基于WebGIS的车联 平台的研究与应用

前言：

1 绪论 3

1.1 课题研究背景及意义 3

1.1.1 课题研究背景 3

1.1.2 基于WebGIS的车联 平台应用介绍 3

1.2 论文的主要研究内容 3

1.3 论文内容及组织结构 4

2 相关概念技术介绍 4

2.1 车联 介绍 4

2.1.1 概述 4

2.1.2 国内车联 发展/研究/应用介绍 5

2.1.3 国际车联 发展/研究/应用介绍 6

2.2 GIS和WebGIS技术介绍 7

2.2.1 GIS和WebGIS 7

2.2.2 WebGIS特点 7

2.2.3 应用前景 8

2.3 GIS软件基本介绍 9

2.3.1 Map 9

2.3.2 Layer 9

2.3.3 Feature 9

2.3.4 GML 9

2.4 第三方图商接口介绍 9

2.4.1 高德MAP 9

2.4.2 四维 10

2.4.3 其他 10

2.5 开源软件技术 10

2.5.1 SSH框架 11

2.5.2 WCF 13

2.6 本章小结 16

3 基于WebGIS的车联 平台应用建模 16

3.1 平台概述 16

3.2 需求分析 16

3.2.1 系统要求 16

3.2.2 性能要求 16

3.2.3 输入输出要求 17

3.3 系统体系模式 17

3.4 系统总体结构图 19

3.5 主要性能及质量指标 20

3.6 系统特色 20

3.7 本章小结 21

4 基于WebGIS的车联 平台的设计与实现 21

4.1 软件设计思想 21

4.2 坐席平台流程 23

4.3 体系结构 23

4.3.1 坐席中心 23

4.3.2 车载设备 24

4.3.3 GSM无线通信 络 24

4.3.4 语音平台 24

4.3.5 客户关系管理 25

4.3.6 用户自服务管理 25

4.4 环境及配置选型 25

4.4.1 开发环境 25

4.4.2 操作系统 25

4.4.3 Web服务器 25

4.4.4 核心数据库 26

4.5 系统的软件配置 26

4.6 系统的硬件配置 26

5 关键技术研究 27

5.1 数据库关键技术 27

5.1.1 数据库结构 27

5.1.2 数据库存储 27

5.1.3 数据库备份 28

5.2 展示层关键技术 29

5.2.1 地图客户端 29

5.2.1.1 概述 29

5.2.1.2 创建地图 30

5.2.1.3 地图插件 30

5.2.1.4 地图事件 30

5.2.1.5 事件监听器 31

5.2.1.6 访问用户界面事件参数和this 31

5.2.1.7 覆盖物 32

5.2.1.7.1 概述 32

5.2.1.7.2 标注 32

5.2.1.7.3 点标注 32

5.2.1.8 POI搜索 33

5.2.1.9 周边查询 33

5.2.1.10 查询范围 33

5.2.1.11 地理编码 33

5.2.1.11.1 地理编码 34

5.2.1.11.2 逆地理编码 34

5.2.2 坐席客户端 34

5.2.3 手机客户端 35

6 平台应用研究 38

6.1 如何构建应用 38

6.2 应用使用实例 38

6.2.1 信息展示 38

6.2.2 Psap查询 40

6.2.3 地图显示 40

6.2.4 周边查询 41

7 总结与展望 42

7.1 成果 42

7.2 展望未来 42

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.1.1 课题研究背景

　　继互联 、物联 之后，“车联 ”又成为未来智能城市的另一个标志，随着我国经济的飞速发展，汽车作为一种便捷的交通工具，日益进入人们生活当中，车辆、船只和其他地面移动物体迅速增加，但随之而产生的城市交通问题日益严重，驾驶员在夜闻或在生疏地带、或发生了交通事故则无法确认自己的方位甚至迷路，己成为严重影响许多城市发展的主要问题，为这些地域扩大、机动性强的移动目标提供有效的监控、紧急救援和提供各种信息服务成为越来越迫切的现实需求。基于此我们针对这个问题，进行了相关研究。

1.1.2 基于WebGIS的车联 平台应用介绍

　　基于WebGIS的车联 系统是构建于Internet上的一个大型公共的车辆动态信息服务平台，它同时融合了GPS卫星定位技术、GSM数字移动通信技术、GIS地理信息系统技术、软话机技术以及Internet技术等多种目前世界上先进的科技成果，为在路途中的车辆进行监控、实时救援及信息查询提供了完整的解决方案。整个系统由车载GPS终端、GSM通信 络、后台服务、坐席中心、语音平台、客户关系管理系统、用户自服务系统、WebGIS平台八大部分组成。
　　基于WebGIS在车联 的应用系统建设，有利于提供各种便捷的信息服务、导航服务、救援服务、预防和减少交通事故，促进 会的信息化、自动化建设等相关产业的发展、提高道路 的通行能力和提高汽车运输生产率和经济效益。

1.2 论文的主要研究内容

　　论文的主要研究内容：
(1)GIS软件的基本介绍。
(2)按照软件工程的方法，对车辆救援平台进行需求分析。
(3)研究平台的体系结构，以及各层之间是如何通信。
(4)研究地图服务的原理以及如何将服务应用于平台之中。
(5)结合实际项目，使用车辆救援平台构建一个实际的应用。

1.3 论文内容及组织结构

2 相关概念技术介绍

2.1 车联 介绍

2.1.1 概述

　　车联 ，是指装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术，实现在信息 络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务。汽车数字化标准信源技术是基于RFID开发的涉车信息资源的应用技术，该项目是由国家公安部组织研发，经国家科技部认证后列为2007年“国家科技支撑计划”重点专项中进行的应用示范工程（项目编 为2008BAF31B00）。汽车数字化标准信源技术的开发将推进“车联 ”和RFID产业化进程。
　　从 络上看，车联 系统是一个“端管云”三层体系：
　　第一层（端系统）：端系统是汽车的智能传感器，负责采集与获取车辆的智能信息，感知行车状态与环境；是具有车内通信、车间通信、车 通信的泛在通信终端；同时还是让汽车具备IOV寻址和 络可信标识等能力的设备。
　　第二层（管系统）：解决车与车（V2V）、车与路（V2R）、车与 （V2I）、车与人（V2H）等的互联互通，实现车辆自组 及多种异构 络之间的通信与漫游，在功能和性能上保障实时性、可服务性与 络泛在性，同时它是公 与专 的统一体。
　　第三层（云系统）：车联 是一个云架构的车辆运行信息平台，它的生态链包含了ITS、物流、客货运、危特车辆、汽修汽配、汽车租赁、企事业车辆管理、汽车制造商、4S店、车管、保险、紧急救援、移动互联 等，是多源海量信息的汇聚，因此需要虚拟化、安全认证、实时交互、海量存储等云计算功能，其应用系统也是围绕车辆的数据汇聚、计算、调度、监控、管理与应用的复合体系。
　　相关概念：
ITS即智能交通。是将先进的传感器技术、通信技术、数据处理技术、 络技术、自动控制技术、信息发布技术等有机地运用于整个交通运输管理体系而建立起的一种实时的、准确的、高效的交通运输综合管理和控制系统。
RFID，是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别。它通过射频信 自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。基本的RFID系统由标签(Tag)、阅读器(Reader)、天线(Antenna)。RFID技术有着广阔的应用前景，物流仓储、零售、制造业、医疗等领域都是RFID的潜在应用领域，另外，RFID由于其快速读取与难以伪造的特性，一些国家正在开展的电子护照项目都采用了RFID技术。RFID具有车辆通信、自动识别、定位、远距离监控等功能，在移动车辆的识别和管理系统方面有着非常广泛的应用。

2.1.2 国内车联 发展/研究/应用介绍

　　在国内，简单的车联 应用早已在物流业出现，技术主线是GPS和GRS。十多年前物流行业就开始推进车辆物联 监控与配送路径实时优化，推广物流配送的可视化管理。1999年物流行业开始探讨GPS技术和物流可视化管理的结合。2001年，开始探索GPS在货运监控和连 上管理的应用，那时出现了很多的 络配货平台，通过GPS系统对车辆进行跟踪。因为车辆通过 络可以实时可视化，可以实时在线管理，这些都可以称为车联 早期的应用。2003年出现了 上配货系统。2004年，GPS、感知技术、定位技术和互联 技术初步结合，实现了对移动中的运输车辆进行联 、跟踪、定位、调度、配货的智能管理，初步具备了车联 的本质特征。但是，那时的技术路线和应用案例还没有纳入到车联 的范围。直到2006年才基于RFID和EPC，GPS和GRS的结合提出了车联 的概念。
　　从09年G-Book和Onstar引入中国，09年被业界定位成中国的Telematics元年以来，汽车信息化的概念就从来没有停止过，甚至越来越热，汽车行业没人不提Telematics，眼下的汽车产业，Telematics代表着先进，代表着高端，代表着创新，中国的汽车业仿佛从09年开始已然进入了T时代。T的热度在2010年逐渐被一个新的名词所取代，这就是车联 。
2009年12月北京九五一九零信息技术有限公司，顺应时代发展潮流，根据自己已有的95190 Telematics 服务系统平台（以下简称95190TP）制定了一套终端设备与服务平台之间的通信协议（NTSP），支持不同厂家、不同类型、不同商业模式的通信导航终端设备接入本平台、享受服务。该协议可以作为设备开发及生产的依据，95190TP是综合GPS（全球卫星定位系统）、GIS（地理信息系统）、无线通信、INTERNET、CALLCENTER、信息资源搜索与整合等多项技术，向汽车用户提供安全安心、智能导航、信息服务、车载通信、在线娱乐等等综合服务，是目前国内专业、商业化Telematics服务的支撑运营平台。
　　在2010年上海世博会期间，“上汽—通用汽车馆”播放了一部科幻影片《2030》，讲述了通用汽车对20年后汽车生活的展望。在片中，车辆在智能交通 络指挥下有序地行驶，车内触屏终端随时收取交通信息及咨询，汽车自动寻找停车场以及充电站进行充电。更重要的是，它提供了前所未有的交通安全保障，将汽车司机发生交通事故的概率降低为零。
2010年10月28日在无锡举行的中国国际物联 (传感 )大会传出消息，汽车移动物联 (车联 )项目将列为我国重大专项第三专项的重要项目，并且相关内容已上 国务院，一期拨款有望达百亿级别，预期2020年实现可控车辆规模达2亿。车联 这个名词在物联 的大背景下应运而生，车联 的概念通过这次大会逐渐被放大，现在不管是Telematics还是GPS运营，都被纳入到车联 这个范畴中了。越来越多的汽车厂商和通信行业合作研究，车联 技术被越来越多的人熟知。
2010年11月12日至27日广州亚运会期间，80多台安装着G-BOS设备的苏州金龙智慧客车投入服务，这是亚运历史上首次出现“3G”客车。标志着车联 技术正式走向 会视野。 现阶段，车联 在物流行业也有两个比较典型的应用，一个是可视化运输管理与在线智能配货；另一个是行车管理与监控。国内的“黑匣子”可以进行联 形成智能终端系统，对车辆定位、货物追踪、行驶行为、驾驶行为、车速控制、车辆状况、耗油分析等进行联 监控。
2011年3月15日，大唐电信与长春一汽旗下的启明信息技术股份有限公司携手共建联合实验室，研究下一代通信服务与汽车电子产品的融合，开发有自主知识产权的高性能、低功耗汽车电子产品，标志着我国车联 从概念阶段正式走向应用阶段。
2011年3月29日，“ 2011中国车联 产业发展论坛”在广州隆重举行，共同探讨“见证科技推动生产力、车联 产业上下游资源无缝对接”这一主题。针对“车联 时代消费者到底需要什么样的后台服务”、“应用车载应用和服务有哪些盈利模式”、“我们如何把握住这轮商机如何打通产业链”以及“将IT、通信、物联 、互联 、汽车影音资源整合”等议题进行深入讨论。来自电信运营商、汽车电子厂商、服务提供商的专家以及汽车车主从各个角度讨论未来车联 的发展方向，包括电信运营商如何为车载终端提供通信服务、车联 一站式软硬件方案以及车联 增值服务等。
　　通用汽车产品采用的是Onstar系统，它通过全球卫星定位系统和无线通信技术为汽车提供安全信息服务，包括自动撞车 警、道路求助、远程车辆解锁以及全程音控导航服务等。
　　丰田公司的“G-BOOK”基于消费者会员的公共建设信息服务系统，通过车上无线通讯终端来提供互助信息服务。其特色在于数据通讯模块（DCM）及最新 络服务的安全数字卡运用。用户只需轻轻一按按钮DCM，即可享受高速通讯，下载电影、音乐、电脑游戏等；而且在 络中断情况下，DCM具有自动联机功能。当文字资料通过“G-BOOK”传输到车载终端，用户可以聆听到近似于人声的信息。

2.1.3 国际车联 发展/研究/应用介绍

　　在国际上，美国的IVHS、日本的VICS等系统通过车辆和道路之间建立有效的信息通信，实现智能交通的管理和信息服务。RFID技术近年来在物流与供应链管理领域以及交通运输领域智能化管理中得到了应用，如智能公交定位管理和信 优先、智能停车场管理、车辆类型及流量信息采集、路桥电子不停车收费、高速公路多义性路径识别及车辆速度计算分析等方面取得了一定的应用成效。
　　摩根士丹利研究部近日（2013.11.）发布了一份名为“自动驾驶汽车（Autonomous Cars）：自动驾驶车，汽车产业新范儿”的 告。10个全球研发团队经过了几个月采访未来学家、汽车行业高管和业外潜在颠覆者。该 告预示着由于几乎完全消除汽车交通事故，将大大减少人类死亡和痛苦，由于降低医疗成本、减少拥堵、节省燃油和提高生产力，仅在美国每年可节省1.3万亿美元——占GDP的比例约为8%。“现在我们清楚地看到，不仅是自动驾驶汽车真实的，但他们很可能会比大多数人想象的更早来到我们身边 ” 告说。 “自动驾驶汽车路线图：基本的自动驾驶能力今天已经实现，半自动驾驶能力在未来12-18个月内实现，全自动驾驶能力（已经有原型机）商业化在2020年实现。”
V2X通信是自动驾驶汽车的关键技术，“自动驾驶车辆需要可靠的传感器来发挥自己的潜力”，V2X（车辆与车辆、车辆到基础设施）通信技术公司Cohda Wireless首席执行官保尔–盖利说。
V2X是一个无线传感器系统，使车辆与其他周围的车辆分享他们的传感器数据。作为标准传感器，如雷达、光学、超声波和激光雷达所有都是视线，他们只能检测到可见的风险。
　　非视觉传感器360度感知可以检测到隐藏于视觉外的威胁，因此它可以扩展感知范围，超出了驾驶员视野。 V2X系统可靠性很重要，譬如两辆车行驶在一条直路上，当两辆车相互接近时存在死角，在丘陵的坡峰，在高速公路上行驶，或当车车之间有卡车行驶。
　　摩根士丹利的 告还指出，自动驾驶能力可能会改变汽车业的基本面，如车的“价值” 从硬件转移到软件、组件，以及，新玩家进入市场，并迫使现有选手彻底改造自己或放弃份额。恩智浦半导体高级副总裁、汽车娱乐业务部总经理托斯滕–雷曼表示。
　　思科系统公司产品管理总监安德烈亚斯/span>麦说“‘物联 ’何以改变我们的生活，V2X技术是一个很好的例子”。 Cohda的V2X解决方案使车辆相互沟通，让司机和最终自动驾驶车一些额外的预警时间，可以防止迫在眉睫的撞车事故， ”他说。　　　美国安全试验示范计划（SPMD，Safety Pilot Model Deployment ）有2800辆车安装了V2X设备。密歇根大学交通研究所（ UMTRI ）2013.6.进行摩托车导入车联通信研究，作为美国安全试验示范计划（US Safety Pilot Model Deployment）一部分，以确定轿车、卡车和公共汽车如何采用V2V（车对车）通信技术，与摩托车互动。 UMTRI与摩托车制造商本田和宝马合作，在密歇根州安阿伯引入摩托车到车联环境中进行概念性验证，在项目的研究领域完成2项任务。连接的摩托车将参与摩托车通信可行性的测试和摩托车到车辆（ M2V ）通信性能测试。据美国国家公路交通安全管理局（NHTSA ）的数据，摩托车事故占所有公路死亡人数的5％ ，但80％的事故导致人身伤害或死亡，相比之下，汽车占20％ 。车联 技术还解决了这些易受伤害的道路使用者，这点非常重要。摩托车在美国运输部的整体安全策略中占重要位置。
　　该V2V连接车辆设备是由Cohda提供，内含恩智浦软件定义的无线电芯片RoadLINK芯片组和运行车联通信的Cohda固件，卫星导航精确定位模块为NV08C。 V2V通信，即使在城市环境中建筑阻挡司机在路口看见对方，车辆能够互相通信。在这些安全苛刻场景，车联技术可喜扩展到弱势道路使用者，如摩托车手和行人。

2.2 GIS和WebGIS技术介绍

2.2.1 GIS和WebGIS

GIS是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界(资源与环境)各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，它作为集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科而迅速兴起和发展。
WebGIS是Intemet与GIS结合的产物，GIS通过WWW功能得以扩展，真正成为一种大众使用的工具。从WWW的任意一个节点，Internet用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析,近些年互联 的飞速发展让GIS朝着WeGIS的方向过渡。

2.2.2 WebGIS特点

(1)基于Web标准。TCP, HTTP, Html, XML等
(2)平台无关。通常，无论客户机是何种操作系统，只要支持通用的Web浏览器，用户就可以访问WebGIS数据和服务。
(3)分布式。全球化的Client/Server，GIS数据和服务分布在Internet的不同服务器上，当需要时进行集成。
(4)互操作。数据在不同的WebGIS之间无缝传输,一个应用系统可以调用另一个系统的功能，来完成逻辑上的统一的任务。
　　与传统的GIS相比，webGIS有以下优点：
(1)更广泛的访问范围。客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据。这一特有的优势大大方便了GIS的