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货物追踪系统

一、系统目标：
为实现铁路货物运输的实时动态追踪，研究提出一种新的铁路货物运输实时追踪系统。根据系统方案基本架构和系统应用流程，对铁路车号自动识别系统、GPRS数据服务器、Web服务器等主要关键子系统进行了介绍。该系统实现的主要功能是货物运输误点报警及准点提示、货物实时动态追踪，实现车辆的合理调度，提高车辆的利用率。
我国铁路由运输服务向物流服务的战略转移是推进铁路运输跨越式发展的必然选择。从现代物流的观念看，从发站至到站这一运送过程是运输企业的主要物流服务职能，而提供全面物流信息服务则成为货运业务中的一个至关重要的核心竞争要素，其中货物追踪查询信息则是客户最需要信息之一。

二、需求分析：
近年来，我国铁路企业在货运信息管理方面取得了很大进步，但在货票信息共享、货物追踪等服务方式和手段方面还有需要优化改进的地方。为此，研究提出一种新的铁路货物运输实时追踪系统，以解决铁路货物运输全程实时动态追踪、车辆调度和有效利用，以及车辆成本核算等问题。该铁路货物运输实时追踪系统是建立在铁路车号自动识别系统之上的，其
地面识别设备(AEI)能实时准确地完成对车辆标签信息的采集，并将采集的信息进行处理，通过铁路网络安全平台传输到GPRS数据服务器。GPRS数据服务器通过对传输数据进行分析，解码，然后保存到数据库服务器中。铁路货物运输实时追踪系统首先将车辆标签与货票相关
联，然后借助移动设备或PC机接入网络，实现对货物运输全程的实时动态追踪，从而提高车辆的有效利用率，降低铁路运输成本。

三、 系统原理图：

四、 系统原理介绍：
1、系统架构：
铁路货物运输实时追踪系统的基本架构如图l所示，主要由铁路车号自动识别系统、移动设备客户端、GPRS数据服务器、数据库服务器和w曲服务器等组成。
2、系统应用流程：
铁路货物运输实时追踪系统应用的前提条件是货物承运装载后，将填写的货票信息保存到数据库服务器中，并在铁路干线主要出入站安装AEI设备，对有关车辆信息进行准确识别。系统具体应用流程如下。
货物自始发站发出时，AEI设备自动读取车辆标签，并通过无线网络经由铁路网络安全平台传输给GPRS数据服务器。GPRS数据服务器将车辆标签及经过AEI设备的时间等信启、存入数据库服务器；通过无线网络发信息到移动设备客户端，告之货物已经从始发站发出。车辆到达第一到站时，AEI设备监测车辆到达时间，通过无线网络经由铁路网络安全平台发信息到GPRS数据服务器；GPRS数据服务器执行相关操作并通过无线网络发信息到移动设备客户端。同样，车辆从第一到站出发时，数据库服务器保存车辆经过AEI设备的时间等信息，GPRS
数据服务器发信息通知车辆监控人员，货物从第一到站发出。在货物运输的全过程中，AEI设备会将车辆信息通过无线网络上传到GPRS数据服务器，并保存在数据库服务器中。任何授权用户在远程浏览客户端可以通过Web服务器查询车辆信息，实现对货物运输全程的实时动态追踪。
3、 关键子系统简介：

3．1 铁路车号自动识别系统：
铁路车号自动识别系统(Automatic Train IdentificationSystem，ATIS)是铁路运输信息化的重要组成部分。ATIS的实施为铁路货物运输实时动态追踪提供了即时有效的信息源。AEI设备是铁路车号自动识别系统的核心设备，它与磁钢、天线、防雷装置、机柜等组成完整的铁路车号自动识别系统。AEI设备的基本工作原理是当有列车经过，车轮压过开机磁钢(车轮传感器)时，AEI设备感知这一变化，启动射频功放模块，经天线辐射出微波信号，进入准备接车状态，列车到达天线上方时，AEI设备接收车底标签信息。当列车经过后，AEI设备关闭射频功放模块，将收到的标签信息经过处理通过无线网络传送到GPRS数据服务器。AEI设备的工作信息流程如图2所示。
3．2 GPRS数据服务器
GPRS数据服务器包括以下核心内容。
(1) GPRS传输技术。
通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)是在GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS与GSM语音系统的最根本区别为：GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种分组交换系统。因此，GPRS特别适用于间断的、突发性的，或者频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。这一特点正适合于大多数移动互联的应用。而且，由于不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接与传输都更加方便和容易。
(2)GPRS的特点如下。
实时在线：即用户随时与网络保持联系。高速传输：GPRS采用分组交换技术，数据传
输速率最高理论值能达到171．2 Kbps。快捷登录：GPRS的用户开机就会附着在GPRS网络上，使用时只需要一个激活过程，一般1～39就能登录至Intemet。按量计费：用户可以一直在线按照其接收和发送数据包的数量收取费用，在没有数据流量传递时，用户即使在线也不收费。
综上所述，GPRS具有接入迅速，永远在线、流量计费等特点。在远程突发性数据实时传输中具有不可比拟的优势。
(3) 业务流程描述。
GPRS功能模块对AEI设备获得的车辆信息进行分析处理，处理后的GPRS分组数据发送至IJGSM网络中的基站子系统模块BSS(BaseStation Subsystem)，如图3所示。分组数据经SGSN(服务GPRS支持节点)封装后，通过GPRS骨干网发送至qGGSN(网关GPRS支持节点)。GGSN对分组数据进行相应的处理后发送到互联网。经过铁路网络安全平台的认证，GPRS数据服务器就可以通过Internet接收GPRS功能模块发送的车辆信息。反之，GPRS数据服务器同样可以发信息、给移动设备客户端。GPRS数据服务器的信息通过铁路网络安全平台从Intemet经过GGSN的处理到达GPRS骨干网，然后由GPRS骨干网发送到SGSN，再经BSS发送到移动设备客户端。由此实现了移动终端实时动态追踪车辆信息，同时借助计算机客户端实现了对货物运输全程的实时动态追踪。
(4) GPRS应用分析。
由于分组交换连接与电路交换连接相比，使用GPRS会发生包丢失现象(丢包率<0．01％)。为此，可以采取以下措施：AEI设备上保留车辆的电子标签历史信息，GPRS丢失的数据可以重新从AEI设备上获得，GPRS采有专线接入方式，进一步降低GPRS丢包率。
3．3 Web服务器：
在Webfl艮务器系统中，运用完善的权限管理机制实现多级权限管理，可以为用户灵活配置权限，保证业务数据信息的高度安全。在货票信息录入界面，货票管理用户可以添加、修改、删除货票信息并保存到数据库服务器中；普通用户可以查询货票详细信息及货物实时运输状况。GPRS数据服务器将从AEI设备读取到的车辆信息，实时更新至数据库服务器，从而确保远程浏览客户端中的数据具有实时性和准确性。货物运输全程的实时动态追踪将
信息保存到数据库，便于进行历史数据查询、统计和报表自动生成。并且通过Web服务器可以对车辆信息进行查询和追踪管理，进行车辆合理调度，提高车辆利用率，并可以对运输成本进行精确核算。用户可以通过网络借助远程浏览客户端进行安全认证，连接到Web服务器进行相关操作。

五、 设备的功能：
(1)货物运输误点报警及准点提示。在AEI设备引入铁路货物运输管理之前，车辆的出发、到达等均需车辆监控人员去现场记录，车辆信息查询需逐站查看车辆监控人员日志。安装AEI设备后可以自动识别记录车辆出发、到达、通过的时间，并发送给GPRS数据服务器和车辆监控人员，实现了货物运输到站、信息提示的自动化，节约了人员成本并获得精确的车辆货物信息。
(2)货物实时动态追踪。在任何有网络的地方，通过计算机就可以查询货物运输的详细信息，如货物的出发时间，地点，到达时间，地点，以及货物装载的车辆情况、车次、经由等，实现了对货物状态的动态追踪和实时查询。
(3)车辆合理调度及高效利用率。通过铁路货物运输实时追踪系统可以收集车辆的详细信息，从而对车辆进行合理使用与调度，提高车辆的利用率，并且能够根据车辆的运用情况，准确进行铁路运输的成本核算。

六、 结束语：
铁路货物追踪查询系统的实施，应该严格按照铁路部门标准、软件工程设计的要求和步骤进行开发，涉及数据应符合车务信息系统业务数据交换要求和信息共享规范及传输交换和共享机制，以便实现数据共享；另外货物追踪查询系统也可嵌入到铁路相关系统中开发，
这样更有利于建立车务信息系统的信息传输交换及共享机制，实现车务应用系统间信息共享。货物实时追踪查询的实现，可以大大增加铁路运输产品的附加值，提高铁路在货运市场的竞争力，是铁路由运输服务成功转向物流服务的标志之一；并可为铁路运输部门提供决策
支持，实现运输资源运用效益最大化。

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