第 5卷 第 4期
2005年 8月
交通运输系统工程与信息
Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology
Vo1．5 No．4
August 2005
文章编号 ：1009—6744(2005)04—0065—04
公铁联运条件下物流实时跟踪系统设计
于绪利，关 伟
(北京交通大学交通运输学院，北京 100044)
摘要 ： 从公铁联运的角度 出发 ，采用物流实时跟踪技术和公铁联运物流信息的无缝对
接转换技术进行系统的设计；讨论了公铁联运条件下物流实时跟踪系统的货物跟踪方
案，公路运输车辆跟踪方案 ，铁路行 包专列跟踪方案 ，系统间数据的对接转换方案 ，并设
计 了跟踪 系统整体基本结构和 实施方案．
关键词： 公铁联运；物流 ；货物跟踪 ；车辆跟踪；数据转换
中图分类号 ： U491．112
A Design of Real-time Logistics Tracing System for
United Transp0rtati0n of Railways and Highways
YU Xu—li，GUAN W ei
(School of Traffic and Transportation，Beijing Jiaotong University，Beijing 1 00044，China)
Abstract： The tracing scenario of the cargoes，vehicles and special trains for luggage based on a
real—time logistics tracing system in the case of the united transportation of railways and highways is
introduced in this paper，using the technology of real—time logistics tracing and data conversion．And
then，the structure and the application of the system are designed in the paper． At last，the
conclusion that the system has a powerful ability of data processing can be obtained．
Key words： united transportation of railways and highways；logistics；cargoes tracing；vehicles
tracing；data conversion
CLC nlllllI，er： U 49】．112
0 引 言
物流实时跟踪可以确定货物及车辆的实时状
态信息，辅助车辆调度和仓库作业，保证车辆和货
物的正确、安全、及时到达；保障物流系统高效运
行，提高客户服务水平．
随着物流业竞争的日趋激烈，基于一种运输方
式的物流运输过程已经不能满足现代物流的发展
要求和日益提高的客户需求，多式联运成为现代物
流发展的客观要求和必然趋势．公铁联运便是其中
一 种重要的综合运输方式．而由于公铁联运条件下
的物流实时跟踪涉及到铁路列车监控以及系统异
构数据间对接转换等因素，具有相当大的技术难
度，目前国内此类系统的设计开发比较少，物流监
控多为单一运输方式下的监控，甚至仅仅是单一的
车辆定位．
鉴于此 ，本文提出一种公路铁路联运条件下物
流实时跟踪系统的设计思想及方案，充分利用目前
比较成熟通用的技术，较好地解决了公铁联运条件
下的物流实时跟踪 问题．
1 系统 目标
1．1 系统架构
在公铁联运系统中，铁路运输将主要以行包专
列为运载对象，公路运输则采用大型拖挂式货车为
收稿 日期 ：2005—03—1 7
资助项目：国家“十五”科技攻关项 目“多式联运条件下物流实时跟踪与可视化系统研究与开发”(YS2005B0010)．
于绪利(1978一)，男，山东邹城人 ，北京交通大学交通运输学院系统工程专业 硕士研究生，主要研究方向为智能
交通和现代物流．E—mail：yuxuli@vip．sina．COrn
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66 交通运输系统工程与信息 2005年 8月
运载工具，这二者 同时也是本系统 的跟踪对象．对
公路车辆和行包专列的监控是两个独立的分系统，
其系统数据是异构的，无法在系统 中直接应用这二
者的数据．系统设计使用XMI 技术进行系统数据
转换，使得二者的数据能够共享，实现公路运输和
铁路行包运输跟踪数据的无缝衔接和转换，共同搭
建起公铁联运系统．
系统的总体架构如图1所示．
．手持扫描终端
硅 ＼ 行包专列一电子标签
烹 Yehicle 芒，r● 货物一条码 圈黧鞠豳嚣麟 6PS
+GPRS
＼I／ 无线传输 撇备
m哟 ． 舭 数据转换
■ ／L、
l ～r 、 ‘；
厂 ／ 一嗣
＼ GIS终端
中心数据库
应用服务器 S-l务器
公路运输车辆监控系统 货物信息采集系统 铁路追踪系统
图 1 系统的总体架构
1．2 系统功能
系统采用公铁联运方式下物流全程跟踪技术、
公铁联运物流信息的无缝对接转换技术进行系统
的设计，实现对联运条件下的公路、铁路运输车辆
和货物进行实时监控和信息查询，辅助车辆调度和
仓库作业 ，保证车辆 和货物的正确 、安全 、及时到
达．系统的功能如下 ：
(1)公路车辆跟踪．
提供车辆 的实时位置信息 ，监控车辆的运行和
到达情况，及时合理地作出运输预确报；提供准确
的车辆信息，辅助调度人员进行车辆调度；及时准
确处理 车辆运 行事故 ，保证 车辆和货物 的安全 到
达．
(2)铁路行包车辆跟踪．
提供行包专列和货物的实时位置信息，监控列
车的运行和到达情况，及时合理地作出运输预确
报．
(3)货物跟踪．
提供准确的货物信息，减少作业过程差错，提
高货物装卸作业效率；辅助货物作业人员制定作业
计划，提供较为准确的货物到达、转运预确报；监控
货物的实时状态 ，为客户提供较为准确 的货物在途
信息．
(4)跟踪信息 的对接和转化．
为铁路行包车辆跟踪信息以及公路车辆跟踪
信息构建对接转换的“桥梁”，实现真正意义上的公
铁联运系统．
2 系统设计
2．1 货物信息采集方案设计
系统对于货物的跟踪 ，是通过在货物状态发生
变化 的节点处使用条码技术 (BarCode)，记 录货物
的当前状态信息．这些状态主要是指货物处于静止
还是运动状态，是在仓库中还是在车辆上；这些节
点主要包括公路运输的营业部、转运中心仓库、火
车站等．这一系列的状态与车辆运行的具体位置相
结合，就形成了货物的跟踪信息．
2．1．1 货物状态记录方式
系统对于货物的跟踪，实际上就是对货物的一
系列状态进行记录，以便于查询．货物的信息可以
分为静态信息和动态信息两种．其中静态信息是指
在货物受理阶段就已经确定，并且在运输过程中不
发生变化的信息，如货物的名称、体积、重量、收发
货人等 ；动态信息则是在货物运输过程 中不断发生
变化的信息，如货物的位置、当前作业类型等．跟踪
系统对于货物的追踪，主要是对于货物动态信息进
行记录．
在任一时刻，货物的状态可记录为
S，一 P l，P，2，P，3，⋯ ，P ，i一 1，2，⋯ ，
其中P， ，P z，P 。，⋯ ，P 表示在 i时刻货物的
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第4期 公铁联运条件下物流实时跟踪系统设计 67
状态参数．
货物状态的改变是由一系列的物流作业引起
的，货物的每一种新状态都是在其前一状态的紧后
作业 }， 作用下产生的，可表示为
S + 一 J (5，)
其中5㈩ 表示货物的下一状态，|， 表示当前状态
的紧后物流作业，5 表示货物的当前状态．
由于物流作业呈离散型分布，前一作业和后一
作业之间具有一定的时间间隔，因而货物的状态序
列也呈离散型分布．这就决定了物流中货物追踪是
一 种“点式追踪”，而不是连续型的实时追踪．
然而，物流追踪系统中，对于车辆的追踪，尤其
是对于公路运输车辆的追踪，是连续型的实时追
踪．这样，可以通过条码系统使得货物和车辆相关
联起来，从而可以实现对货物也实时追踪[2]．
31／g
＼}
嚣
6PS l 接收机 君 翟 l
6PllS网络
无线数据
传输链路
2．1．2 货物状态记录手段
本系统设计中，对于货物的实时在途信息，是
通过条码技术进行采集和跟踪的．以货物的票号
(运单号)为跟踪目标，在货物状态发生改变的节点
处使用无线条码扫描器来对货物出入库作业、库内
盘点作业以及库间的移库作业进行扫描，以记录货
物的完成信息的采集，并对上述信息进行统计分
析．
2．2 公路运输车辆跟踪监控方案设计
本系统中，公路运输车辆跟踪系统设计采用
GPS／GPRS模式：车辆通过车载GPS设备接收卫
星定位信号，通过GPRS系统对系统定位信息和通
讯信息进行传输；系统服务器在接收到定位信息和
通讯信息后，对数据进行处理，并且显示在电子地
图上．这部分系统结构如图2所示．
下
图2 公路运输车辆跟踪监控系统
由于GPRS／TCP／IP／UDP协议栈基本上可以
实现数据的实时交换，而且在现有的公用无线通信
系统中拥有最大的带宽，与 目前流行的短消息相
比，在相同数据长度、相同通信频率情况下，其通信
费用是短消息的1／6，甚至更少口]．而民用车辆的定
位应用中，GPS系统无论在定位精度 、实时性还是
可靠性上都处于绝对优势地位．
正 是鉴 于此，本系统将 采用 GPS／GPRS模式
来实现对车辆的监控跟踪．
系统中，为记录被跟踪车辆信息，定义一个
VEHICLE的数据结构，其中包含设备号，车牌号，
时间，经度，纬度，速度，方向，跟踪客户的信息．
GPS上行(移动终端一 数据中心一 监控中心)数
据结构为：
。 监脚 数据结标 志符 车
辆状态等参数 一 一 一。⋯ ⋯
其中由于存在一辆车多个客户端追踪的情况，
因此追踪客户端定义为一个集合．系统中具体定义
如下 ：
专一固：@ l l数据处理中心I 6IS监控中心l
l‘Y上JE VEH lCLE
DeviceID As String
VehicleID As String Time As Date
Longitude As Double
Latitude As Double
Velocity As Integer
Direction As Integer
Clients As New Collection
End Type
2．3 铁路运输车辆跟踪监控方案设计
铁路运输货物车辆的跟踪对象主要是行包专
列．行包专列具有快速、安全、灵活、方便和价格便
宜等特点，按客车点运行，中途不上下货，从始发站
出发直达终点后 ，方可开门卸货．铁路系统 自成一
体，因此对于行包专列的跟踪监控应有区别于公路
运输车辆的跟踪监控．
2．3．1 行包专列跟踪的特点及跟踪要求
行包位置状态信息追踪是行包信息追踪的一个
主要目标，行包在运输过程中的位置序列构成行包轨
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68 交通运输系统工程与信息 2005年8月
迹．在任一时刻，行包处于两种位置状态之一：在车站
(点上)或在途(线上)．只有把行包在点上和在线上的
状态变化结合起来，才能综合反映行包运输过程的完
整动态信息．因此，必须寻求适当的点线结合点，在这
一 结合点上记录行包状态信息．
2．3．2 行包专列跟踪方案
(1)行包专列的点状态的确定．
确定行包专列的点状态，可有轨道电路、GPS、
多普勒雷达、累计车轮旋转数加应答器等[5]．目前，
我国的铁路行包专列跟踪系统多采用轨道电路方
式下的定点 自动车辆识别系统．
自动车辆识别(简称 AVI)是 当车辆通过某一
特定地点时，自动将该车的身份识别出来的技术统
称 ]．通过在特定地点(一般为铁路线路分界点)设
置地面识别设备，在货车和机车上安装识别标签 ，
通过无线射频识别(RFID)技术将车辆信息读出，
并传输给信息系统进行数据处理．
由于车辆识别系统可在列车运动过程 中实时
正确地识别出机车、车辆的标识信息，并提供给相
应的各管理系统 ，起到了保证基础信息源准确无误
的重要作用．
(2)行包专列的在途状态的确定[7]．
采用独立定位推算方法确定行包专列的在途状
态．这种方法是在已知列车起点坐标和运行平均速度
及方向的前提下，递增的累计行驶的距离和相对于已
知点的方向．推算定位示意图如图3所示．
图3 推算定位示意图
欲求t 时刻，列车位置 ( ，y )和取向 ( )，
则公式为
一 。+∑ tcos( + ) (1)
f= 0
1
一 。+∑ tcos(0l+ ) (2)
r= 0
— — 1
0 一∑ (3)
其中 (z。，yo)是t。时刻列车的位置， 是采
样周期 丁时刻测量的速度，Ol是位移向量的方向，
是等时间间隔的角速度．在一个采样周期内，设
Ol和 基本上是常量．
需要说明的是，由于我国铁路 自成系统，有 自
己独立的跟踪系统和数据记录方式，因此，此部分
的设计和实施并不属于本系统的研究范畴．而为了
实现公一铁联运下的车辆和货物追踪，需要对铁路
行包车辆追踪信息进行数据调用．而了解其系统原
理和数据结构则是必需的；关键是建立一套可行的
数据转换方案，实现这两种方式下跟踪数据的对
接．
2．4 公铁联运下的数据对接
在 本系统中，设计使用基于 XML(eXtensible
Markup Language，可扩展置标 语言)的中间件技
术来实现两种数据格式下的数据对接问题．XML
语言将数据的定义和数据的格式分开，XML文档
只描述数据的语义信息，这种数据、显示分离的特
征使得 XML语言更加适合不同系统之间的信息
交流；另外 ，XML语言与生俱来 的跨平 台特性 使
得它更加适合于各种运行平台下数据交换应用 ，
同时也是本系统实现信息无缝衔接关键．
在使用关系型数据库时，为了完成异构数据库
之间的数据转换，XML与关系数据库(RDMS)之
间必 须 实现 RDMS(关 系数 据 库)一 XML—
RDMS(关系数据库)的转化．
以从 XML中的数据到RDMS的数据映射为
例，其实现过程如下：
OleDbCommand M yCommand
—new OleDbCommand()；
M yCommand．Connection
— M yConnection：
M yCommand．CommandText
一 “Select * from’’+ name：
OleDbDataAdapter MyDataAdapter
— new OleDbDataAdapter()；
M yDataAdapter．SelectCommand
— M yCommand：
／／设 置 OleDbDataAdapter 对 象 的
SelectCommand属性
OleDbCommandBuilder M yCommandBuild
==new 0leDbCommandBuilder
(MyDataAdapter)；
／／实现DataSet和数据库的关联操作
(下转第 89页)
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第4期 中国三大经济区发展城际铁路的思考 89
5．2．3 城际铁路发展的政策建议
通过以上的分析，建设与发展城际铁路是一个
庞大的系统工程，在实际的发展建设中，本文对其
发展政策上，有 以下几点建议 ：
(1)国家应构建与发展城际铁路相适应的投
融资机制，制定与城际铁路建设相关的扶持政策，
使城际铁路建设在资金上得到保障．
(2)城际铁路的建设与发展除纳入铁路网的
发展规划外，还应纳入到相关的城市规划中，使在
城市枢纽的土地预留上和与其他运输方式的衔接
上得到更好的协调．
(3)由于城际铁路系统是由城际铁路基础设
施子系统、城际铁路列车运行调度子系统、城际铁
路提供的完整运输产品和运输服务营销子系统三
部分组成，尤其是建成区域城际铁路网需要大量的
财力、物 力和人力，应采取统一规划 ，分步实施 ，协
调发展的战略，因此，在规划、建设等管理体制上应
得到相应的改革．
(4)因为城际铁路是实现高品质的运输产品，
(上接第68页)
是体现社会物质文明和精神文明的载体，所以重视
并完善城际铁路营销服务系统，是社会主义市场经
济的要求．其中，政策上应该允许在现代企业制度
下组建一体化的新型运输企业，与城际铁路的硬件
设施建设 同步形成．
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MyDataAdapter．Update (MyDataSet， 一个，整个系统便不完善．
nam e)：
／／将DataSet中的数据提交给数据库，完成数
据库的更新
Myconnection．Close 0：／／关闭数据库
3 系统实施
考虑到系统的健壮性、可移植性和跨平台操作
性等方面因素，系统以Java语言作为主开发语言，
采用以 B／S结构为主进行开发：地图控件采用
MapXtreme，条码手持终端嵌入系统采用 C++语
言编写：设计使用基于XML的中间件技术来实现
两种数据格式下 的数据对接转换问题．
本系统中，应该充分发挥两个 “桥梁 的作用：
条码技术作为信息连接的桥梁：XML技术作为信
息转换 的桥梁．只有将这 “两座桥梁 同整个系统的
关系处理好了，系统才能称之为公铁联运下的物流
跟踪系统，才能更好的实现系统的预定目标：缺少
参考文献
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