Tìm hiểu công nghệ GPS – GIS và ứng dụng trong quản lý lái xe của Công ty Cổ phần Taxi Kim Liên (Luận văn thạc sĩ)

B GIÁO D

O

I H C DÂN L P H I PHÒNG

NGUY N TH THANH HUY N

TÌM HI U CÔNG NGH GPS GIS VÀ NG D NG
TRONG QU N LÝ LÁI XE C A CÔNG TY C PH N
TAXI KIM LIÊN

LU

THÔNG TIN
CHUYÊN NGÀNH:

H TH NG THÔNG TIN

MÃ S :

60480104

NG D N KHOA H C:
TS. H

H i Phòng, 2017

1

M C L C.....................................................................................................1
B NG CÁC CH VI T T T......................................................................6
B NG DANH M C CÁC HÌNH.................................................................8
L IC
.............................................................................................10
1. Lý do l a ch
tài:..............................................................................12
ng nghiên c u..............................................................................13
3. Ph m vi nghiên c u.................................................................................13
ng nghiên c u c
tài ..................................................................14
5. Nh ng n i dung nghiên c u chính..........................................................14
u.........................................................................14
c: ...................................................................................14
H TH
A LÝ ...............................15
1.1. CÁC THÀNH PH N C A GIS.........................................................16
1.1.1. Ph n c ng..........................................................................................16
1.1.2. Ph n m m..........................................................................................16
1.1.3. D li
a lý.....................................................................................17
1.1.4.
i..........................................................................................17
1.1.5. Chính sách và qu n lý .......................................................................18
1.2. NGUYÊN T C HO
NG C A GIS .........................................18
1.2.1. Tham kh
a lý...............................................................................19
1.2.2. Mô hình vector và Raster ..................................................................19
1.3. CÁC CH

A GIS...........................................................20
1.3.1. Thu th p và nh p d li u...................................................................20
1.3.2.
d li u .................................................................................21
1.3.3. Truy v n tìm ki m d li u.................................................................21
1.3.4. Phân tích d li u không gian............................................................23
1.3.5. Hi n th b
..................................................................................25
1.3.6. Xu t d li u.......................................................................................26
1.4. T CH C D LI U TRONG GIS....................................................26
1.5. CÁC CÔNG NGH LIÊN QUAN .....................................................26
1.5.1. H tr thi t k máy tính ....................................................................26
1.5.2. Vi n thám và GPS - h th
nh v toàn c u.................................27
1.5.3. H qu n tr
d li u...................................................................27

2


1.6. GI I THI U CÔNG C PHÁT TRI N GIS C A MAPINFO........27
1.6.1. Gi i thi u v MapX: .........................................................................27
1.6.2. H th
u khi n ..........................................................................28
1.6.3. Các công c chu n c a MapX: .........................................................29
1.6.4. Qu n lý b
theo mô hình các t ng..............................................31
1.6.5. T o m
i hay xóa b
h a.........................32

1.6.6. Hi n th d li u c
i s d ng lên b
.................................34
1.6.7. Qu n lý và l a ch
ng hi n th trên b
...................35
1.7. TÌM HI U MAPXTREME.................................................................38
1.7.1. Xây d ng Servlet...............................................................................40
1.7.2. MapJ API ..........................................................................................45
1.8. K T LU N .........................................................................................49
.
H TH
NH V TOÀN C U ..............................51
2.1. TÓM T T L CH S PHÁT TRI N C A K THU
NH V ...51
2.1.1. GPS là gì?..........................................................................................51
2.1.2. L ch s phát tri n c a GPS ...............................................................51
2.2. NGUYÊN LÝ C A H TH
NH V TOÀN C U GPS .........52
tv
..........................................................................................52
2.2.2. Nguyên t c c
....................................................................52
2.3. H TH NG V TINH GPS ...............................................................55
2.3.1. Thành ph n c a GPS.........................................................................56
2.3.2. Qu
o v tinh .................................................................................57
2.3.3. Tín hi u GPS .....................................................................................59
2.3.4. C p chính xác c a GPS .....................................................................60
2.4. H TH NG GLONASS, GALILEO .................................................61

2.4.1. H th ng GLONASS
61
2.4.2. H th ng GALILEO..........................................................................62
2.5. C
NH V V TINH GPS ...........................62
2.5.1.
c u trúc máy thu......................................................................62
2.5.2. Giao th c c a máy thu GPS..............................................................64
2.5.3.
nh v th c hi n b ng máy thu GPS.........................65
2.6. TÍN HI U MÁY THU .........................................................................68
2.6.1. D ng sóng tín hi u GPS ....................................................................68
2.6.2. C u trúc gói d li u GPS ..................................................................69

3


2.6.3. Mã C/A và tr i ph tín hi u GPS ......................................................70
2.7. M
NG TÍN HI U GPS .............................................73
2.8.
NH KHO NG CÁCH T V
N
MÁY THU ........................................................................................74
2.8.1.
c ly .................................................................74
2.8.2.
song mang ..................................................75
2.9. M
C NG D NG C A GPS ...............................76

2.9.2. Các ng d ng trong tr
a và b
m
t ................................78
2.9.3.Các ng d ng trong tr
a và b
trên bi n ...............................78
2.9.4. Các ng d ng trong tr
a và b
hàng không .........................79
2.9.5. Các ng d
ng b ........................................79
2.10. K T LU N ........................................................................................79
NG D NG CÔNG NGH GPS VÀ GIS TRONG QU N LÝ LÁI XE
C A CÔNG TY C PH N TAXI KIM LIÊN ...............................80
3.1. KI N TRÚC T NG QUÁT ................................................................80
3.1.1. Các thi t b g n trên xe......................................................................81
3.1.2. Trung tâm qu n lý v trí xe................................................................83
3.1.3.
i s d ng d ch v qua Internet .................................................84
3.2. THI T K THI T B G N TRÊN XE...............................................85
3.2.1.
kh i c a thi t b g n trên xe....................................................85
3.2.2. Gi i pháp cho kh
u khi n ..........................................................87
3.2.3. Gi i pháp cho kh i b nh ................................................................87
3.2.4. Gi i pháp cho kh i ngu n nuôi.........................................................88
3.2.5. Gi i pháp k t n
i thông tin v i trung tâm ...........................88
3.2.6. Gi i pháp cho k t n i thu nh n thông tin t GPS .............................88

3.3. QU N LÝ V TRÍ C A XE ..............................................................89
3.3.1. Truy n thông .....................................................................................89
3.3.2. Ph n m m t i trung tâm ....................................................................90
3.3.3. Hi n th b
theo tiêu chu n MapInfo .........................................92
3.3.4. Hi n th v trí hi n th i c a xe ..........................................................92
3.3.5. Xem l i l trình xe.............................................................................92
3.3.6.
nh v trí trên n n web..............................................................92
3.4. NH
.............................................................94
3.4.1.
..............................................................94

4


3.4.2. M t s yêu c u ..................................................................................95
3.5. GI I PHÁP CÔNG NGH GPS TRONG QU N LÝ XE TAXI C A
CÔNG TY C PH N TAXI KIM LIÊN .........................................95
3.5.1.
m:............................................................................................96
3.5.2. Nh ng t n t i: ...................................................................................97
3.5.3. Nh
xu t, gi i pháp ..................................................................99
3.6. K T LU N ........................................................................................101

5

CAD

Computer - Added Design

T

C/A

Croarse/Acquisition Code

Mã kém chính xác

CSDL

Database

C

DBMS

Database Management System

ESA

European Space Agency

không gian
Châu Âu
M t giao di n l p trình
ng d ng tiêu chu n

JDBC

Java Database Connectivity

i
các lo

d

li u

quan h .
GIS

GPS

GLONASS

Geographic Information
System
Global positioning system

H th

a lý

H th

nh v toàn

c u
H th

nh v v tinh

Global orbiting Navigatinon

do l

ng phòng v

Satellite system

không gian c

u

hành
GNSS

Global Navigation Satellite

H th ng v

System

toàn c u

6

nh v


GSM/GPRS

Global System for Mobile
Communications/General
Packet Radio Service

D ch v vô tuy n t ng
h p phát tri n trên n n
t ng công ngh thông tin
ng toàn c u.
D ch v

nh v chu n

SPS

Standard Positioning Service

PRN

Psendo Random Noise

Mã gi ng u nhiên

Precision code

Mã chính xác

P
PPS

Precise Positionning Service

7

không rào ch n

D ch v
xác

nh v chính


. Mô hình phân t ng c a GIS ........................................................18
Hình 1.2. Mô hình Vector - Raster..............................................................20
Hình 1.3. Buffer bên trong m

nh. .......................22

Hình 1.4. K t qu tìm ki

a ch . ...................................................22

Hình 1.5 K t qu tìm ki m trên m ng giao thông......................................23
Hình 1.6. Phân tích x p ch ng trên mô hình phân t ng..............................25
7. C u trúc phân t ng ......................................................................31

Hình 1.8. Ki n trúc Thick Client/ Thin Server và Thin client/Thick Server ....40
Hình 1.9. Mô hình truy nh p CSDL............................................................48
Hình 1.10. S d ng Load Data ProviderRef ...............................................49
Hình 1.11. S d ng MapXtremeDataProvider............................................49
Hình 2.1. H GPS trong t

a tâm. .....................................................53

nh v GPS v i m t v tinh...............................................54
Hình 2.3. Nguyên t

nc

nh v GNSS.........................................55

Hình 2.4. Các thành ph n c a GPS .............................................................56
Hình 2.5. V tinh Kepler trong h t

GPS ...........................................58

kh i máy thu GPS .............................................................63
nh v

i v i hai máy thu GPS. ............................66

nh v nhi u máy thu.........................................................67
nh v

i .......................................................68

nguyên lý t o thành ph n tín hi
Hình 2.11. Hàm t

ng pha bang L1 .....69

......................................................71

t ng quan h th ng............................................................80
Hình 3.2 Các thi t b g n trên xe taxi..........................................................82
Hình 3.3. Nguyên lý ho

ng ...................................................................83

kh i thi t b g n trên xe .....................................................85
Hình 3.5. Mainboard c a thi t b

nh v . ...................................................89

8


B ng 1.1. Các công c chu n có s n...........................................................30
B ng 1.2. Các công c s n có .....................................................................31
B ng 1.3.

c t p h p Layers................................................36

B ng 1.4 Các ki u tìm ki m tr v Features ...............................................37
B

c thao tác c a t p h p Features................................37

B ng 1.6.

c c a t p h p collections...................................38

B ng 1.6. T ng thành ph n và ch

a chung trong h th ng.........41

B ng 1.7. Các thành ph n và ch c nãng c a chúng trong h th ng ...........43
B ng 1.8. Các thành ph n và ch
B ng 2.1. Các lo
B

th ng.............................44

p GPS.............................................................65

chân IC...............................................................................87

B ng 3.2. B ng tin nh n c u hình thi t b ...................................................99

9


-

ng trình

-

trong
.B

10


L I

n lu
GIS VÀ

TÌM HI U CÔNG NGH GPS

NG D NG TRONG QU N LÝ LÁI XE C A CÔNG TY C
uc

PH N TAXI KIM LIÊN
d n khoa h c c a T.S H

is

.

Tham kh o các ngu n tài li

c ch rõ trong trích d n và danh m c

tài li u tham kh o. Các n i dung công b và k t qu trình bày trong lu

là trung th

ng

c ai công b trong b t c công trình nào.

11


M

U

1.
GPS
trong
ng

.

ngày càng phát tri n hoàn thi n theo chi
chính xác, hi u qu

ng

ng và thu n ti n.
,

V
và ý

,

.
. Cùng

.
ng quan v H th

a lý GIS

Trình bày v h th

a lý (GIS) v i các v

v ki n th c

n c a h th ng GIS, các thành ph n và cách s d ng ng d ng GIS, tìm
hi u công c s d ng phát tri n GIS.

12


u v công ngh GPS;
i thi u m t s thông tin t ng quan, giúp cho chúng ta có
m t cái nhìn bao quát các v

ch y u c a h th

nh v toàn c u.

ng d ng công ngh GPS và GIS trong qu n lý lái xe c a
công ty c ph n taxi Kim Liên.
Gi i thi u khái quát ph n thi t k h th ng qu n lý v trí c

ng

ng d a trên công ngh GPS và GIS bao g m ki n trúc t ng th c a h
th ng v i: Thi t b g n trên xe, Trung tâm qu n lý, truy n thông và trung
tâm thi t k CSDL.
nh ng h n ch

ng ý ki n, gi i pháp kh c ph c m t s
n t i trong vi c ng d

c a công ty c ph n taxi Kim Liên nói riêng và

nh v trong qu n lý lái xe
nh v

ng di

ng nói chung t i Vi t Nam.
2.
Tìm hi u công c s d ng phát tri n GIS và các ng d ng c a GIS. T
nh v toàn c u GPS, các nguyên lý và
nh v t
s và kh
kh

c am

t, các thông tin v sai

chính xác c a h th

ng d ng,

ng c a GPS và GIS vào trong công ngh

giám sát

nh v qua v tinh

ng.

3.
tài gi i quy
- V các ki n th c

c các v

n:

n c a h th ng, các thành ph n, tìm hi u công c

s d ng phát tri n, và ng d ng c a h th

a lý (GIS).

- Tìm hi u thông tin t ng quan v công ngh GPS, giúp cho chúng ta có
m t cái nhìn bao quát các v

ch y u c a h th

- Khái quát

GPS Reciuvers và trung tâm thi

13

nh v toàn c u.


4
nh
lu n khoa h c, nh ng ki n th

ng lý

c nh ng ng d ng v n d ng

vào v GPS và GIS gi i quy t bài toán ng d

nh v th c t .

5
M c tiêu c a nghiên c u nh
v n hành c a h th
cách th c ho

phát tri
H th ng t

lý thuy

nh v t

ng , t

ng quan v h th ng,

i quy

cm

c giám sát và qu
ng ng d ng công ngh

u m t nhánh
n giao thông (taxi) -

nh v qua v tinh (GPS) k t h p v i

công ngh GSM/GPRS và GIS giúp giám sát xe t xa theo th i gian th c.
6
nh
lu n khoa h c, nh ng ki n th c v
bài toán ng d

ng lý

v n d ng vào gi i quy t

nh v th c t .

7

14


(Geographic Information System - GIS)
h a máy tính (Computer Graphics) b
và phát tri n. S

u hình thành

c s d ng các thi t b

nh ng bài toán ph c t

kh o sát

n hình thành ngành b

(Computer Cartographic) vào nh

máy tính

i gian này, nhi u b n

c xây d ng v i các thi t b v và in. Tuy nhiên, ch kho ng 10
nh

c ph bi n, các ngành liên quan

h a trên máy tính th t s chuy n bi n và phát tri n m nh.
a lý (Geographic Information System - g i t t

H th

là GIS) phát tri n r t r ng rãi c v m t công ngh
ngày nay là công c tr giúp quy

ng d ng. GIS

nh trong nhi u ho

ng kinh t - xã

h i, qu c phòng c a nhi u qu c gia trên th gi i. T i Vi t Nam, m

c

bi

c

n t khá s

nh ng k t qu

u tiên v vi c t ng k

c gia

Nam, GIS m i th c s

u phát tri n.

GIS là m t công c máy tính
ng th c trên

Vi t

l pb

và phân tích các s v t, hi n

t. Công ngh GIS k t h

d li u

ng và các phép phân tích th
c hi n tr ng c a các quá trình, các th c th t nhiên, kinh t - xã h i
thông qua các ch

p, qu n lý, truy v n, phân tích và tích h p
c g n v i m t n n hình h c (b

to

c a các d li

c

) nh

u vào. GIS cho phép g n li n thông tin v

ng v i n i dung thu c tính c

a lý

t o thành nh ng b

chính xác, có th ch ng ghép ho c tách r i t ng ph n, d li u thu c tính c a
các b

r t m m d o, d dàng c p nh t, t ng h p và truy c p

s li u.

15


H th

ng t kh

thông tin b

n các h

truy n th ng nh vào kh

p d li u m

c p nh t thông tin d

cao,
a nó.

Nh ng kh

t GIS v i các h th ng thông tin khác và khi n

cho GIS

thành m t công c tr giúp quy

c các ngành t quy ho

n qu n lý, cho t t c

GIS ngày nay không ch d ng l i

nh cho t t
c.

m c công ngh

n lên

n khoa h c (Geographic Information Science - GISci) và d ch

nhi u n

v (Geographic Information Services).
1.1. CÁC THÀNH PH
1.1.1. Ph n c ng (Hardware)

.
1.1.2.

Software)

Ph n m m GIS Là t p h p các câu l nh nh

u khi n ph n c ng c a

máy tính th c hi n cung c p các ch

c n thi

gi phân tích và hi n th

nh p,

a lý. Ph n m

n sau:
Nh p và ki m tra d li u (Data input):
d li u (Geographic database):

và qu

Xu t d li u (Display and reporting):
Bi

i d li u (Data transformation):
i dùng (Query input):

Hi n nay có r t nhi u ph n m m máy tính chuyên bi t cho GIS, bao
g m: Ph n m

, x lý s li
, x lý và qu

a lý, Ph n m m
a lý.

16


1.1.3.

Geographic data)
geo-

referenced data) riêng l

(database-CSDL).

: là n

1.1.4.

Expertise):

:

:G
L

:Q
X
17


X
Tuy nhiên, khi côn
1.1.5.

Policy and management)

1.2.

h 1.1.

18

1.2.1.

lý

phân tích.
1.2.2. Mô hình vector và Raster
Mô hình Raster
các ô vuông (các pixel hay

). M

Mô hình vector

19


vùng

hình
này. Hình 1.2 là mô hình vector - Raster

Hình 1.2. Mô hình Vector - Raster
1.3. CÁC

1.3.1.

capture/input)

20

1.3.2.

Store)
vector
raster,

gian.
raster
raster hay mô hình vector

GIS

1.3.3.

(Query

ng

21


Áp

Geocoding ( Tìm ki

a ch ).

Hình 1.4.

Network
Networks

22


thông... Trong GIS, networks

Overlay (
Overlay cho
Overlay
.
Proximity
Proximity
Euclidean.
1.3.4. Phân tích (Analyze)

23


và vectorizing)

- Added Design thông t
Nhóm

:
Các phép tính logic;
Các phép

Các phép

24


Hình 1.6
1.3.5.

display

25