淺談車輛偏線技術在重卡車聯網行業(yè)的應用

王曉琦，楚川

（中交天健產品開發(fā)部，陜西 西安 710200）

淺談車輛偏線技術在重卡車聯網行業(yè)的應用

王曉琦，楚川

（中交天健產品開發(fā)部，陜西 西安 710200）

在實際應用過程中，車輛按規(guī)定線路行駛，當偏離規(guī)定線路時對管理者進行提醒服務。文章主要描述了偏線的應用，簡單介紹了路線偏移的工作原理，重點闡述了偏線管理的功能以及技術實現。

車聯網；偏線技術；結構設計

CLC NO.:U462.1 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2015)05-145-03

引言

偏線服務器主要是計算車輛是否在系統規(guī)定的線路、區(qū)域內行駛，同時計算出車輛是否進出站點和是否超速的功能。計算的主要依據為GPS位置和GPS速度。具體功能如下：

線路偏移，線路偏移分成兩種模式（單線路和多線路模式）。在單線路模式下，只要車輛不在綁定的線路上就發(fā)出線路偏移報警（報警ID為11）；在多線路模式下，首先系統會判斷車輛是否進入某條線路，發(fā)出進線報警（報警ID為3），如果在車輛出線路之前離開線路，則系統發(fā)出線路偏移報警（報警ID為11），只要車輛正常離開線路才會發(fā)出出線路報警（報警ID為4）。

進出區(qū)域報警，區(qū)域分為圓形和矩形區(qū)域。車輛在進入某區(qū)域內后發(fā)出進區(qū)域報警（報警ID為1），車輛從區(qū)域中出來后系統發(fā)出出區(qū)域報警（報警ID為2）。

超速和解除超速報警。車輛在某區(qū)域內或者在某路段、線路上的速度超出了系統所設定的速度后，系統發(fā)出超速報警（報警ID為5，其中路段超速報警ID為12），直到車輛速度降到系統規(guī)定的速度范圍內后，系統才發(fā)出解除超速報警（報警ID為6，其中路段解除超速報警為13）。

進出站點報警，車輛在某個線路上行駛時，當車輛進入某站點時，系統發(fā)出進站報警（報警ID為9），當車輛離開某站點時，系統發(fā)出出站點報警（報警ID為10）。

路段限時行駛報警，是指當車輛在通過某路段時，沒有按照系統規(guī)定的時間范圍內通過，則系統會發(fā)出報警，如車輛過快的通過了該路段，則系統發(fā)出車輛過快通過報警（報警ID為8），如果車輛過慢通過該路段，則系統發(fā)出車輛過慢通過報警（報警ID為7）。

本文就偏線技術的工作原理進行論述，重點闡述了目前偏線管理的技術實現。

1、系統結構設計

1.1 系統架構圖

1.2 系統功能說明

1）網站

網站在偏線服務器中的作用是提供 UI界面給用戶設置相關參數和設定車輛的線路或區(qū)域。

生成線路或區(qū)域信息。通過DSRouter接口將用戶設置的線路數據發(fā)送給偏線服務器的DS服務器，DS服務器將數據進行持久化保存；同時如果用戶需要修改線路信息，網站通過DSRouter獲取線路信息提供給用戶修改。

為車輛綁定線路或區(qū)域，通過SCRouter接口將線路或區(qū)域信息綁定到某車輛上。

2）DS存儲服務器群

DS存儲服務器群肩負著保存用戶生成的所有線路和區(qū)域信息。其主要特點如下：

a.能夠快速的讀取和存儲某個線路或區(qū)域的數據，使用K-VALUE的模式進行存儲，這樣的模式決定了存儲的速度。

b.能夠進行海量存儲，由于 DS服務器是可水平擴展的服務器，她會平均分配各個數據的存儲。

3）SC計算服務器群

SC計算服務器群主要肩負著所有車輛的偏線、進出區(qū)域等報警的計算，能及時準備的將報警結果通過 SP接口輸送給外部。

SC服務器是一個無狀態(tài)的服務器，她不存儲任何數據的狀態(tài)，只會根據接收到的數據進行計算。這樣為計算備份提供了有利條件，因此，SC服務器具備了計算熱備份的功能，當某個SC服務器宕機或者其他原因導致無法計算時，SC備份服務器馬上啟動替換主計算服務器。

SC服務器可水平擴展，為真正的云計算模式，這樣為計算效率的提高提供了有力的保障。

4）網關和數據庫

網關將車輛的GPS數據通過SCRouter接口輸送給SC計算服務器群，而數據庫是將SC計算后發(fā)出的報警保存起來，提供用戶查詢。

2、系統算法

算法是偏線服務器的核心部分，為偏線服務器能計算出準確有效的速度提供了保障，我們的算法是經過多年的經驗總結出來的一個目前比較優(yōu)越的算法。其穩(wěn)定性和性能水平目前處于國內先進水平。

2.1 進出區(qū)域算法

進出區(qū)域算法的核心為判斷一個點是否在指定類型的區(qū)域或其緩沖區(qū)域內，下圖中綠色部分為實際編輯的區(qū)域，紅色部分為其相應的緩沖區(qū)域。緩沖區(qū)域的寬度由網站在生成區(qū)域時設定，默認為50米。為了描述方便，約定下文中提到的區(qū)域內即指在區(qū)域或其緩沖區(qū)域內，區(qū)域外即指在區(qū)域及其緩沖區(qū)外。

點是否在矩形、圓形、多邊形內，為基本平面幾何算法，在此，不再贅述。

目前，進出區(qū)域通過計分的方式來判定。點在區(qū)域內則加分（默認加10分），加到指定分值（默認為50分）后判定為進入區(qū)域，上報第一個進入該區(qū)域的點（包含位置、時間等信息）。在已被判定為在區(qū)域內的情況下，如果后續(xù)的點仍在區(qū)域內則繼續(xù)加分（默認加10分），直到達到最大分值（默認為60分）；如果后續(xù)點在區(qū)域外則減分（默認減15分），減到指定分值（默認為10分）后判定為出區(qū)域，上報第一個出該區(qū)域的點。

上圖所示例子分值判定表1如下：

?

2.2 偏線算法

偏線算法的核心為判斷一個點到線段的最短距離是否小于閾值T（即路段半徑，默認為50米）。線路可以看成一系列有向線段組成的集合；如上圖中的線路“A—>D”由AB、BC、CD三條線段組成。如果點P1到線段AB、BC、CD的最短距離S1小于T則認為點在線路上，否則認為點不在線路上。

由于線路是有方向的，所以車輛與線路的關系有三種：不在線路上；在線路上，方向與線路不同；在線路上，方向與線路相同；

進線/偏線的判定與進出區(qū)域的判定方式類似。車輛在線路上且方向與線路相同則加分（默認加10分），加到指定分值（默認為50分）后判定為進入線路，上報第一個進入線路的點（包含位置、時間等信息）。在已被判定為進入線路的情況下，如果后續(xù)車輛仍在線路上且方向與線路相同則繼續(xù)加分（默認加10分），直到達到最大分值（默認為60分）；如果后續(xù)車輛不在線路上或在線路上但方向與線路不同則減分（默認減15分），減到指定分值（默認為10分）后判定為偏線，上報第一個偏線的點。

3、結論

在用戶的實際應用過程中，通過車輛偏線功能使得車輛外出的行駛更加透明化，有效的杜絕了司機偷盜貨物、拉私活、繞路延時等不良行為，為管理者提供了有力證明，進一步提升車隊的管理水平。

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Discussion on the application of the partial-line technology in the heavy vehicle IVO field

Wang Xiaoqi, Chu Chuan
( In tian jian in shaanxi car networking information technology co., ltd., Shaanxi Xi’an 710200 )

This article focuses on one of the Internet of Vehicles that is used in the industry of heavy truck. In this paper si mply introduces the structure and working principle of TianXingJian Car Networking Service System , expounds the functi on of this system, as well as its practical value in transportation and intelligent logistics. TianXingJian Car Networking Ser vice System can improve the fuel economy of heavy truck, reduce the probability of traffic accident and promote the devel opment of logistics industry to the intelligent direction.

Internet of Vehicles; Intelligence; Service

U462.1

B

1671-7988(2015)05-145-03

王曉琦，男，中交天健車聯網信息技術有限公司產品開發(fā)部經理。