论文总字数：41011字

摘 要

科学技术和信息技术的高速发展促进了各种新兴行业的高速发展。互联网的高速发展推动了物流行业的飞速发展。物流行业中最关键的课题，就是在保持物流效率的前提下降低物流成本。而运输成本作为成本中比重很高的一方面，对车辆的调度提出了很高的要求。以往传统的车辆调度方式已经不能适应物流行业的发展，因此货运车辆的实时调度成为了当前车辆调度的难点。货运车辆的实时调度需要运用各种先进的信息技术，比如GPS、GIS以及GPRS技术。运用先进的信息技术，建立一个基于GPS数据的货运车辆调度系统，并对该系统进行需求分析并设计研究。论文主要内容如下：建立基于GPS数据的货运车辆调度决策系统，系统能够不断更新需求信息并处理，最终重新设计运输路线，从而能够对货运进行实时调度。按照时间的顺序对需求进行分析，然后划分处理顺序。建立了基于GPS数据的货运车辆调度决策模型，计算方法采用运用禁忌搜索算法。并且分析了车辆的GPS数据，找出运动轨迹中的停止点，从而为规划决策提供参考和指导。以深圳市海格物流股份有限公司为例建立了货运车辆调度决策系统的模型。

关键词：GPS,车辆调度,时间轴,停止点

THE DESIGN OF THE SYSTEM FOR VHHICLE DISTRIBUTION

AND DECISION BASED ON GPS DATA

Abstract

The rapid development of science and technology and information technology accelerate the rapid development of logistics.The most critical issue of logistics is reducing the costs of logistics . The high transportation costs is the majority of logistics costs . Traditional ways of vehicle Scheduling can not apply to the development of the logistics industry, as a result, real-time scheduling freight vehicles has become the difficulties of the current vehicle scheduling. Real-time scheduling freight vehicles need use advanced information technologies, such as GPS, GIS and GPRS technology. The use of advanced information technology, the establishment of the freight vehicle scheduling system based on GPS data, and the system requirements analysis and design research. The main contents are as follows: the establishment of freight vehicles based Scheduling Decision Support System GPS data, the system need to handle real-time needs and ultimately redesign distribution routes, enabling real-time vehicle scheduling. The establishment of the vehicle distribution system model is based on GPS data, and calculated by TS. This article also analyses the GPS data of the vehicle to find out the trajectory of the stop point, so as to provide reference and guidance for distribution plans. I use Hercules Logistics as an example to establish a vehicle distribution system based on GPS data.

KEY WORDS: GPS, real-time, dispatch

目 录

摘 要 1

Abstract 1

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3当前货运车辆调度的现状及分析 2

1.3.1货运车辆调度现状 2

1.3.2货运车辆调度问题分析 3

1.3.3提高货运车辆调度效率的方法分析 4

1.4本文研究内容和技术路线 5

第二章 系统框架设计 6

2.1 需求分析研究 6

2.1.1功能需求 6

2.1.2数据流量需求 7

2.1.3安全需求 8

2.2基于GPS数据的货运车辆调度决策系统设计框架 8

2.3设计原则 10

2.3.1安全原则 10

2.3.2先进原则 10

2.3.3拓展原则 10

2.3.4开放原则 10

2.4系统模块设计 11

2.4.1 监控模块 11

2.4.2车辆调度模块 11

2.4.3数据通信模块 12

2.4.4车辆及货物状态处理模块 12

2.4.5信息日常维护模块 13

2.5 车载端设计 13

2.6车辆调度工作流程 13

2.7系统UML建模 14

2.7.1 UML语言介绍 15

2.7.2货运车辆调度决策系统UML建模 15

第三章 混合运输的货运车辆实时调度策略 20

3.1 混合运输的货运车辆调度简介 20

3.2 时间轴策略 21

3.3 实时调度策略 22

第四章 货运车辆实时调度模型 24

4.1 混合运输货运车辆实时调度模型建立 24

4.1.1货运车辆实时调度约束 24

4.1.2 货运车辆实时调度参数 24

4.1.3 货运车辆实时调度数学建模 24

4.2 算法概述 25

4.3 禁忌搜索算法 26

4.3.1禁忌搜索算介绍 26

4.3.2禁忌搜索算法步骤 26

第五章 车辆GPS数据处理分析 27

5.1货运车辆GPS 数据的预处理 27

5.2货运车辆GPS数据处理根据 28

5.3停止点捕捉算法 28

5.4司机绩效考核 29

5.4.1车辆行驶里程、单位油耗 30

5.4.2车辆工作时间统计 30

5.4.3车辆停留时间统计 31

第六章 系统框架设计——以深圳市海格物流股份有限公司为例 31

6.1深圳市海格物流股份有限公司简介 31

6.2深圳市海格物流股份有限公司需求分析 33

6.2.1功能需求 33

6.2.2数据流量需求 35

6.2.3安全需求 36

6.3深圳市海格物流货运车辆调度系统车载端设计 36

6.4深圳市海格物流货运车辆调度系统运行环境 37

6.4.1网络配置要求 37

6.4.2硬件配置要求  37

6.4.3软件配置要求 37

6.5深圳市海格物流货运车辆调度问题的难点 37

6.6 GPS数据分析 38

6.7客户停留时间 39

结论 42

致谢 43

参考文献 44

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

随着经济全球化和信息技术的飞速发展，物流行业得到了迅猛的发展。对于国民经济来说，物流行业的发展扮演着很重要的角色。与此同时，在保证物流效率的前提下，降低物流成本成为重要的问题。在两会期间，与物流行业有关的各项内容得到了大家广泛的关注。徐冠巨说道“我国社会物流费用占GDP的比率是18%，而欧美是9%，我国物流成本占生产成本的30%-50%，而发达国家只占10%-15%”。与此同时，徐冠巨还给我们展示了这样的数据：“美国一辆货车有效行驶里程平均每天达1000公里，而中国货车有效行驶里程平均每天只有300公里，其他时间均耗在了找货、配货，空载率高达40%以上。”这些数据有力的说明了我国的物流成本偏高、效率低下。^[1]

针对我国的物流现状，我们应当着重研究究竟如何通过科学化的物流管理方式，从根本上提高物流效率、降低物流成本，同时改进服务质量。配送环节在物流中的成本占据了很大的部分。配送计划的制定十分关键，影响到配送速度、成本以及效益，它是是优化物流效率、科学化水平的关键一步。配送计划主要包括：车辆路线、时间安排。配送计划可以通过科学合理的方法来制定。通过科学合理的配送计划，车辆行驶里程会大大减少，从而不仅油耗得到降低，同时还能提高货物装载率，提升服务质量，让客户满意。物流成本得到了有效降低，利润空间便会提高。因此一个基于GPS数据的车辆调度系统在其中扮演着关键的角色，系统利用GPS、GIS、GPRS等先进的技术指导车辆的调度决策，与此同时还能对GPS行车数据统计分析处理。决策管理者可以对数据进行分析总结，对车辆的运动轨迹进行分析，对司机的绩效进行标准的考核，从而在每一个关键的环节上尽量降低成本，提高效率，使得管理者能够合理分配资源，从而使企业的经济效益获得提高。

1.2国内外研究现状

现代车辆定位与调度系统的形成始于本世纪60年代，美国联邦高速公路委员会开始研究车辆电子路径制导系统(ERGS)。到70年代，随着微处理器出现，日本和欧洲也加入到车载导航与信息系统的研究中，车载导航技术得到进一步发展。80年代初，第一代采用航位推算和早期地图匹配方法的系统出现，如英国的“Autoguide”欧洲的“CITY PILOT”，德国的“ALL--SCOUT”，荷兰Philps公司的“CARIN”等车辆导航系统。80年代末，成熟的GPS卫星定位技术在车辆定位与调度系统中广泛应用。90年代初，为了解决以往DR MM 定位所的缺陷，美国政府为了配合ITS推出具有强大功能和较完善技术的定位导航系统“TravTek”。在早期的调度系统中，美国使用专用无线通信模块和LORAN-C 用户接收机模板结合起来，经过二次开发集成方式，通过建立无线专用的通信网络，组成车辆调度跟踪系统。还有法国的CARMINAT车辆定位与调度系统，日本SUMITOMO 电子公司的CruiseMate SNV-AD20汽车电子导航系统，美国Motorola公司研制的“OnStar”车辆定位与调度系统，美国Clarion公司的基于WinCE操作系统的AutoPC车辆定位与调度系统，美国Commad公司开发的Street Guard车辆导航与监控系统以及TravelPiolt RGS08车辆定位与调度系统。这些系统在导航方面能够提供精准、持续、直观的车辆位置，并且定位与调度系统的可靠性和稳定性也大大增加。

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