基于北斗高精度定位的车辆管理平台研发

潘健 陈雨然 胡耀蓉

摘要：针对当前企业车辆的保有量不断增加导致的管理难度大、运作效率低、车辆调度不及时等问题，分析了北斗高精度定位技术在车辆管理智能化、电子化实现过程中的具体应用，设计了基于北斗高精度定位的车辆管理平台。围绕北斗高精度定位、数据加密等技术在车辆管理过程中的应用，从系统总体架构出发，阐述车辆管理平台设计流程，实现从申请、审批、使用、行驶动态到返还等各个环节对各类外办车辆的全方位管控，为降低企业运营成本、加强企业信息化建设做出有益的探索和尝试。

关键词：车辆管理；北斗；高精度定位；数据加密

中图分类号：TP319    文献标志码：A    文章编号：1671-0797（2023）12-0052-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.12.015

0    引言

随着经济的不断发展，企业的用车数量越来越大，用车活动也越来越多，随之而来的就是诸多违规用车现象。以某国有企业为例，在车辆管理方面存在以下问题：企业在车辆使用、维修、保养等过程中不能全程监管和统计，未能对资源进行有效整合，缺乏动态管理能力，增加了单位车辆的管理成本和用车风险。

北斗卫星导航系统与5G同为“大国重器”，是国家重要的空间基础设施，旨在为全球用户提供位置服务。北斗卫星导航系统可提供实时导航、快速定位、精确授时和位置报告等功能，与目前各垂直行业对车载设备的精准位置需求高度契合[1]，根据国家“十三五”信息化规划，北斗卫星导航系统将与国家“一带一路” “中国制造2025”等战略深度融合，将与“一带一路” “中国制造2025”等共同推动国家的更快发展。

为解决上述国有企业存在的问题，本文以北斗卫星导航系统为基础，在保证数据加密和安全传输的前提下，总结了该企业安全综合管理平台和项目管理平台中外办车辆申请模块的特点，以开源程序设计为基础，对数据通信加密算法进行了研究，使车辆管理智能化、信息化建设通过北斗卫星的高精度定位技术及其独有的通信功能得以实现。

1    系统整体架构设计

基于北斗高精度定位的车辆管理平台整体架构如图1所示，由各类终端设备、数据层、服务层、应用层四部分组成。

本平台采用B/S架构，数据层为整个系统提供基础数据支撑。车辆安全数据、任务数据、车速数据、定位数据等终端设备的各种监测装置采集的数据，通过数据加密技术进行加密传输，接收到的加密数据在服务层根据解析协议进行解密，解析北斗报文数据，向应用层的GIS系统反馈车辆定位、车辆时速等实时数据，管理人员在系统上即可清楚掌握车辆的实时动态。管理人员也可根据需求，在应用层使用车辆调度与管理、统计分析、权限管理等相应的管理功能。

2    数据加密模块设计

加密技术是一种可以很好地保护数据的防护措施，它通过在发送方对待传输数据进行特殊处理（即加密），将待传输数据变换为让人难以读懂的乱码，然后再在网络中进行传输[2]。

对称加密是指使用相同密钥（Key）进行加密和解密的加密算法。对称式加密算法的优点是在使用长密钥时，加解密速度快，破解难度大。非对称加密是指对使用不同密钥的加密算法进行加密和解密，又称“公私钥加密”，非对称加密的缺点是加解密速度比对称加密慢很多，优点是公钥加密的信息，只有私钥才能解密，只有公钥才能解密私钥加密的信息，使数据的安全性大大提高。

通过对现有数据通信加密技术的详细分析，采用对称与非对称相结合的方式，在保证数据安全的同时，充分利用二者的优势，完成高速加解密。使用AES对称加密算法（Key长度为256位）来完成对通信数据的加密，使用RSA非对称加密算法来管理对称加密算法的Key。由于数据服务器是与具体数据请求方进行隔离的，双方的数据发送与接收是通过一个中间VPN代理服务器来完成，看似只进行了一次加密的整个加密过程，实际上却进行了三次加密操作：首先是将要发送的数据用AES加密算法加密一次，再对AES加密算法的Key进行RAS加密；随后，使用HTTPS协议对数据进行传输，基于它的数据传输过程会采用数字签名算法对传输数据进行一次加密，保证了数据传输安全，保证了数据真实有效性[3]；最后通过专门的VPN将数据传输回服务层，通过VPN代理服务器后的数据，也将被VPN代理服务器加密一次。

3    软件功能设计

本平台功能根据企业外挂车辆管理办法的需求，主要设计为驾驶员模块、基本用户模块、管理员模块三大模块。

其中驾驶员模块面向公司驾驶员实现驾驶员对个人信息的维护、车辆报修、差旅报销、所产生成本查看等，主要功能包括个人信息、账户注销、车辆报修、差旅报销、消息公告和成本明细。驾驶员模块中的车辆报修功能如图2所示。

基本用户模块针对企业员工，主要功能包括消息公告、通信录、成本明细、个人信息、账户注销、车辆等。本功能针对企业员工实现基于需求的车辆使用申请、租用车辆申请、车辆信息查询、用车评价、驾驶员通信录、申请用车成本明细、消息公告等。车辆栏目又可分为四个子项：查询车辆信息、申请用车、还车、评价用车。首先，用户可以根据自己的需求对符合要求的闲置车辆进行查询（在车辆紧缺的情况下，还可以申请租车），申请用车，等待有关部门审批、派车；驾驶员用车完毕后提交还车申请，等待有关部门审核同意后方可归还；最后，发起用车申请的用户可对本次用车体验进行评价。用车流程如图3所示，用车申请审批详情以及用车评价分别如图4和图5所示。

管理员模块，其能实现对车辆全方位的管理和控制，供车队使用。主要包括：

（1）车辆实时监控、还车管理、历史轨迹回放、用车审批等车辆调度管理功能；

（2）统计分析功能中的统计信息，如车辆分布可视化展示、车辆报修统计分析、违章统计分析、成本核算、车手评估等统计分析可以作为车队年度考核的一部分，促进各驾驶员之间的良性竞争；

（3）权限管理功能；

（4）通知公告等消息管理功能；

（5）对租用车辆的管理功能，如审批、反馈、费用核算等。

管理员模块中的车辆行驶动态可视化展示如图6所示。

4    结束语

本研究综合运用北斗卫星定位技术、数据加密技术、地理信息技术等实现基于北斗高精度定位的车辆管理平台，提供车辆智能监控管理一体化服务，对车辆的申请、审批、用车、换车、统计等进行智能化监控、管理及跟踪调查，提升了企业管理效能，具有推广应用价值。

[参考文献]

[1] 苏志琦，周佳銘，张硕，等.基于大学生背景下对北斗导航系统发展意义的研究[J].产业与科技论坛，2019，18（21）：139-140.

[2] 陈刘伟，沈宏杰，朱铁良.简析数据加密技术在网络通信安全中的应用[J].网络安全技术与应用，2022（2）：27-28.

[3] 米鹏.安全传输方法和安全传输系统：CN111224921A[P].2020-06-02.

收稿日期：2023-03-02

作者简介：潘健（1995—），男，贵州黔东南人，助理工程师，研究方向：GIS研发。