基于北斗的出租車調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

韓琦 石琨 張慧芳 孫健 吳偉

摘 要：文章主要介紹基于南通大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院與江蘇太平洋通信科技有限公司合作建設(shè)的基于北斗的出租車調(diào)度管理系統(tǒng)，著重對(duì)平臺(tái)的基本框架、功能、原理以及實(shí)際運(yùn)營效果這幾方面進(jìn)行闡釋。此外，結(jié)合出租車調(diào)度平臺(tái)存在的一些問題，提出了進(jìn)一步完善的建議。

關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)；出租車調(diào)度管理系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

引言

在科技高速發(fā)展的今天，人們的出行率不斷提高。與其他出行方式相比，出租車因其能夠?yàn)轭櫩吞峁╅T對(duì)門、一站式、快捷的出行服務(wù)等優(yōu)點(diǎn)而倍受客戶青睞。[1]盡管出租車行業(yè)近年來取得了快速的發(fā)展，然而由于出租車行業(yè)管理體制的不完善，也存在以下亟待解決的問題：

（1）出租車分布、調(diào)度合理性較差，空載率高。（2）乘客失物尋回率低。（3）出租車司機(jī)的人身安全存在隱患，劫警事件頻有發(fā)生。（4）出租車司機(jī)經(jīng)常會(huì)無意識(shí)狀態(tài)下疲勞駕駛或者超速駕駛，甚至因此而引發(fā)交通事故。

為此，南通大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院與江蘇太平洋通信科技有限公司合作建設(shè)，開發(fā)出一套基于北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的出租車管理平臺(tái)，以監(jiān)控南通市所轄區(qū)域的出租車。取得了良好的效果，主要針對(duì)管轄區(qū)所在出租車車輛為其提供實(shí)時(shí)定位、追蹤、監(jiān)管等服務(wù)。

1 出租車調(diào)度平臺(tái)框架及原理介紹

文章設(shè)計(jì)的基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的出租車調(diào)度平臺(tái)，主要由車載終端、監(jiān)控調(diào)度中心、分監(jiān)控中心三部分構(gòu)成[1]：

（1）車載終端安裝在被監(jiān)控的移動(dòng)目標(biāo)汽車上，主要是由北斗接收機(jī)，GSM收發(fā)模塊和主控制模塊等集成的硬件設(shè)備。負(fù)責(zé)車載終端與監(jiān)控中心間的數(shù)據(jù)傳輸。

（2）監(jiān)控調(diào)度中心是由GIS監(jiān)控調(diào)度及信息服務(wù)平臺(tái)、用戶及車輛資料數(shù)據(jù)庫等構(gòu)成的計(jì)算機(jī)軟硬件體系，它是整個(gè)系統(tǒng)的核心和“神經(jīng)中樞”。

（3）分監(jiān)控中心是通過互聯(lián)網(wǎng)連接在監(jiān)控調(diào)度中心的分控平臺(tái)。主要是集團(tuán)下屬客運(yùn)公司和戶外管理人員，通過這種方式參與管理調(diào)度和實(shí)時(shí)監(jiān)控。

北斗監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的一般工作流程：車載定位終端（內(nèi)含北斗模塊、SIM卡）可向北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)發(fā)送位置請(qǐng)求信息，接收衛(wèi)星測(cè)量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離，并根據(jù)其他三顆以上衛(wèi)星的數(shù)據(jù)計(jì)算出信息發(fā)送源所處地理位置坐標(biāo)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)、報(bào)警信息及信息服務(wù)請(qǐng)求[2]，打包后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及無線通信鏈路發(fā)送至監(jiān)控中心和數(shù)據(jù)庫；監(jiān)控調(diào)度中心根據(jù)由車載終端上傳的出租車位置的實(shí)時(shí)信息或數(shù)據(jù)庫所存儲(chǔ)的信息，隨時(shí)獲取入網(wǎng)移動(dòng)車輛目標(biāo)的方位，并能夠?qū)⒊鲎廛嚳臻g位置直觀清晰的顯示在網(wǎng)絡(luò)電子地圖上然后與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交流與共享[3]。

與之前基于GPS的車輛調(diào)度管理系統(tǒng)相比，運(yùn)用北斗實(shí)現(xiàn)出租車的調(diào)度具有十分廣泛的意義：

（1）覆蓋范圍：北斗定位系統(tǒng)是覆蓋中國本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，而GPS是覆蓋全球的全天候定位系統(tǒng)，所以針對(duì)本國而言，北斗定位信息更為準(zhǔn)確。

（2）成本控制：一方面，采用GPS定位系統(tǒng)其規(guī)模太大、造價(jià)太高，而采用本國自行的定位系統(tǒng)更有利于成本的節(jié)約。另一方面，從實(shí)際運(yùn)營角度來看，能夠?yàn)榻④嚬苤贫忍峁┲匾罁?jù)，有效截制公有資源的浪費(fèi)與流失。

（3）提高安全與效力：隨著國內(nèi)滴滴打車、快的打車等打車軟件的興起與發(fā)展，基于北斗的出租車調(diào)度管理系統(tǒng)不僅大大減少了出租車司機(jī)拒載、議價(jià)、途中甩客、故意繞道行駛等不規(guī)范的駕駛行為，更具有提高國防安全的重要戰(zhàn)略意義。

（4）信息傳輸：“北斗”具有定位和通信雙重作用，具備短信通訊功能，而GPS只能用作導(dǎo)航只具有接受功能卻無法實(shí)現(xiàn)通信功能，不能滿足日益增長(zhǎng)的用戶需求。

2 出租車調(diào)度系統(tǒng)功能介紹

針對(duì)引言中提出的出租車調(diào)度合理性較差以及出租車司機(jī)及顧客的人生財(cái)產(chǎn)安全存在隱患等問題，文章設(shè)計(jì)的出租車調(diào)度平臺(tái)系統(tǒng)提供了[3]定位管理、安全管理、失物查找等功能，具體介紹如下：

2.1 出租車定位管理功能

文章介紹的出租車調(diào)度管理系統(tǒng)每隔30秒記錄一次車輛的位置，其中記錄的參數(shù)包括車輛速度、位置、行駛方向、報(bào)警狀態(tài)等。點(diǎn)名定位功能可以即時(shí)實(shí)現(xiàn)查詢車輛當(dāng)前時(shí)間的位置及主動(dòng)上傳最新位置并可以在地圖上畫出軌跡。

2.2 出租車安全管理功能

（1）文字調(diào)度與語音調(diào)度功能的實(shí)現(xiàn)，有效解決了司機(jī)超速駕駛、疲勞駕駛等問題，大大提高了司機(jī)的出行安全率，減少交通事故發(fā)生率。

（2）緊急報(bào)警、自動(dòng)拍照功能有效的預(yù)防了劫警發(fā)生。手動(dòng)報(bào)警后可自動(dòng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍照取證，上傳到中心提供相關(guān)數(shù)據(jù)等。

2.3 出租車失物查找功能

由于大多數(shù)時(shí)候丟失物品的乘客并非能準(zhǔn)確說出所乘坐的出租車車牌號(hào)碼[5]，為保證顧客能準(zhǔn)確尋回失物，該出租車調(diào)度管理系統(tǒng)通過設(shè)置特定的時(shí)間段和路段，準(zhǔn)確查詢通過的車輛進(jìn)行排查提供了失物招領(lǐng)的方法。此外，還可以查詢特殊車輛的運(yùn)行軌跡，排查車輛并尋回失物。

3 平臺(tái)運(yùn)行成果展示

文章所介紹的基于北斗定位系統(tǒng)的出租車調(diào)度系統(tǒng)自運(yùn)行以來，支持輸出各類匯總、統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表等功能，包括對(duì)城市出租車的運(yùn)力、客運(yùn)量、運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行安全、效率、軌跡等方面的統(tǒng)計(jì)分析等各種大量數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計(jì)，為更高水平的決策提供強(qiáng)有力的依據(jù)。

3.1 運(yùn)力統(tǒng)計(jì)分析

包括對(duì)出租車公司各車輛的載運(yùn)次數(shù)、載運(yùn)里程、重車?yán)锍?、空駛里程、運(yùn)營里程等統(tǒng)計(jì)分析功能。

以運(yùn)營里程為例：我們選取蘇FBT298、蘇FBT299、蘇FBT300、蘇FBT301、蘇FBT303、蘇FBT305等六輛車提取其從2014年4月到2014年10月共六個(gè)月的數(shù)據(jù)，可得如圖1所示的柱狀分析圖。從圖中我們不難看出，蘇FBT305在四月到十月的運(yùn)營狀況中都較其他車輛更為突出，且在八月達(dá)到運(yùn)營的最高峰。

圖1 2014.4—2014.10車輛運(yùn)營里程柱狀統(tǒng)計(jì)圖

圖2 出租車日運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)

3.2 運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)分析

支持對(duì)各出租車公司各車輛規(guī)定時(shí)間段內(nèi)行駛時(shí)間、停駛時(shí)間及載客時(shí)長(zhǎng)的統(tǒng)計(jì)分析。

選取蘇FBT298、蘇FBT299、蘇FBT300、蘇FBT301、蘇FBT303、蘇FBT305以及蘇FBT306等七輛車在11月1日的行駛時(shí)長(zhǎng)為例，可制作成如圖2的圖表，從表中我們可以看出，在11月1日當(dāng)天，七輛被調(diào)查車輛中的蘇FBT305駕駛時(shí)間最長(zhǎng)，約接近2500分鐘。

當(dāng)然，我們還可以進(jìn)一步對(duì)某出租車單位的所有運(yùn)營車輛進(jìn)行駕駛時(shí)長(zhǎng)的統(tǒng)計(jì)，然后結(jié)合日運(yùn)營成本，估計(jì)出該出租車公司的收益狀況。

3.3 運(yùn)行安全統(tǒng)計(jì)分析

包括對(duì)出租車的超速、疲勞駕駛等違規(guī)駕駛情況，以及安全事故統(tǒng)計(jì)、劫警次數(shù)統(tǒng)計(jì)、安全運(yùn)行間隔里程、行車責(zé)任死亡事故頻率等方面的統(tǒng)計(jì)分析功能。

由監(jiān)控中心2014-05-01日至2014-11-11日6個(gè)月數(shù)據(jù)得出，所監(jiān)控車輛疲勞駕駛報(bào)警總數(shù)為18333，其中重點(diǎn)監(jiān)控車輛（指南黃海、蘇慧旅游、第三運(yùn)輸三家提出重點(diǎn)監(jiān)控要求的企業(yè)）疲勞駕駛報(bào)警數(shù)為1411次，所監(jiān)控車輛超速駕駛報(bào)警總數(shù)為7441，其中重點(diǎn)監(jiān)控車輛超速駕駛報(bào)警總數(shù)為758。

以疲勞駕駛數(shù)據(jù)為例可得出以下分析：如圖3反映了南黃海、蘇慧、第三運(yùn)輸三家重點(diǎn)監(jiān)控公司在2014.5.1—2014.11.1發(fā)生疲勞駕駛的數(shù)量比例關(guān)系：

其中南黃海所占比例最多，三運(yùn)所占比例最少。這也為不同公司對(duì)于本公司車輛、司機(jī)的管理提供了依據(jù)。

圖3 疲勞駕駛數(shù)量比例關(guān)系圖

4 結(jié)論與建議

北斗出租車調(diào)度系統(tǒng)是將北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)、無線通信技術(shù)、GIS等其他現(xiàn)代高新技術(shù)融為一體建立起來的出租車動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候、大范圍、多車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效改善出租車運(yùn)營管理中空載等問題，增強(qiáng)劫警等突發(fā)事件的應(yīng)變能力，提高出租車的運(yùn)營效率和安全度。

然而，北斗出租車調(diào)度管理系統(tǒng)雖然有效解決了現(xiàn)在出租車行業(yè)所存在的一些調(diào)度、安全等方面的問題，但仍然存在許多可以改進(jìn)和完善的地方，如：（1）因司機(jī)在駕駛過程中不小心觸碰報(bào)警器引發(fā)報(bào)警或者平臺(tái)有延誤延時(shí)報(bào)警時(shí)間，虛擬報(bào)警情況時(shí)有發(fā)生。（2）平臺(tái)對(duì)接性有待提高。如南通市的出租車監(jiān)管平臺(tái)與蘇州市的出租車監(jiān)管平臺(tái)不能有效對(duì)接，不利于智慧城市的實(shí)現(xiàn)。（3）出租車調(diào)度系統(tǒng)的靈活性與可用性方面還可提高。針對(duì)路況信息問題，還可設(shè)立路況信息播報(bào)，及時(shí)獲取路況信息并反饋給出租車司機(jī)。

如何有效改變和完善上述存在的問題，這也是激勵(lì)我們今后可以不斷付出努力進(jìn)行研究，將這一系統(tǒng)進(jìn)行完善的重要課題。

參考文獻(xiàn)

[1]賈婷.基于乘客需求及分布的出租車調(diào)度方法技術(shù)研究[D].成都理工大學(xué)：成都理工大學(xué)，2013.

[2]周文婷.出租車監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)中WEBGIS子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].南京理工大學(xué)：南京理工大學(xué)，2012.

[3]韓滿江.基于GPS/GIS的出租車調(diào)度系統(tǒng)[D].大連理工大學(xué)：大連理工大學(xué)，2007.

[4]呂芳，張躍，楊宏業(yè).清華嵌入式GPS出租車調(diào)度系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2003（10）.

[5]陳少杰，陳賢富.基于GPS/GIS的出租車調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)，2011（6）.

*通訊作者：張慧芳（1985-），女，博士，講師，從事城市遙感與應(yīng)用研究。