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基于GPS的新型出租车调度系统设计解析
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2017-11-30
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引言
在大多数国家，出租车都是一种十分普遍和便捷的交通工具。多数发达国家建设了完善的出租车调度系统，实现了出租车高效运营，如美国，电话预约和站点候客的出租车运营方式占98％，“路抛式”仅占2％；在伦敦、巴黎、新加坡等发达国家城市，除非电话预约，或者在指定的停靠地点，否则很少能看到乘客在街头打车，这大大提高了公共交通资源的运行效率。但是在我国的大多数城市，仍然以乘客街头叫车为主，虽然部分城市已经实现了出租车安装GPS设备和实时记录出租车位置信息，但是并没有很好地利用这些GPS位置信息为出租车调度服务，导致很多出租车GPS系统成为摆设。为了进一步提高我国的出租车调度系统的运行效率和提高GPS系统的实用性，很有必要研究一种结合GPS/GIS技术的快速高效出租车调度系统。
本文设计和实现了一种新型的出租车调度系统，该系统通过改进当前调度系统的叫车方式，并提出基于网格的出租车调度算法，该算法结合通信平台上传的出租车GPS位置信息和GIS系统网格信息把出租车分组，实现小组内及小组间出租车高效协作和调度，很大程度上提高了出租车的调度效率。
1 系统设计
本系统包括三个部分：出租车调度终端、通信平台和调度中心。调度终端是基于三星S3C2440硬件平台和WINCE操作系统的智能嵌入式设备，实现了与调度平台的通信和现场智能控制；调度终端实现GPS数据的采集、上报和调度信息的显示；通信平台提供准确、高效的信息传输功能；调度中心实现出租车快速调度以及基于GIS的车辆实时监控功能。
1.1 出租车调度终端设计
出租车调度终端在硬件上包括两部分：基于三星S3C2440的系统板和基于VK3224的设备扩展板。系统板和扩展板之间通过SPI接口进行通信。系统板包括：
S3C2440 ARM9核心处理器、存储器FLASH、SDRAM、电源管理器件、RS232、I/O口空载标识灯接口及上报乘客信息按钮等。接口板包括：VK3224、GPS模块、GPRS模块和RS232等。此调度终端在设计上增加了一个出租车司机上报乘客位置的按钮，其作用是行驶在马路上的每个出租车司机都可以上报在路上发现的乘客位置信息，系统收到信息就会调度最近的空载出租车前来服务。
终端的硬件结构如图1所示。
出租车调度终端在软件设计上采用透明通道提供可靠的数据传输层。透明通道是通过GPRS上面封装TCP/IP协议和服务器进行通信，当主站控制终端上某个串口设备的时候，将主站发送的数据包中加载串口数据，数据包传输到了终端后，终端将这些串口数据直接发送给对应的串口设备，当串口设备返回数据后，系统将这些数据加载在TCP/IP数据包上，通过GPRS发送到主站，在主站应用层看来和直接操作串口没有区别。调度终端和服务器之间GPS位置信息上传，上报乘客信息，调度指令下发等都是通过透明通道完成的。
在大多数国家，出租车都是一种十分普遍和便捷的交通工具。多数发达国家建设了完善的出租车调度系统，实现了出租车高效运营，如美国，电话预约和站点候客的出租车运营方式占98％，“路抛式”仅占2％；在伦敦、巴黎、新加坡等发达国家城市，除非电话预约，或者在指定的停靠地点，否则很少能看到乘客在街头打车，这大大提高了公共交通资源的运行效率。但是在我国的大多数城市，仍然以乘客街头叫车为主，虽然部分城市已经实现了出租车安装GPS设备和实时记录出租车位置信息，但是并没有很好地利用这些GPS位置信息为出租车调度服务，导致很多出租车GPS系统成为摆设。为了进一步提高我国的出租车调度系统的运行效率和提高GPS系统的实用性，很有必要研究一种结合GPS/GIS技术的快速高效出租车调度系统。
本文设计和实现了一种新型的出租车调度系统，该系统通过改进当前调度系统的叫车方式，并提出基于网格的出租车调度算法，该算法结合通信平台上传的出租车GPS位置信息和GIS系统网格信息把出租车分组，实现小组内及小组间出租车高效协作和调度，很大程度上提高了出租车的调度效率。
1 系统设计
本系统包括三个部分：出租车调度终端、通信平台和调度中心。调度终端是基于三星S3C2440硬件平台和WINCE操作系统的智能嵌入式设备，实现了与调度平台的通信和现场智能控制；调度终端实现GPS数据的采集、上报和调度信息的显示；通信平台提供准确、高效的信息传输功能；调度中心实现出租车快速调度以及基于GIS的车辆实时监控功能。
1.1 出租车调度终端设计
出租车调度终端在硬件上包括两部分：基于三星S3C2440的系统板和基于VK3224的设备扩展板。系统板和扩展板之间通过SPI接口进行通信。系统板包括：
S3C2440 ARM9核心处理器、存储器FLASH、SDRAM、电源管理器件、RS232、I/O口空载标识灯接口及上报乘客信息按钮等。接口板包括：VK3224、GPS模块、GPRS模块和RS232等。此调度终端在设计上增加了一个出租车司机上报乘客位置的按钮，其作用是行驶在马路上的每个出租车司机都可以上报在路上发现的乘客位置信息，系统收到信息就会调度最近的空载出租车前来服务。
终端的硬件结构如图1所示。
出租车调度终端在软件设计上采用透明通道提供可靠的数据传输层。透明通道是通过GPRS上面封装TCP/IP协议和服务器进行通信，当主站控制终端上某个串口设备的时候，将主站发送的数据包中加载串口数据，数据包传输到了终端后，终端将这些串口数据直接发送给对应的串口设备，当串口设备返回数据后，系统将这些数据加载在TCP/IP数据包上，通过GPRS发送到主站，在主站应用层看来和直接操作串口没有区别。调度终端和服务器之间GPS位置信息上传，上报乘客信息，调度指令下发等都是通过透明通道完成的。
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