工程機械遠程監(jiān)控綜合服務系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、隨著工程機械智能化水平的不斷提高，GPS定位技術以及GPRS通信技術的日益成熟，原來孤立自治的工程機械單機可以擁有與外部對象交換數據的能力，并作為一個信息節(jié)點，與其他單機設備構成工程機械信息網絡。工程機械遠程監(jiān)控系統(tǒng)是建立在該工程機械信息網上的一個應用系統(tǒng)，通過實時采集工程機械設備的地理位置和施工工況，達到遠程監(jiān)控和故障診斷的目的。近幾年，工程機械遠程監(jiān)控系統(tǒng)在工程機械制造行業(yè)得到推廣應用，由于系統(tǒng)在工程機械的工況監(jiān)測和遠程控制方面表現

2、突出，能夠為工程機械的產品研發(fā)、售后服務等提供技術支持，因此，該系統(tǒng)逐漸融入工程機械制造企業(yè)信息化管理體系，并成為其中一個重要組成部分。新的應用需求對系統(tǒng)現有架構、功能及其性能提出了更高的要求，主要體現為以下兩個方面:
　　一、系統(tǒng)的監(jiān)控規(guī)模進一步擴大，由工程機械產品的單一監(jiān)控向包括工程機械產品、服務車和客服人員在內的集成監(jiān)控轉變。為此，系統(tǒng)的數據庫、通信服務模塊面臨重構和性能優(yōu)化等問題。
　　二、系統(tǒng)要與企業(yè)內其它信息系統(tǒng)

3、實現一定程度的數據共享或融合，達到多系統(tǒng)協(xié)同作業(yè)、強化企業(yè)信息一體化管理的目的。為此，系統(tǒng)架構及其功能設計要考慮面向企業(yè)應用集成的因素。本文面向工程機械遠程監(jiān)控系統(tǒng)大規(guī)?；?、集成化發(fā)展需求，研究了系統(tǒng)架構、數據庫重構與優(yōu)化、通信服務和地理信息服務等方面的關鍵技術，實現了工程機械遠程監(jiān)控綜合服務系統(tǒng)的構建與開發(fā)。
　　首先，通過分析系統(tǒng)用戶的特點，面向三類客戶群確立基于B/S、C/S和WebService的客戶端構成。為了滿足C/S

4、和B/S兩種結構嵌套應用的需求，基于三層架構實現了服務器軟件模塊化設計，提出了多服務器協(xié)作的分布式部署方案。
　　其次，圍繞大型數據庫的設計和優(yōu)化問題，分別從模型結構、物理實現和數據訪問三個方面展開具體研究工作:1）針對三類對象的集成監(jiān)控特點，統(tǒng)一其在數據庫中的存儲模型;2）針對具有二維生長特征的大容量表，提出一種融合拆分和分區(qū)技術的優(yōu)化方法，實現了海量數據的分布式存儲與管理，有效解決了數據訪問時的I/O負載平衡問題;3）利用索引

5、機制，通過在一些訪問頻率較高的表上創(chuàng)建聚集索引或非聚集索引，改善數據庫的查詢性能;4）面向應用制定了使用數據庫連接池、存儲過程和批處理等多種手段的混合訪問策略，建立了一套面向服務的分布式訪問機制，以達到最大程度提升數據庫運行性能的目的。
　　再次，探討了三種網絡通信方式的通信機制及其通信模型的設計與實現。基于GPRS的無線通信是工程機械設備和服務車普遍采用的通信方式，本文設計了基于TCP長連接的異步Socket通信模型，為解決TC

6、P單端口監(jiān)聽的連接瓶頸問題，提出了多端口監(jiān)聽的分布式通信服務方案。客服人員的定位服務依賴于第三方LBS平臺的網絡通信，本文基于XML的Port接口規(guī)范創(chuàng)建了面向TCP短連接的異步通信模型，設計了單人點名和群體點名兩種人員定位服務接口，以從第三方平臺獲得高效的LBS定位服務。M2M是一種物聯網通信技術，利用M2M平臺作為監(jiān)控對象和通信服務器之間的網絡通信樞紐，為雙方提供數據透傳服務。本文探討了基于Web Service的M2M通信模型的設

7、計，并驗證基于M2M平臺的新通信模式是切實可行的。
　　地理信息服務是綜合服務系統(tǒng)的重要組成部分，由于組件式GIS和地圖API技術用于后臺服務開發(fā)時存在一些弊端，本文提出了基于關系型空間數據庫的實現方案，主要解決兩個問題:一是自定義空間數據庫模型的設計與實現;二是基于空間數據庫的地理信息識別算法的研究。本文通過解析MapInfo矢量地圖中空間數據存儲結構，建立了關系型空間數據庫模型，實現了矢量地圖數據文件到關系型數據庫的轉換。然后

8、，研究了基于T-SQL語言實現的關于目標位置周邊道路和所屬行政區(qū)域信息的識別算法，為地理位置的反向地址解析服務提供方法。關系型空間數據庫的構建，將面向矢量模型的空間數據查詢問題轉化為了面向實體-關系模型的條件查詢問題，為空間數據處理提供了一種全新的解決思路。
　　最后，完成了綜合服務系統(tǒng)應用軟件的開發(fā)，實現了工程機械、服務車和客服人員的一體化遠程監(jiān)控管理，以及面向企業(yè)應用集成的遠程信息服務。并重點探討了基于Dijkstra算法的人