Đề tài xây dựng hệ thống xe bus thông minh chạy bằng điện ở việt nam (quản lý bằng gps và gis)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN GIAO THÔNG THÔNG MINH LỚP: 71DCHT21 ĐỀ TÀI: Xây dựng hệ thống xe bus thông minh chạy điện Việt Nam (Quản lý GPS GIS) NHÓM – 71DCHT21 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TH.S Nguyễn Đình Nga Hà Nội, tháng 10 năm 2022 ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS VÀ GIS TRONG QUẢN LÍ XE BUS Nhóm - Lớp: 71DCHT21 Thành viên nhóm Nguyễn Đức Thắng Lê Mạnh Tùng Bùi Thị Ngọc Yến Nguyễn Minh Vũ Phạm Đức Anh Nguyễn Đăng Quyền Tên thành viên Lê Mạnh Tùng Bùi Thị Ngọc yến Nguyễn Minh Vũ Nguyễn Đăng Quyền Phạm Đức Anh Nguyễn Đức Thắng Cơng việc Làm powerpoint Thuyết trình, Tìm hiểu ứng dụng Gps Bus, Làm word Tìm tài liệu, Những đề xuất giải pháp cho nhược điểm tồn Làm POWER POINT, Tìm hiểu ứng dụng GIS Bus Tìm hiểu GIS, Tìm hiểu GPS, Ưu điểm việc ứng dụng công nghệ vào quản lí xe bus, tồn – nhược điểm Tìm hiểu ứng dụng Gis quản lí xe BUS, Mục Lục MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài: Trên giới khái niệm hệ thống định vị tồn cầu GPS hệ thống thơng tin địa lý GIS tồn lâu áp dụng không quân mà nhiều mặt đời sống xã hội Ở Việt Nam nói riêng cơng nghệ GPS ứng dụng rộng rãi, đặc biệt kết hợp với công nghệ khác công nghệ GIS hệ thống viễn thơng thực mang lại cách mạng sống GPS ngày phát triển hồn thiện theo chiều hướng xác, hiệu quả, đa dạng thuận tiện Ngày ngồi xe tơ có trang bị thiết bị dẫn đường GPS (GPS navieator), nhìn thấy vị trí hay tọa độ xe hình có đồ điện tử hệ thống đường xá phức tạp Vậy thiết bị dẫn đường GPS tơ có ngun lý hoạt động hệ thống định vị toàn cầu? Với mong muốn tìm hiểu cơng nghệ, kỹ thuật, câu hỏi thúc đẩy cho việc tìm hiểu nghiên cứu nhóm em, ý tưởng Thầy Nguyễn Đình Nga ủng hộ, gợi ý, hướng dẫn Đề tài "Xây dựng hệ thống xe Bus thông minh chạy điện Việt Nam ( Quản lý GPS GIS)” nghiên cứu hoàn toàn thiết thực Cùng với phát triển vũ bão công nghệ thông tin ứng dụng đa dạng GPS GIS thời đại đề tài tài liệu sở lý thuyết cho người muốn sâu có nhu cầu nghiên cứu xây dựng hệ thống tham gia quản lý khai thác hệ thống Cấu trúc gồm chương: Chương Tổng quan Hệ thống thông tin địa lý GIS Trình bày hệ thống thơng tin địa lý (GIS) với vấn đề kiến thức hệ thống GIS, thành phần cách sử dụng ứng dụng GIS Chương Tìm hiểu cơng nghệ GPS Chương giới thiệu số thông tin tổng quan, giúp cho có nhìn bao qt vấn đề chủ yếu hệ thống định vị toàn cầu Chương Ứng dụng công nghệ GPS GIS quản lý lái xe taxi Giới thiệu khái quát phần thiết kế hệ thống quản lý vị trí đối tượng di động dựa công nghệ GPS GIS bao gồm kiến trúc tổng thể hệ thống với: Thiết bị gắn xe, Trung tâm quản lý, truyền thông trung tâm thiết kế CSDL Qua đưa ý kiến, giải pháp khắc phục số hạn chế tồn việc ứng dụng định vị quản lý xe thơng minh nói riêng định vị đối tượng di động nói chung Việt Nam Chương HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - gọi tắt GIS) phát triển rộng rãi mặt công nghệ ứng dụng GIS cơng cụ máy tính để lập đồ phân tích vật, tượng thực Trái đất Công nghệ GIS kết hợp thao tác sở liệu thơng thường phép phân tích thống kê, phân tích khơng gian, đánh giá trạng trình, thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua chức thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích tích hợp thơng tin gắn với hình học (bản đồ) quán sở toạ độ liệu đầu vào GIS cho phép gắn liền thơng tin vị trí địa lý đối tượng với nội dung thuộc tính để tạo thành đồ xác, chồng ghép tách rời phần, liệu thuộc tính đồ lưu trữ mềm dẻo, dễ dàng cập nhật, tổng hợp truy cập số liệu 1.1 CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.1.1 Phần cứng (Hardware) Phần cứng GIS hệ thống máy tính phần mềm GIS hoạt động Ngày nay, phần mềm GIS có khả chạy nhiều dạng phần cứng, từ máy chủ trung tâm tới máy tính cá nhân, làm việc mơi trường mạng 1.1.2 Phần mềm (Software) Phần mềm GIS tập hợp câu lệnh nhằm điều khiển phần cứng máy tính thực cung cấp chức công cụ cần thiết để nhập, lưu giữ phân tích hiển thị thơng tin địa lý Phần mềm GIS có tính sau:  Nhập kiểm tra liệu (Data input)  Lưu trữ quản lý sở liệu (Geographic database)  Xuất liệu (Display and reporting)  Biến đổi liệu (Data transformation)  Tương tác với người dùng (Query input) Hiện có nhiều phần mềm máy tính chun biệt cho GIS, bao gồm: Phần mềm dùng cho lưu trữ, xử lý số liệu thông tin địa lý, Phần mềm dùng cho lưu trữ, xử lý quản lý thông tin địa lý 1.1.3 Dữ liệu địa lý (Geographic data) Dữ liệu sử dụng GIS không số liệu địa lý (Georeferenced data) riêng lẻ mà phải thiết kế sở liệu (database-CSDL) Các liệu người sử dụng tự tập hợp mua từ nhà cung cấp liệu thương mại Có dạng số liệu sử dụng kỹ thuật GIS là:  Cơ sở liệu đồ: Là mơ tả hình ảnh đồ số hố theo khn dạng định mà máy tính hiểu  Số liệu thuộc tính (Attribute): Được trình bày dạng ký tự số, ký hiệu để mô tả thuộc tính thơng tin thuộc địa lý 1.1.4 Con người (Expertise):  Người dùng GIS: Là người sử dụng phần mềm GIS để giải tốn khơng gian theo mục đích họ Họ thường người đào tạo tốt lĩnh vực GIS chuyên gia  Người xây dựng đồ: Sử dụng tầng đồ lấy từ nhiều nguồn khác nhau, chỉnh sửa liệu để tạo đồ theo yêu cầu Người xuất bản: sử dụng phần mềm GIS để kết xuất đồ nhiều định dạng xuất khác  Người phân tích: Giải vấn đề tìm kiếm, xác định vị trí…  Người xây dựng liệu: Là người chuyên nhập liệu đồ cách khác nhau: vẽ, chuyển đổi từ định dạng khác, truy nhập CSDL…  Người quản trị CSDL: Quản lý CSDL GIS đảm bảo hệ thống vận hành tốt  Người thiết kế CSDL: Xây dựng hình liệu lơgic vật lý  Người phát triển: Xây dựng cải tạo phần mềm GIS để đáp ứng nhu cầu cụ thể 1.1.5 Chính sách quản lý (Policy and management) Tính hiệu kỹ thuật GIS trình hoạt động, thể cơng cụ hỗ trợ người dùng, giúp họ thực đạt mục tiêu cơng việc Ngồi việc phối hợp quan chức có liên quan phải đặt ra, nhằm gia tăng hiệu sử dụng GIS nguồn số liệu có 1.2 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA GIS Giới thiệu mơ hình phân tầng GIS Hình 1.1 Mơ hình phân lớp GIS GIS lưu giữ thơng tin giới thực vật dạng tập hợp tầng chuyên đề liên kết với nhờ đặc điểm địa lý Điều quan trọng cơng cụ có giá trị việc giải nhiều vấn đề thực tế, từ thiết lập tuyến đường phân phối đối tượng quản lý (ví dụ chuyến xe), đến lập báo cáo chi tiết cho ứng dụng quy hoạch hay mô lưu thơng khí tồn cầu Hình 1.2 Mơ hình Vector - Raster 1.3 CÁC CHỨC NĂNG CỦA GIS Các hệ thống GIS thực chức sau: 1.3.1 Thu thập nhập (capture/input) liệu  Nhập từ bàn phím;  Quét ảnh (Scan);  Số hóa (Digitizing);  Dữ liệu viễn thám;  Các sở liệu số 1.3.2 Lưu trữ liệu Lưu trữ liệu liên quan đến tạo lập CSDL không gian (đồ hoạ, đồ) Nội dung CSDL bao gồm tổ hợp liệu vector hoặc/và liệu raster, liệu thuộc tính để nhận diện tượng tham chiếu không gian 1.3.3 Truy vấn (Query) tìm kiếm liệu Đây chức đóng vai trị quan trọng GIS Nó tạo nên sức mạnh thực GIS so với phương pháp khác  Tìm kiếm liệu khơng gian Tìm kiếm phân tích liệu khơng gian giúp tìm đối tượng đồ hoạ theo điều kiện đặt hay hỗ trợ việc định người dùng GIS Có nhiều phương pháp tìm kiếm phân tích liệu khơng gian, phương pháp khác thường tạo ứng dụng GIS khác 1.3.4 Phân tích (Analyze) liệu khơng gian Đây chức hỗ trợ việc định người dùng Xác định tình xảy đồ có thay đổi  Sửa đổi phân tích liệu khơng gian  Chuyển đổi khuôn dạng liệu công cụ Universal Translator: cho phép chuyển đổi liệu từ khuôn dạng MapInfo *.TAB sang khuôn dạng *.SHP ArcView, DGN Microstation, DXF DWG AutoCAD ngược lại  Chuyển đổi liệu từ cấu trúc raster sang vector ngược lại thông qua chức phần mềm GIS (chức rasterizing vectorizing)  Chuyển đổi hình học: Từ hệ tọa độ giả định (tương đối) sang hệ tọa độ địa lý (tuyệt đối), ngược lại;  Biên tập, ghép biên, tách mảnh đồ  Sửa đổi phân tích liệu phi khơng gian Đây chức quan trọng hệ vẽ đồ tự động hệ CAD (Computer - Added Design - thiết kế máy tính) hệ làm việc với đồ số máy tính:  Chiết xuất thông tin: Tách, lọc thông tin quan tâm tập liệu;  Nhóm thơng tin theo tiêu chuẩn định;  Đo đạc : Xác định nhanh thơng số hình học đối tượng thể diện tích, độ dài, vị trí….;  Chồng ghép:  Các phép tính tốn đồ (số học, đại số, lượng giác…);  Các phép tính logic;  Các phép so sánh điều kiện;  Các phép tính tốn lân cận (quan hệ khơng gian): Lọc, phân tích vùng đệm, phân tích xu thế, tính tốn độ dốc, hướng phơi, phân chia lưu vực, chiết xuất dòng chảy  Các phép nội suy: từ điểm, từ đường  Dựng mơ hình chiều phân tích mơ hình chiều (3D): Tạo lát cắt, phân tích tầm nhìn…  Tính tốn mạng để tìm khoảng cách, đường 1.3.5 Hiển thị (display) đồ Điểm mạnh hệ thống GIS khả thể nội dung địa lý mối quan hệ không gian chúng Cách mà GIS hiển thị đối tượng thực thể quy làm loại đối tượng số bản:  Đối tượng kiểu điểm (point)  Đối tượng kiểu đường (line, polyline)  Đối tượng kiểu vùng (area, polygon)  Đối tượng kiểu mô tả (annotation, text, symbol) Để phản ánh tồn thơng tin cần thiết đồ dạng đối tượng số, đối tượng địa lý phản ánh theo cấu trúc phân mảnh phân lớp thông tin 1.3.6 Xuất (Output) liệu Hầu hết phần mềm GIS hỗ trợ việc kết nối truy xuất liệu nhiều định dạng: giấy in, web, hình ảnh, file … 1.4 TỔ CHỨC DỮ LIỆU TRONG GIS  Bản đồ Bản đồ đồ bao gồm yếu tố sở địa lý Nó sở để xác định vị trí địa lý đối tượng liệu chuyên ngành Nền sở địa lý đồ tập hợp yếu tố thuỷ văn, giao thông, dân cư, biên giới quốc gia, địa giới hành chính, địa danh địa hình để làm sở thể cách nội dung khác đồ  Bản đồ liệu thương mại Gồm liệu liên quan đến dân số, nhân khẩu, người tiêu dùng, dịch vụ thương mại, bảo hiểm sức khoẻ, bất động sản, truyền thông quảng cáo,…  Bản đồ liệu môi trường Gồm liệu liên quan đến môi trường, thời tiết, cố môi trường, ảnh vệ tinh, địa hình nguồn tài nguyên thiên nhiên  Bản đồ tham khảo chung Gồm - đồ giới quốc gia, liệu làm cho sở liệu riêng 3.2 THIẾT KẾ THIẾT BỊ GẮN TRÊN XE BUS ĐIỆN 3.2.1 Sơ đồ khối thiết bị gắn xe bus điện Thiết bị thu GPS Nguồn cung cấp Bộ xử lý điều khiển Bộ nhớ liệu 2MB Mạch ghép nối RS-232 Modem GSM/GPRS Modul phát Bluetooth Mạng điện thoại GSM/GPRS Modul thu Bluetooth Trung tâm điều hành Hình 3.4 Sơ đồ khối thiết bị gắn xe Hình 3.4 cho ta sơ đồ khối thiết bị gắn xe Hệ thống thu thập thông tin tình hình xe theo sơ đồ khối trình bày gồm hai hệ thống con:  Một hệ thống đặt xe để thu nhận thơng tin vệ tinh tình hình hoạt động xe truyền thơng tin trung tâm điều hành  Một hệ thống thu nhận, tổng hợp liệu hiển thị đồ họa tình hình mạng lưới xe  Thiết bị thu tín hiệu: Thiết bị thu tín hiệu chọn loại chế tạo sẵn dạng modul tối thiểu, khơng dạng hồn chỉnh thiết bị cầm tay bán sẵn thị trường Thiết bị thu tín hiệu GPS chọn theo tiêu chuẩn gọn nhẹ, độ xác cao, ổn định có chức khởi động tức thời để giảm thiểu thời gian tìm kiếm vệ tinh lúc khởi động tiêu tốn công suất nguồn  Khối điều khiển : Bộ điều khiển tương đối đơn giản chức khối đơn nhận liệu từ thiết bị GPS lưu vào nhớ, sau khoảng thời gian xác định trước, liệu truyền trung tâm điều hành mạng lưới quản lý xe Với yêu cầu điều cho vi xử lý tốc độ xử lý nhanh, hoạt động ổn định dễ lập trình  Khối nhớ : Khối nhớ nơi lưu trữ thông tin trạng thái xe Các thông tin xử lý từ thông tin GPS lưu lại thông tin cần thiết Dung lượng nhớ 2MB, đảm bảo lưu trữ thông tin hoạt động xe ngày làm việc Q trình lưu trữ thơng tin nhớ thực hiện, ghi hết byte cuối nhớ liệu viết đè lên byte Khi có tượng nguồn cung cấp thơng tin tình trạng làm việc hành hệ thống lưu vào khối nhớ để khôi phục trạng thái làm việc trước nguồn  Khối nguồn ni: Khối nguồn ni có chức cung cấp lượng cho toàn hoạt động hệ thống xe Khối nguồn ni sử dụng acquy, dung lượng, acquy có hạn, khơng đảm bảo hoạt động liên tục hệ thống, sử dụng nguồn phát điện xe thông qua thiết bị biến đổi để làm nguồn nuôi cho hệ thống Như đảm bảo liệu xe có cố Việc sử dụng thêm nguồn phụ, acquy tự nạp lại trình xe hoạt động Sau kết thúc q trình lưu thơng tin, hệ thống tự động chuyển sang trạng thái nghỉ để tiết kiệm lượng 3.2.2 Giải pháp cho khối điều khiển Vi xử lý 89C52 chọn để làm trung tâm vi xử lý điều khiển Trong cổng PA dùng làm cổng trao đổi liệu D0 ->D7 đồng thời dùng làm cổng trao đổi bit địa thấp A0 ->A7; 10 bit địa cao A8->A17 bố trí cổng PC hai bit PB-2 PB-3 cổng PB Cổng ghép nối với modul GPS qua IC điều khiển UART8250 Ngoài bit liệu dùng cổng PA, bit chọn địa nghi điều khiển A0, A1, A2 ghép nối với bit PB-5, PB-6, PB-7 cổng PB Các tín hiệu điều khiển chọn IC phân bố chân lại IC điều khiển 3.2.3 Giải pháp cho khối nhớ Do yêu cầu nhớ, có khả lưu trữ thơng tin xe ngày hoạt động nên dung lượng nhớ cần tối thiếu 1.8MB, chọn IC nhớ W29C020C - 90B hãng Winbond họ IC nhớ ROM có dung lượng 2MB Đây IC phổ biến thị trường Việt Nam, giá hợp lý, giao thức trao đổi liệu đơn giản, kiểu song song, tốc độ cao ổn định với điều kiện môi trường “Trong khối nhớ có hai IC đệm chốt hỗ trợ IC75HC373 để đệm chốt đường liệu 73HC233 để đệm chốt đường tín hiệu thấp.” 3.2.4 Giải pháp cho khối nguồn nuôi Khối nguồn nuôi lấy từ nguồn chiều xe sau qua vi mạch chia ổn định điện áp cung cấp cho hệ thống Ngoài ra, chức khối nguồn ni cịn nhiệm vụ bảo vệ chống điện đột ngột Khi nguồn xe, nguồn dự phòng (pin acquy) đảm nhận chức cung cấp điện cho hệ thống thời gian ngắn để hệ thống kịp tiến hành thao tác cần thiết để đảm bảo không liệu phục hồi trạng thái, hoạt động trước nguồn “Việc phát cố nguồn thực cách so sánh điện áp nguồn với ngưỡng điện áp định Khi điện áp nguồn xuống ngưỡng cho phép xuất xung tín hiệu báo nguồn INT- POWER Khối điều khiển dừng thao tác chuyển sang trạng thái lưu trữ liệu thông số hoạt động Sau thông tin lưu lại, vi xử lý chuyển sang chế độ POWERDOWN” 3.2.5 Giải pháp kết nối trao đổi thông tin với trung tâm Do modul GSM/GPRS Bluetooth có giao diện RS-232 nên mạch điều khiển ta thiết kế giao diện ghép nối RS-232 Do yêu cầu trao đổi liệu từ phía điều khiển nên việc thiết kế giao diện gồm đường tín hiệu TXD RXD qua vi mạch chuyển mức 232 đưa cổng ghép nối D-9 chân Phương pháp ghép nối không hỗ trợ giao thức bắt tay Tuy nhiên, với u cầu tốn, khối kết nối nêu hoàn toàn đáp ứng 3.2.6 Giải pháp cho kết nối thu nhận thông tin từ GPS Modul GPS modul hoàn chỉnh bao gồm mạch anten mạch xử lý tín hiệu Với modul GPS lựa chọn, giao diện trao đổi liệu RS- 232 khác Tuy nhiên, thông tin hoạt động xe liên tục truyền xử lý nên mức độ ưu tiên dành cho giao diện cao giao diện ghép nối với modul GSM/GPRS Căn vào đề nghị dùng IC điều khiển ghép nôi UART 8250 ( 16550) để điều hành trình trao đổi liệu, IC ghép nối cần có dao động thạch anh riêng để tạo xung nhịp cho trình truyền liệu Vi mạch 8052 nhận liệu gửi đến từ modul GPS tạo tín hiệu ngắt yêu cầu trao đổi thông tin với vi xử lý Đây ưu đảm bảo cho trình thu nhận thông tin để xe liên tục ổn định Ngoài ra, khối kết nối cần có vi mạch đệm chốt 73HC373 để ghép nối đường liệu vào vi xử lý Hình 3.5 Mainboard thiết bị định vị 3.3 QUẢN LÝ VỊ TRÍ CỦA XE BUS điện 3.3.1 Truyền thơng Vấn đề truyền thông xem vấn đề cốt lõi giải pháp phần cứng cho hệ thống Trong hệ thống này, thông tin tọa độ với tốc độ, thời gian đối tượng thu thập GPS receiver gắn xe gửi trung tâm nhờ sử dụng loại modem có chức điện thoại di động (bộ đàm), gắn xe, gắn trung tâm Từ sử dụng hạ tầng truyền thơng để truyền thông tin thiết bị gắn xe trung tâm quản lý xe Vấn đề truyền thông thiết bị lắp xe thiết bị thu liệu lắp trung tâm thực theo hai cách:  Gửi tin nhắn SMS :Thông qua nhà cung cấp dịch vụ di động, ta gửi thơng điệp thông tin tọa độ, vận tốc, thời gian từ thiết bị lắp xe trung tâm Tuy nhiên cước phí viễn thơng cịn cao  Sử dụng dịch vụ GPRS : Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hầu hết triển khai dịch vụ GPRS thành phố lớn nên sử dụng dịch vụ để truyền thơng tin thiết bị gắn xe trung tâm 3.3.2 Phần mềm trung tâm  Thành phần:  Ghép nối với modem GSM/GPRS qua cổng COM  Ứng dụng GPS hiển thị vị trí xe số chức kèm  WebServer nhận yêu cầu sử dụng dịch vụ GIS từ người sử dụng tới thông qua browser đáp ứng yêu cầu người sử dụng  CSDL tập trung SQL server Nếu truyền thông thiết bị đặt xe trung tâm thực nhờ sử dụng dịch vụ định vị GPRS trung tâm khơng cần modem GSM/GPRS chương trình ghép nối với để lấy liệu, mà thay vào WAP Server chịu trách nhiệm truyền thông với thiết bị lắp xe Giữa máy chủ trung tâm modem GSM/GPRS trao đổi với hai loại thông tin : thông điệp chứa lệnh mà máy chủ gửi để điều khiển thiết bị xe Các thông điệp chưa liệu bao gồm tọa độ ( kinh độ, vĩ độ), vận tốc, thời gian mà mođem nhận thông tin từ thiết bị xe  Kiểu thông điệp Modem -> Máy tính Khn dạng thơng điệp modem cho máy tính bắt đầu kí tự “$”, kết thúc kí tự “*”, bao gồm nhiều trường thơng tin, trường cách dấu “,”  Giờ: GMT mà thiết bị xe nhận tính tốn từ vệ tinh viết theo định dạng ‘hhmmss.mmm’ phải cộng thêm để tính Việt Nam  Vĩ độ: Chuỗi biểu diễn số thực vĩ độ xe  Vận tốc: chuỗi biểu diễn số thực vận tốc xe  Ngày tháng: Được thiết bị gắn xe nhận từ vệ tinh, có định dạng‘ddmmyy’ $GPRMC 015633.720, A, 2101.9059, N, 10539.7909, E, 76.99 140705* Thơng điệp gửi vào máy tính thơng qua cống COM Để lấy thông điệp ta sử dụng ActiveX có tên MSCOM Microsoft Sau máy tính nhận thơng điệp qua cổng nối tiếp, thơng điệp phân tích lấy thông tin cần thiết lưu vào CSDL  Kiểu thơng điệp Máy tính -> Modem Khn dạng thơng điệp gửi từ máy tính để điều khiển thiết bị lấp xe chuỗi ký tự có dạng “SMSXX” Trong XX tham số cấu hình  Nếu “XX” ‘00’ có nghĩa yêu cầu thiết bị xe gửi tin nhắn chứa vị trí thời  Nếu ‘XX’ ‘30’ có nghĩa yêu cầu thiết bị xe 30s gửi tin nhắn chứa vị trí thời  Các lệnh tham số lập trình sẵn firmware thiết bị lắp xe  Để giữ thông điệp ta dùng ActiveX SMS control cho phép yêu cầu modem ghép nối với máy tính thơng qua cổng COM giữ tin nhắn có nội dung đến thuê bao khác 3.3.3 Hiển thị đồ theo tiêu chuẩn MapInfo Sử dụng ActiveX MapInfo ứng dụng GIS cài đặt trung tâm cung cấp công cụ cho phép xây dựng đồ số theo chuẩn MapInfo từ định dạng khác Người sử dụng sử dụng dạng vẽ khác AutoCad, sử dụng tọa độ đối tượng thu thập lưu trữ CSDL Access SQL Server để xây dựng lên đồ số riêng Bản đồ số tạo từ nguồn liệu hình thành từ tập tầng Mỗi tầng chứa loại đối tượng đặc trưng riêng đồ Dữ liệu lấy từ file liệu bảng (định dạng tab MapInfo) từ sở liệu Ngồi tính hiển thị, đồ số xuất định dạng khác để in ấn, đáp ứng tốt cho nhu cầu người dùng 3.3.4 Hiển thị vị trí thời xe bus điện Để hiển thị vị trí thời xe ta cần tọa độ cụ thể kinh độ, vĩ độ xe Tọa độ lấy qua phân tích thơng điệp gửi trung tâm Thơng điệp nhận vào máy tính thơng qua cổng truyền thơng nối tiếp COM Mỗi thông điệp gửi máy tính, kiện phát sinh cổng COM, thơng điệp nhận vào phân tích kinh độ, vĩ độ thời gian Có thơng tin vị trí thời xe hiển thị lên đồ số 3.3.5 Xem lại lộ trình xe bus Sau liệu tọa độ xe hoạt động đường gửi trung tâm, trung tâm phân tích ghi vào CSDL, chức giúp người sử dụng xem lại lộ trình xe chạy khoảng thời gian dựa vào liệu ghi nhận CSDL 3.3.6 Xác định vị trí web Ứng dụng web thiết kế theo kiểu kiến trúc Servlet Java chạy Java Tomcat Người sử dụng Internet dùng trình duyệt brower truy cập vào địa máy chủ cài đặt Servlet cung cấp dịch vụ GIS để gửi yêu cầu như: hiển thị đồ số, di chuyển khung nhìn, thay đổi tỷ lệ, hiển thị đối tượng,…Các yêu cầu Servlet phân tích đưa vào thông tin tọa độ tương đối CSDL dùng chung SQL Server mà yêu cầu đáp ứng cách tạo ảnh đồ với vị trí đối tượng gửi trả cho trình duyệt kèm theo mã HTML Với kiến trúc người ta sử dụng đâu miễn có đường truyền Internet sử dụng dịch vụ GIS Các bước thực hiện: Servlet phát triển sở sử dụng đối tượng MapJ MapXtremeservlet tầng giữa, sở liệu tầng Khi trình khách phát sinh u cầu thơng qua trình duyệt Brower, Webserver gửi yêu cầu tới Servlet phát triển MapXtremeservlet MapInfo Trạng thái đối tượng MapJ thay đổi Sau đối tượng MapJ sử dụng để trao đổi yêu cầu liên quan đến đồ với MapXtremeservlet Nếu yêu cầu từ trình khách gọi hình ảnh MapXtremeserver trả lại hình ảnh quyét đồ để Serylet xây dựng ảnh nhúng với mã HTML trả trang cho trình duyệt Kiến trúc tầng có đặc điểm :  Đối tượng Map J phát triển tầng giữa, Servlet người sử dụng định nghĩa  MapXtreme phát triển tầng  Java khơng cần thiết trình khách Trình khách gửi yêu cầu HTML nhận trang HTML  Thông lượng mạng nhỏ : applets khơng cần thiết trình khách, nên khơng cần phải download applets 3.4 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ Hệ thống quản lý vị trí xe bus điện phát triển dựa công nghệ GPS, công nghệ GIS MapInfo bao gồm hai module  Quản lý vị trí xe : Cài đặt trung tâm điều hành, cho phép người sử dụng xác định vị trí xe có gắn thiết bị định vị GPS Receiver đồ số thời điểm  Cung cấp dịch vụ định vị web : Cài đặt Host Server, cho phép người sử dụng xác định vị trí xe Một số yêu cầu: Trong điều kiện bình thường để hệ thống hoạt động ổn định, sai số :  Cấu hình máy tính tối thiểu vi xử lý 1.5GHz, nhớ 256MB, ổ đĩa cứng 40GB đủ để lưu trữ CSDL  Nguồn nuôi cho thiết bị lắp xe phải ổn định Nếu nguồn không thu thập liệu từ GPS  Anten máy thu GPS phải đặt vị trí hợp lý để nhìn thấy bầu trời, khơng bị che chắn  Xe hoạt động cách tường nhà cao 5m 3.5 GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ GPS TRONG QUẢN LÝ XE BUS ĐIỆN THÔNG MINH 3.5.1 Ưu điểm: Thay cần nhiều người theo dõi giám sát hàng ngày cho nhiều đầu xe, với giải pháp quản lý điều hành xe qua hệ thống định vị, giúp người quản lý 30 phút ngày để kiểm soát Điều tiết kiệm tối đa thời gian chi phí quản lý cho cơng ty Tránh trường hợp xe từ xa tới đón khách hay nhiều xe đón khách ví trí bắt khách, giúp tiết kiệm tối đa chi phí xăng dầu, hiệu khai thác, đảm bảo uy tín với khách hàng, hạn chế tối đa chậm chễ đón khách dẫn đến khách, tăng tính cạnh tranh Giúp cho người quản lý giám sát chặt chẽ đội xe mình, biết xe vào hay khỏi địa bàn phân công Giám sát tình trạng xe, xe chạy vượt tốc độ cho phép, ghi nhận số lần xe chạy tốc độ giới hạn suốt hành trình chạy xe nhằm mục đích bảo vệ người, tài sản Nhắc nhở lái xe thực luật giao thông Tóm lại: Giải pháp cơng nghệ GPS quản lý xe taxi đem lại nhiều lợi ích thiết thực cho cơng ty:  Giảm chi phí, thời gian, nhân cho việc quản lý điều hành phương tiện  Dễ dàng điều khiển, bố trí xe đón khách vị trí gần  Minh bạch hóa q trình sử dụng tài sản xe, kiểm sốt q trình vận hành, bảo dưỡng  Giảm bớt rủi ro trách nhiệm pháp lý cho công ty  Giảm thiểu việc sử dụng xe trái phép Sử dụng vào mục đích ngồi phạm vi cơng việc  Cải thiện quan hệ với khách hàng Nâng cao chất lượng dịch vụ, tăng lợi cạnh tranh  Tăng lợi nhuận cho công ty 3.5.2 Những tồn tại: Ứng dụng công nghệ GPS quản lý xe taxi công ty cổ phần taxi giải pháp tuyệt vời cho việc điều hành mang lại lợi nhuận cao cho công ty Tuy nhiên qua q trình tìm hiểu, nhóm nhận thấy bên cạnh ưu điểm vượt trội ứng dụng, cịn tồn  Bảo trì, bảo dưỡng thiết bị GPS Việc bảo trì, bảo dưỡng thiết bị GPS chưa quan tâm, có lỗi độ sai lệch q trình quản lý xe như:  Lỗi nguồn  Lỗi tín hiệu GSM/GPRS  Lỗi tín hiệu GPS  Lỗi kết nối cổng liệu (cổng COM)  Lỗi kết nối cổng USB  Giám sát hành trình hình ảnh Hiện điều kiện đầu tư cịn nên chưa quản lý giám sát hành trình xe hình ảnh Do chưa thể kiểm sốt số lượng khách xe, hình ảnh khách Chưa giám sát được.thái độ phục vụ khách đội ngũ lái xe (như tài xế vừa lái xe vừa nghe điện thoại, vừa lái xe vừa ăn, hành vi chưa mực với khách )  Tốc độ giới hạn xe Một tính ưu việt hệ thống định vị GPS có khả đưa thơng tin tốc độ xe, cảnh báo lái xe xe chạy tốc độ giới hạn ghi nhận số lần xe chạy tốc độ giới hạn suốt hành trình chạy xe Chức cần thiết cho người quản lý kiểm soát lái xe, nhắc nhở lái xe tuân thủ luật lệ giao thông làm sở cho người quản lý tiến hành lập hồ sơ vi phạm lái xe, đánh giá xử phạt hay khen thưởng Tuy điều cần thiết khơng hãng taxi mà cịn quan trọng luật giao thông vận tải đất nước ta Nhưng nay, việc đánh giá công tác chưa thực khả thi, trạng sở vật chất giao thơng nước ta cịn Có nhiều cung đường khác nhau, cho phép xe chạy với tốc độ khác nhau, nên áp dụng vận tốc chung cho tất đoạn đường Đó cịn chưa kể trục đường có nhiều xe (đường cao tốc), có vận tốc quy định khác Trong khi, thiết bị giám sát hành trình đặt vận tốc giới hạn tay Vì thế, việc cảnh báo xe chạy tốc độ cho phép, thực chưa linh động Bảng 3.2 Bảng tin nhắn cấu hình thiết bị hệ thống Vtracking Viettel minh chứng cho việc thiết lập vận tốc giới hạn cho xe quản lý STT tốc giới hạn VANTOCGH:80# *VTR VANTOCGH?# Tên lệnh Tin nhắn trả lời *VTR VANTOCGH:80# *VTR tốc giới hạn STT Mã lệnh Thiết lập vận Kiểm tra vận Tên lệnh Thiet lap van toc gioi han cong 80 Mã lệnh Tin nhắn trả lời Kiểm tra chế *VTR XUNG độ vận tốc CHEDOVANTOC?# GPS *VTR CHEDOVANTOC:CĐ# Thiet Lap Che van Thiết lập chế *VTR độ vận tốc CHEDOVANTOC:CĐ# *VTR toc loi CHEDOVANTOC:CĐ# Thiet Lap Che van toc cong Bảng 3.2 Bảng tin nhắn cấu hình thiết bị Nếu dựa số lần báo hệ thống, tốc độ xe vượt quy định ngày tuần hay tháng để đánh giá, lập biên xử phạt lái xe, chưa xác Quản lý cơng ty cần phải thời gian kiểm tra lại hành trình xe hệ thống, giải hiệu cơng việc 3.5.3 Những đề xuất, giải pháp  Giải pháp cho bảo trì, bảo dưỡng thiết bị GPS Hiện thị trường có nhiều thiết bị phục vụ cho quản lý di động Càng ngày có nhiều tổ chức hay cá nhân có nhu cầu sử dụng Mỗi hãng sản suất có quy định bảo hành thiết bị khác Tuy nhiên để có thống thực hiện, trước hết luật Bộ giao thông vận tải phải có quy định, thơng tư chung rõ việc bảo trì bảo dưỡng thiết bị GPS khoảng thời gian nào, thiết bị phải làm việc bao lâu? Ví dụ: Theo quy định Liên Bang Nga, thiết bị định vị xe phải bảo hành năm, thời gian sử dụng thiết bị không năm  Giám sát hành trình hình ảnh Lợi ích việc kết hợp thiết bị giám sát hành trình với camera lắp đặt xe lớn Tuy nhiên thời điểm việc bắt buộc lắp đặt thiết bị đồng lên xe ảnh hưởng đến điều kiện đầu tư doanh nghiệp Tuy nhiên công cụ công nghệ cao không giúp doanh nghiệp kiểm soát hành vi đội ngũ nhân viên xe, liệu camera sở để doanh nghiệp khen thưởng xử lý kỷ luật lái xe, cách minh bạch Nếu có quy định bắt buộc phải lắp camera với xe tham gia giao thơng, xây dựng sách kết nối Bộ GTVT - Bộ Tài để chia sẻ liệu từ giám sát hành trình camera, làm sở để tính tốn kiểm soát doanh thu, thuế doanh nghiệp vận tải  Tốc độ giới hạn xe Hiện Bộ giao thông vận tải quy định hợp chuẩn bắt buộc dùng loại thiết bị định thiết bị định vị đại, tối ưu nước Mỹ, Nga không nhập đưa vào sử dụng Trong phần cứng thiết bị hành trình Việt Nam hầu hết được sản xuất từ Trung Quốc, Đài Loan thiết bị cũ, tốc độ chậm, ảnh hưởng không nhỏ tới định vị Việc theo dõi số lần vận tốc xe quy định đặt giới hạn tay gây khó khăn q trình quản lý, ý thức chấp hành giao thơng lái xe Chính Bộ cần phải có sách thơng tư để ứng dụng thiết bị đại, phải tự động hóa tồn Trên thực tế, để tối ưu hóa hệ thống quản lý taxi trang thiết bị đại mang lại hiệu lớn Có thể nói, việc ứng dụng GPS không giúp doanh nghiệp kinh doanh taxi điều hành dễ dàng, tiết kiệm, giúp quan nhà nước dễ quản lý, giám sát mà giúp ngăn chặn tai nạn giao thông Tuy nhiên, để ứng dụng GPS hiệu quả, Bộ GTVT cần phải khắc phục bất cập quy định quy chuẩn kỹ thuật quốc gia thiết bị giám sát hành trình, có đầu tư đồng sở liệu, đáp ứng kết nối với thiết bị “hộp đen” tiên tiến giới Trong tương lai khơng xa cịn kiểm sốt tốc độ xe GPS Ứng dụng cảnh báo tài xế cách tạo rung lắc phát tín hiệu âm mà cịn giành quyền kiểm sốt bàn đạp ga từ tài xế khiến cho tài xế vượt tốc độ cho phép chặng đường khác Điều đem lại lợi ích cho xã hội, giảm bớt tai nạn giao thông KẾT LUẬN CHUNG Với khả ứng dụng rộng lớn hệ thống định vị toàn cầu (GPS) nhiều lĩnh vực thuộc đời sống xã hội Việc ứng dụng công nghệ GPS GIS cho việc quản lý đối tượng nói chung đối tượng di động nói riêng vấn đề cần quan tâm thời đại phát triển mạnh công nghệ thông tin Trong báo cáo nhằm giới thiệu kiến thức để có sở sâu có nhu cầu nghiên cứu xây dựng hệ thống tham gia quản lý khai thác hệ thống Trong thời gian nghiên cứu luận văn nắm bắt khái niệm bản, công cụ, kỹ thuật ứng dụng GPS - GIS Trên sở đề tài giải vấn đề bản: - Về hệ thống thông tin địa lý (GIS) với kiến thức hệ thống, thành phần, cách sử dụng ứng dụng tìm hiểu cơng cụ sử dụng phát triển GIS - Tìm hiểu thơng tin tổng quan công nghệ GPS, giúp cho có nhìn bao qt vấn đề chủ yếu hệ thống định vị toàn cầu - Cuối khái quát phần thiết kế hệ thống quản lý vị trí đối tượng di động (taxi) dựa cơng nghệ GPS GIS Qua đưa ý kiến, giải pháp khắc phục số hạn chế tồn việc ứng dụng định vị quản lý lái xe công ty cổ phần taxi nói riêng định vị đối tượng di động nói chung Việt Nam Hệ thống công nghệ GPS - GIS ứng dụng quản lý lái xe, đòi hỏi khối lượng liệu lớn cập nhật liên tục theo thời gian Tuy nhiên để trở thành hệ thống thực hoàn chỉnh báo cáo cần phải cập nhật công nghệ thiết bị đại để phù hợp với phát triển nhanh chóng ngành Công nghệ thông tin, công nghệ GIS hôm tương lai TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1.] PGS.TS Lê Hùng Lân, "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tự động hóa quản lý điều hành giao thơng" - Khoa điện tử - Đại học GTVT Hà Nội 2006 [2.] Nguyễn Thị Yến, "Ứng dụng công nghệ GIS GPS để quản lý đối tượng di động", Luận văn Thạc sĩ - 2009 [3.] “Wikipedia”, vi.wikipedia.org/wiki/ Tiếng Anh [4.] “The Global Positioning System” The Global Positioning System Principles of GPS positioning GPS signal and observables Errors and corrections Processing GPS data GPS measurement strategies Precision and accuracy - E Calais Purdue University - EAS Department Civil 3273 – ecalais@purdue.edu [5.] “Understanding GPS Principles and Applications” Second Edition Elliott D Kaplan Christopher J Hegarty – Editors Library of Congress Cataloging-in-Publication Data Understanding GPS [6.] JEFF HURN: ‘GPS a Guide to the Next Utility’, Trimble Navigation, 1989 [7.] Michael Kennedy,‘Global Positioning System and GIS: An Introduction‘, Ann Arbor Press, Inc