xié)作。4 結(jié)語本文設(shè)計面向公路物流運輸企業(yè)的GIS監(jiān)管系

14、統(tǒng)，目的是解決公路物流運輸企業(yè)（遼寧?。┈F(xiàn)有信息平臺功能單一、可交互性差的弊端， 該系統(tǒng)集監(jiān)控、分析、決策于一體， 提高了公路物流運輸?shù)牧魍ㄐ剩?提升了企業(yè)在客戶心中的滿意度。本系統(tǒng)采用了線程池結(jié)合事件驅(qū)動架構(gòu)的方式來保證在車載終端大量接入時的服務(wù)器性能， 同時將數(shù)據(jù)的處理過程封裝成一個個獨立的處理單元， 如數(shù)據(jù)封裝器、數(shù)據(jù)解析器， 采用事件驅(qū)動架構(gòu)激活后續(xù)事件， 自動完成處理過程。參考文獻：1 Ahmed T, Orlando D, Hooks J, et al. Flex 4 實戰(zhàn)。郭俊風譯。北京：清華大學出版社，2012.2 SuperMap 圖書委員會。SuperMap iServer Java 從入門到精通。北京：清華大學出版社，2012.3 顧健。基于 Web Service 的物流跟蹤決策系統(tǒng)的實現(xiàn)學位論文.蘇州：蘇州大學，2010.4