基于北斗高精度定位的車輛管理平臺(tái)研發(fā)

潘健 陳雨然 胡耀蓉

摘要：針對(duì)當(dāng)前企業(yè)車輛的保有量不斷增加導(dǎo)致的管理難度大、運(yùn)作效率低、車輛調(diào)度不及時(shí)等問題，分析了北斗高精度定位技術(shù)在車輛管理智能化、電子化實(shí)現(xiàn)過程中的具體應(yīng)用，設(shè)計(jì)了基于北斗高精度定位的車輛管理平臺(tái)。圍繞北斗高精度定位、數(shù)據(jù)加密等技術(shù)在車輛管理過程中的應(yīng)用，從系統(tǒng)總體架構(gòu)出發(fā)，闡述車輛管理平臺(tái)設(shè)計(jì)流程，實(shí)現(xiàn)從申請(qǐng)、審批、使用、行駛動(dòng)態(tài)到返還等各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)各類外辦車輛的全方位管控，為降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本、加強(qiáng)企業(yè)信息化建設(shè)做出有益的探索和嘗試。

關(guān)鍵詞：車輛管理；北斗；高精度定位；數(shù)據(jù)加密

中圖分類號(hào)：TP319? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1671-0797（2023）12-0052-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.12.015

0? ? 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，企業(yè)的用車數(shù)量越來越大，用車活動(dòng)也越來越多，隨之而來的就是諸多違規(guī)用車現(xiàn)象。以某國(guó)有企業(yè)為例，在車輛管理方面存在以下問題：企業(yè)在車輛使用、維修、保養(yǎng)等過程中不能全程監(jiān)管和統(tǒng)計(jì)，未能對(duì)資源進(jìn)行有效整合，缺乏動(dòng)態(tài)管理能力，增加了單位車輛的管理成本和用車風(fēng)險(xiǎn)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與5G同為“大國(guó)重器”，是國(guó)家重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施，旨在為全球用戶提供位置服務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可提供實(shí)時(shí)導(dǎo)航、快速定位、精確授時(shí)和位置報(bào)告等功能，與目前各垂直行業(yè)對(duì)車載設(shè)備的精準(zhǔn)位置需求高度契合[1]，根據(jù)國(guó)家“十三五”信息化規(guī)劃，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將與國(guó)家“一帶一路” “中國(guó)制造2025”等戰(zhàn)略深度融合，將與“一帶一路” “中國(guó)制造2025”等共同推動(dòng)國(guó)家的更快發(fā)展。

為解決上述國(guó)有企業(yè)存在的問題，本文以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在保證數(shù)據(jù)加密和安全傳輸?shù)那疤嵯?，總結(jié)了該企業(yè)安全綜合管理平臺(tái)和項(xiàng)目管理平臺(tái)中外辦車輛申請(qǐng)模塊的特點(diǎn)，以開源程序設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)據(jù)通信加密算法進(jìn)行了研究，使車輛管理智能化、信息化建設(shè)通過北斗衛(wèi)星的高精度定位技術(shù)及其獨(dú)有的通信功能得以實(shí)現(xiàn)。

1? ? 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于北斗高精度定位的車輛管理平臺(tái)整體架構(gòu)如圖1所示，由各類終端設(shè)備、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層四部分組成。

本平臺(tái)采用B/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)層為整個(gè)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。車輛安全數(shù)據(jù)、任務(wù)數(shù)據(jù)、車速數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)等終端設(shè)備的各種監(jiān)測(cè)裝置采集的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)加密技術(shù)進(jìn)行加密傳輸，接收到的加密數(shù)據(jù)在服務(wù)層根據(jù)解析協(xié)議進(jìn)行解密，解析北斗報(bào)文數(shù)據(jù)，向應(yīng)用層的GIS系統(tǒng)反饋車輛定位、車輛時(shí)速等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，管理人員在系統(tǒng)上即可清楚掌握車輛的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。管理人員也可根據(jù)需求，在應(yīng)用層使用車輛調(diào)度與管理、統(tǒng)計(jì)分析、權(quán)限管理等相應(yīng)的管理功能。

2? ? 數(shù)據(jù)加密模塊設(shè)計(jì)

加密技術(shù)是一種可以很好地保護(hù)數(shù)據(jù)的防護(hù)措施，它通過在發(fā)送方對(duì)待傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊處理（即加密），將待傳輸數(shù)據(jù)變換為讓人難以讀懂的亂碼，然后再在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸[2]。

對(duì)稱加密是指使用相同密鑰（Key）進(jìn)行加密和解密的加密算法。對(duì)稱式加密算法的優(yōu)點(diǎn)是在使用長(zhǎng)密鑰時(shí)，加解密速度快，破解難度大。非對(duì)稱加密是指對(duì)使用不同密鑰的加密算法進(jìn)行加密和解密，又稱“公私鑰加密”，非對(duì)稱加密的缺點(diǎn)是加解密速度比對(duì)稱加密慢很多，優(yōu)點(diǎn)是公鑰加密的信息，只有私鑰才能解密，只有公鑰才能解密私鑰加密的信息，使數(shù)據(jù)的安全性大大提高。

通過對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)通信加密技術(shù)的詳細(xì)分析，采用對(duì)稱與非對(duì)稱相結(jié)合的方式，在保證數(shù)據(jù)安全的同時(shí)，充分利用二者的優(yōu)勢(shì)，完成高速加解密。使用AES對(duì)稱加密算法（Key長(zhǎng)度為256位）來完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的加密，使用RSA非對(duì)稱加密算法來管理對(duì)稱加密算法的Key。由于數(shù)據(jù)服務(wù)器是與具體數(shù)據(jù)請(qǐng)求方進(jìn)行隔離的，雙方的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收是通過一個(gè)中間VPN代理服務(wù)器來完成，看似只進(jìn)行了一次加密的整個(gè)加密過程，實(shí)際上卻進(jìn)行了三次加密操作：首先是將要發(fā)送的數(shù)據(jù)用AES加密算法加密一次，再對(duì)AES加密算法的Key進(jìn)行RAS加密；隨后，使用HTTPS協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，基于它的數(shù)據(jù)傳輸過程會(huì)采用數(shù)字簽名算法對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行一次加密，保證了數(shù)據(jù)傳輸安全，保證了數(shù)據(jù)真實(shí)有效性[3]；最后通過專門的VPN將數(shù)據(jù)傳輸回服務(wù)層，通過VPN代理服務(wù)器后的數(shù)據(jù)，也將被VPN代理服務(wù)器加密一次。

3? ? 軟件功能設(shè)計(jì)

本平臺(tái)功能根據(jù)企業(yè)外掛車輛管理辦法的需求，主要設(shè)計(jì)為駕駛員模塊、基本用戶模塊、管理員模塊三大模塊。

其中駕駛員模塊面向公司駕駛員實(shí)現(xiàn)駕駛員對(duì)個(gè)人信息的維護(hù)、車輛報(bào)修、差旅報(bào)銷、所產(chǎn)生成本查看等，主要功能包括個(gè)人信息、賬戶注銷、車輛報(bào)修、差旅報(bào)銷、消息公告和成本明細(xì)。駕駛員模塊中的車輛報(bào)修功能如圖2所示。

基本用戶模塊針對(duì)企業(yè)員工，主要功能包括消息公告、通信錄、成本明細(xì)、個(gè)人信息、賬戶注銷、車輛等。本功能針對(duì)企業(yè)員工實(shí)現(xiàn)基于需求的車輛使用申請(qǐng)、租用車輛申請(qǐng)、車輛信息查詢、用車評(píng)價(jià)、駕駛員通信錄、申請(qǐng)用車成本明細(xì)、消息公告等。車輛欄目又可分為四個(gè)子項(xiàng)：查詢車輛信息、申請(qǐng)用車、還車、評(píng)價(jià)用車。首先，用戶可以根據(jù)自己的需求對(duì)符合要求的閑置車輛進(jìn)行查詢（在車輛緊缺的情況下，還可以申請(qǐng)租車），申請(qǐng)用車，等待有關(guān)部門審批、派車；駕駛員用車完畢后提交還車申請(qǐng)，等待有關(guān)部門審核同意后方可歸還；最后，發(fā)起用車申請(qǐng)的用戶可對(duì)本次用車體驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。用車流程如圖3所示，用車申請(qǐng)審批詳情以及用車評(píng)價(jià)分別如圖4和圖5所示。

管理員模塊，其能實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛全方位的管理和控制，供車隊(duì)使用。主要包括：

（1）車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控、還車管理、歷史軌跡回放、用車審批等車輛調(diào)度管理功能；

（2）統(tǒng)計(jì)分析功能中的統(tǒng)計(jì)信息，如車輛分布可視化展示、車輛報(bào)修統(tǒng)計(jì)分析、違章統(tǒng)計(jì)分析、成本核算、車手評(píng)估等統(tǒng)計(jì)分析可以作為車隊(duì)年度考核的一部分，促進(jìn)各駕駛員之間的良性競(jìng)爭(zhēng)；

（3）權(quán)限管理功能；

（4）通知公告等消息管理功能；

（5）對(duì)租用車輛的管理功能，如審批、反饋、費(fèi)用核算等。

管理員模塊中的車輛行駛動(dòng)態(tài)可視化展示如圖6所示。

4? ? 結(jié)束語

本研究綜合運(yùn)用北斗衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、地理信息技術(shù)等實(shí)現(xiàn)基于北斗高精度定位的車輛管理平臺(tái)，提供車輛智能監(jiān)控管理一體化服務(wù)，對(duì)車輛的申請(qǐng)、審批、用車、換車、統(tǒng)計(jì)等進(jìn)行智能化監(jiān)控、管理及跟蹤調(diào)查，提升了企業(yè)管理效能，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 蘇志琦，周佳銘，張碩，等.基于大學(xué)生背景下對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展意義的研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2019，18（21）：139-140.

[2] 陳劉偉，沈宏杰，朱鐵良.簡(jiǎn)析數(shù)據(jù)加密技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信安全中的應(yīng)用[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2022（2）：27-28.

[3] 米鵬.安全傳輸方法和安全傳輸系統(tǒng)：CN111224921A[P].2020-06-02.

收稿日期：2023-03-02

作者簡(jiǎn)介：潘健（1995—），男，貴州黔東南人，助理工程師，研究方向：GIS研發(fā)。