【正文】 。整個(gè) GPS 定位的工作原理如圖 21 所示。 圖 21 GPS 工作原理圖 GIS 理論及相關(guān)技術(shù)概述 地理信息系統(tǒng) (Geographic Information System， GIS)， 有 的地方 又稱(chēng)為“ 地學(xué)信息系統(tǒng) ” 或 “ 資源與 環(huán)境信息系統(tǒng) ” 。它是一種十分重要的特定的空間信息系統(tǒng)。 GIS 在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng) 的 支持下，對(duì) 地球 整個(gè)或部分表層（包括大氣層）空間中的有關(guān) 空間和 地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、 計(jì)算 、分析 處理 、顯示和描述的 信息 系統(tǒng) [10]。 GIS 系統(tǒng)采用地理模型的分析手段，可以提供實(shí)時(shí)的多空間和動(dòng)態(tài)的地理相關(guān)信息，是專(zhuān)門(mén)為地理研究、管理評(píng)價(jià)、地理數(shù)據(jù)定量分析及提供決策服務(wù)而構(gòu)建起來(lái)的一種信息系統(tǒng)。 簡(jiǎn)而言之， GIS 系統(tǒng)既是分析 和管理地理 空間數(shù)據(jù)的工程應(yīng)用技術(shù)，又是跨越地球科學(xué)、 空間 科學(xué)和 信息 科學(xué)的 一個(gè) 基礎(chǔ)應(yīng)用學(xué)科。 該 系統(tǒng)由計(jì)算機(jī) 軟. .. 硬件 及 相關(guān)的過(guò)程方法所 構(gòu) 成， 主要用途是 支持空間數(shù)據(jù)的 各種分析處理 ，以便解決復(fù) 雜的管理 和 規(guī)劃 等 問(wèn)題。 它處理 的對(duì)象是多種地理空間 的 實(shí)體數(shù)據(jù) 以及 其 相互之間的 關(guān)系，包括遙感圖像數(shù)據(jù)、空間 定位 數(shù)據(jù)、 圖形及 屬性數(shù)據(jù)等 。 與常見(jiàn)的信息管理系統(tǒng)做比較， GIS 系統(tǒng)包含以下幾個(gè)主要的特征 [11]： (1)GIS 的 分析處理的 對(duì)象是空間數(shù)據(jù) 及各種 屬性數(shù)據(jù)， 也就是 點(diǎn)、線、面、體 等這些 有三維要素的地理實(shí)體?？臻g數(shù)據(jù)的 最主要 特點(diǎn)是 所有 數(shù)據(jù)都按統(tǒng)一的地理坐標(biāo) 來(lái) 編碼， 能夠達(dá)到 定位、定性和定量的描述 ， 這是 GIS 區(qū)別于 其它系統(tǒng)的根本標(biāo)志，也是 該領(lǐng)域的 技術(shù)難點(diǎn)。 (2)GIS 系統(tǒng)主要是強(qiáng)調(diào)對(duì)空間進(jìn)行分析，能夠通過(guò)空間解析式模型來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的分析和處理。 (3)在 GIS 系統(tǒng)的發(fā)展歷程中，人的因素在其中有著越來(lái)越重要的作用和影響。 GIS 地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù) GIS 系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是系統(tǒng)操作的對(duì)象和管理的內(nèi)容，一般將它們劃分成二種數(shù)據(jù)類(lèi)型，即空間特征數(shù)據(jù)及屬性特征數(shù)據(jù) [12]。 (1)空間特征數(shù)據(jù) 空間特征數(shù)據(jù)往往可以劃分成關(guān)系數(shù)據(jù)與幾何數(shù)據(jù)兩類(lèi)，其中幾何數(shù)據(jù)用來(lái)描述相關(guān)地理實(shí)體的位置及形狀大小，一般用坐標(biāo)值來(lái)表示?？臻g 地理目標(biāo)按自身的幾何特征可以劃分為點(diǎn)、線、面這三種類(lèi)型。這三種基本類(lèi)型目標(biāo)點(diǎn)狀、線狀、面狀間有著嚴(yán)格的鄰接、關(guān)聯(lián)與包含等拓?fù)潢P(guān)系。對(duì)地理信息系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其空間特征數(shù)據(jù)是用來(lái)定義地理實(shí)體的手段，也是用來(lái)聯(lián)系各種地理實(shí)體的非圖形信息的一個(gè)紐帶。 (2)屬性特征數(shù)據(jù) 屬性特征數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)的主要處理對(duì)象，是對(duì)一個(gè)地理實(shí)體的具體描繪，其主要通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)值或者字符串來(lái)描述。由屬性特征數(shù)據(jù)就可以便捷地在地理單元圖形信息和地圖背景的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行深入的綜合分析，為使用者在規(guī)劃、管理和決策方面提供重要的參考數(shù)據(jù)和信息。 . .. GIS 地理信息系統(tǒng)軟件及應(yīng)用開(kāi)發(fā) GIS 系統(tǒng)根據(jù)其內(nèi)容的不同可以分為工具型 GIS 和應(yīng)用型 GIS 兩大類(lèi)型，其中第一種 GIS 具備空間數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)、管理、分析處理及輸出等功能；而第二種 GIS 則是為一些專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的工作提供服務(wù)。 國(guó)際 上目前 主流 的商用 GIS軟件 有以下幾種 ： ArcGIS（包括 ArcGIS、 MapObjects、 ArcIMS、 ArcSDE、 ArcEngine和 ArcServer 等） 、 MapInfo、 AutoCAD、 Map3d、 PrideMap、 GeoMedia、 MGE、SmallWorld、 Grass、 GeoServer、 MapGuide 等 [13]。 隨著地理信息系統(tǒng)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用， GIS 應(yīng)用的研發(fā)設(shè)計(jì)就變得愈加重要和迫切。 GIS 一般包括三類(lèi)應(yīng)用開(kāi)發(fā)方式，即基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)、利用相關(guān)的 GIS工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)以及利用組件技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。其中利用前兩種開(kāi)發(fā)方式設(shè)計(jì)的軟件在系統(tǒng)功能上往往會(huì)有較大的不足，而且其設(shè)計(jì)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度較大，造成了其在應(yīng)用上的限制。對(duì)于第三種開(kāi)發(fā)技術(shù)，其對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的相關(guān)專(zhuān)業(yè)背景沒(méi)有太高的要求，并且能夠按照用戶(hù)自己的需求來(lái)設(shè)計(jì)，可以靈活地實(shí)現(xiàn)很多管理分析功能，完全可以滿(mǎn)足大部分客戶(hù)的 需求，這也得以使 GIS 應(yīng)用系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。目前，國(guó)內(nèi)外主流的 GIS 軟件提供商都開(kāi)發(fā)了組件方式的 GIS 產(chǎn)品，使用者能夠在相關(guān)額技術(shù)開(kāi)發(fā)規(guī)范指導(dǎo)下，方便的利用這些組件來(lái)完成強(qiáng)大的 GIS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。 GIST 交通地理信息系統(tǒng) 交 通 地 理 信 息 系 統(tǒng) GIST(Geography lnformation System Transportation)是 GIS 在勘 探測(cè)繪 、規(guī)劃管理等交通 行業(yè) 的具體應(yīng)用。 GIST是一個(gè)集采集 、 儲(chǔ)存 、管理 和 分析處理空間信息和交通信息 于一體的 計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)。 它是 GIS 技術(shù)在交通 運(yùn)輸行業(yè) 的 一個(gè) 延伸，是 GIS 技術(shù) 與 各種 交通信息處理分析技術(shù)的 綜合 集成。 能夠?yàn)檎还懿块T(mén)提供功能強(qiáng)大的管理工具和空間信息服務(wù)。 GIST 系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集和質(zhì)量控制子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)、系統(tǒng)功能表征子系統(tǒng)等組成 [14]。 1）數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng) 在交通地理信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)是其核心組成之一。 GIST 中主要包含的交通數(shù)據(jù)類(lèi)型有： . .. ? 空間信息（如交通分區(qū)圖，道路網(wǎng)絡(luò)圖，設(shè)施分布圖等） ? 屬性信息（交通區(qū)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，路網(wǎng)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)施屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，交通流量、道路等級(jí)、路面狀況、圖像數(shù) 據(jù)如航空影像、設(shè)施照片等） ? 其他有關(guān)信息，如多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)中航空影像、設(shè)施照片、聲音等多媒體信息。 GIST 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)將上述數(shù)據(jù)通過(guò)分層、圖塊管理、編碼及空間索引等方式構(gòu)建成空間數(shù)據(jù)庫(kù)。 2）數(shù)據(jù)采集和質(zhì)量控制子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)主要用來(lái)采集行政區(qū)域邊界、基礎(chǔ)設(shè)施、公路鐵路等這些要素的空間圖形數(shù)據(jù)，然后將其按照不同的空間數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行分層，使其數(shù)據(jù)質(zhì)量達(dá)到可以滿(mǎn)足管理及規(guī)劃應(yīng)用的要求。系統(tǒng)提供的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)，能夠?qū)ο鄳?yīng)的屬性數(shù)據(jù)，例如如上所述的行政交通區(qū)域、基礎(chǔ)設(shè)施、路線等信息進(jìn)行輸入、查詢(xún)、修改及 管理等功能。 3）系統(tǒng)功能表征子系統(tǒng) GIST 功能表征子系統(tǒng)主要包括以下及部分： 空間分析，系統(tǒng)可以提供空間數(shù)據(jù)的編輯與修改，主要內(nèi)容是交通區(qū)域的編輯、交通分區(qū)的合并、分割，以及給道路設(shè)計(jì)構(gòu)建二維的地表模型。 專(zhuān)題制圖， 該功能可以對(duì)測(cè)量圖層進(jìn)行編輯、顯示和測(cè)量等，主要內(nèi)容有編輯、綜合制圖以及測(cè)量等。 統(tǒng)計(jì)分析，該功能可以把查詢(xún)到的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)表格、統(tǒng)計(jì)圖表等各種數(shù)據(jù)表達(dá)方式進(jìn)行展現(xiàn)及統(tǒng)計(jì)分析。 路徑優(yōu)化，該功能可以讓用戶(hù)設(shè)定起止點(diǎn)來(lái)選擇最優(yōu)也即最短路徑，同時(shí)可以通過(guò)設(shè)置來(lái)使某個(gè)路口或者路段禁行，以及給 定條件下的最佳路徑尋找。 交通地理信息系統(tǒng)在出租車(chē)管理調(diào)度中的主要作用是對(duì)出租車(chē)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位、導(dǎo)航以及路徑最優(yōu)化計(jì)算。在該系統(tǒng)中，還有一個(gè)重要的組成部分，即電子地圖，它的主要功能為以下幾點(diǎn)： 1)提供可視圖形化的人機(jī)交互界面； 2)對(duì)屏幕上顯示的地圖進(jìn)行任意的縮放及漫游； 3)查詢(xún)地理實(shí)體的位置坐標(biāo)及信息； 4)在圖上準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地顯示出租車(chē)的方位信息及其行駛路徑，并能在確定起始點(diǎn)后尋找最優(yōu)路徑。 . .. 無(wú)線傳輸技術(shù) 車(chē)輛上的終端設(shè)備可以獲得其所在位置等實(shí)時(shí)信息，然后就需要利用移動(dòng)通信技術(shù)來(lái)將這些采集到的信息 由車(chē)輛本事傳送給監(jiān)控系統(tǒng)中心，然后由系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，與自建信號(hào)基站相比，利用現(xiàn)有移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商的在運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳送數(shù)據(jù)，在經(jīng)濟(jì)性和可靠安全性上要好很多 。 全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)（ Global System for Mobile Communication， GSM）是國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用最為廣泛和成熟的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。 GSM 網(wǎng)絡(luò) 的特點(diǎn) 有 ：防盜能力突出 、網(wǎng)絡(luò) 信息 容量大、通 信質(zhì)量 穩(wěn)定無(wú)干擾、接收信號(hào)靈敏 高 等 [15]。目前世界上兩大 GSM 系統(tǒng)為 GSM 900、 GSM1800，采用不同頻率 ，而本文中所看重的是通信網(wǎng)絡(luò)的 穩(wěn)定性和其采用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的固定性。車(chē)輛上的終端設(shè)備通過(guò)內(nèi)置無(wú)線通信模塊，使用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商提供的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)服務(wù)器之間的連接，使其能夠?qū)⒌玫降能?chē)輛數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的服務(wù)器，同時(shí)能夠接收和執(zhí)行服務(wù)器發(fā)出的命令消息。 . .. 3 系統(tǒng)功能及需求 移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)控的目的，是為了在移動(dòng)目標(biāo)及其管理者之間建立一種準(zhǔn)確、迅速、有效的信息溝通方式。促進(jìn)企業(yè)的信息化建設(shè)，獲得先進(jìn)的管理手段，為決策者實(shí)時(shí)提供決策參考信息，從而提高工作效率，降低運(yùn)營(yíng)成本，保障安全，使得管理工作更為簡(jiǎn)單有效。 因此， GPS 監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能是在移動(dòng)目標(biāo)以及監(jiān)控中心之間進(jìn)行高效的信息傳送。通過(guò)信息的交流，公司的決策者能夠得到實(shí)時(shí)的管理決策支持?jǐn)?shù)據(jù)，車(chē)輛駕駛和司乘人員能夠享受到信息和安防等服務(wù)，監(jiān)控人員能夠方便快捷的完成監(jiān)控調(diào)度任務(wù)，需要系統(tǒng)提供信息服務(wù)的人員能夠簡(jiǎn)單及時(shí)的獲得服務(wù) [20]。 系統(tǒng)需求特點(diǎn) /服務(wù)器模式（ Browser/Server） 目前，傳統(tǒng)的客戶(hù)端 /服務(wù)器結(jié)構(gòu)（ C/S）正在被 B/S 結(jié)構(gòu)或其它的分布式體系結(jié)構(gòu)所取代，由于 B/S 方式僅要求客戶(hù)機(jī)上安裝有瀏覽器即可（包括 IE或 Netscape），因此具有界面風(fēng)格統(tǒng)一、開(kāi)放、應(yīng)用程序維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn) [21]。 監(jiān)控中心作為整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)重要部分，起著承上啟下、內(nèi)外銜接的作用。作為客戶(hù)服務(wù)的窗口，監(jiān)控中心要能及時(shí)處理大量用戶(hù)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，這些在車(chē)輛監(jiān)控中心受理的業(yè)務(wù)請(qǐng)求如何得到準(zhǔn)確、及時(shí)、快速的處理，是體現(xiàn)系統(tǒng)響應(yīng)速度和解決客戶(hù)問(wèn)題效率的關(guān)鍵。為了更好地與用戶(hù)之間進(jìn)行交互，服務(wù)器端應(yīng)用應(yīng)提高服務(wù)器處理大量請(qǐng)求時(shí)的響應(yīng)速度。 GPS 車(chē)輛監(jiān)控信息管理系統(tǒng)的通信安全也直接影響整個(gè)系統(tǒng)的安全性。 GPS 車(chē)輛監(jiān)控信息管理系統(tǒng)的安全性問(wèn)題主要包括以下幾方面：系統(tǒng)通信的安全性、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)的權(quán)限管理及數(shù)據(jù)庫(kù)文件的安全性等。網(wǎng)絡(luò)安全由網(wǎng)段的劃分、路由備份、路由訪問(wèn)控制來(lái)保證。每個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中繼必須建立雙路由模式即直達(dá)路由和迂回路由；路由器使用動(dòng)態(tài)路由協(xié)議；功能完善強(qiáng)大的防火. .. 墻是路由器網(wǎng)關(guān)必須具有的，可以確保系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保密，也可以檢測(cè)到不安全的訪問(wèn)者。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)一定要采用具備 C2 級(jí)以上的數(shù)據(jù)安全控制機(jī)制；數(shù)據(jù)庫(kù)還應(yīng)該具有完整的鎖機(jī)制；如果有些數(shù)據(jù)的保密要求非常嚴(yán)格，這些數(shù)據(jù)可以字段加密去儲(chǔ)存，這些 數(shù)據(jù)即使是數(shù)據(jù)管理員也無(wú)法讀出來(lái)。 系統(tǒng)能方便、快捷地完成擴(kuò)容，是必須在設(shè)計(jì)階段考慮的問(wèn)題。當(dāng)系統(tǒng)的規(guī)模要增大時(shí)，可以不用改變系統(tǒng)原來(lái)結(jié)構(gòu)的的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的功能。 嚴(yán)格來(lái)說(shuō)跨平臺(tái)性是先進(jìn)性的一種具體表現(xiàn)形式，一般來(lái)說(shuō)跨平臺(tái)性是指軟件能夠在不同的操作系統(tǒng)上運(yùn)行，目前實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)特征的主要技術(shù)是 JAVA 技術(shù)?？梢赃m用于任何不同的軟硬件平臺(tái)，而且也適用于任何規(guī)模和不同管理方式的企業(yè)，新用戶(hù)容易添加到系統(tǒng)上，自動(dòng)完善各種操作。 模塊的標(biāo)準(zhǔn)化是整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)所必須具 備的；系統(tǒng)文檔必須要規(guī)范化，包括系統(tǒng)需求分析、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、測(cè)試、測(cè)試結(jié)果、系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)等等一系列設(shè)計(jì)過(guò)程和使用過(guò)程的報(bào)告都必須規(guī)范。 定論一個(gè)系統(tǒng)實(shí)用與否的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是系統(tǒng)的易操作性，一般情況下有以下幾點(diǎn)：美觀的操作界面，使功能要人性化；簡(jiǎn)潔的操作步驟，越簡(jiǎn)單越好；系統(tǒng)提供幫助的信息要完整并且實(shí)用，即使不怎么懂專(zhuān)業(yè)的用戶(hù)也能很快的學(xué)會(huì)使用系統(tǒng)的各個(gè)功能。 確保系統(tǒng)可以在一段時(shí)期內(nèi)能夠自行檢測(cè)、隨時(shí)可以監(jiān)控、如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)告知系統(tǒng)完善日志管理功能，方便技術(shù)處理員可以快速找 到故障位置，即時(shí)處理問(wèn)題所在；如果一臺(tái)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)移到另一臺(tái)服務(wù)器上，就是所說(shuō)的雙機(jī)熱備份系統(tǒng)。當(dāng)一些軟件有重要操作時(shí)要設(shè)置日志記錄，作為系統(tǒng)日志的補(bǔ)充，并且加強(qiáng)管理功能；不僅需要系統(tǒng)定期的自行檢測(cè)，而且設(shè)計(jì)軟件過(guò)程當(dāng)中也要考慮數(shù)據(jù)監(jiān)控，當(dāng)系統(tǒng)被攻擊后可以提早作出察覺(jué)。 . .. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 出租車(chē)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要根據(jù)以下原則為依據(jù)： 信息量大是這個(gè)系統(tǒng)的最大特征，所有部門(mén)都會(huì)頻繁聯(lián)系和頻繁的交換資源，所以要想保證系統(tǒng)的高效性就得采取一定的措施。 系統(tǒng)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部分必 須提供充分的手段去抗干擾除噪聲。 根據(jù)用戶(hù)的需求和習(xí)慣制定用戶(hù)的車(chē)載終端，所有的程序都必須符合出租車(chē)行業(yè)的要求，系統(tǒng)界面友好、功能易操作和學(xué)習(xí)，作業(yè)流程加以規(guī)范和完善。 可以適用于任何不同的軟硬件平臺(tái)，而且也適用于任何規(guī)模和不同管理方式的企業(yè)，新用戶(hù)容易添加到系統(tǒng)上，自動(dòng)完善各種操作。 數(shù)據(jù)在全局網(wǎng)內(nèi)可以共享，和其它的管理系統(tǒng)一樣，不同管理級(jí)別在系統(tǒng)內(nèi)的操作權(quán)限不同，并制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)策略，防止系統(tǒng)遭受意外時(shí)的損失最小。 6．系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性 在保證滿(mǎn)足技術(shù)要求的前 提下，做到性?xún)r(jià)比最好；采用 GPRS 方式傳輸數(shù)據(jù)，后期的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用只有同類(lèi)產(chǎn)品的 1/4。 7．系統(tǒng)兼容性 兼容現(xiàn)有的和將要采用的顯示終端設(shè)備，要求總