NAKLİYAT ARAÇLARI İÇİN BİR ARAÇ TAKİP SİSTEMİ

Transkript

1 NAKLİYAT ARAÇLARI İÇİN BİR ARAÇ TAKİP SİSTEMİ Saed Ghaffari 1, Mehmet Miman 2, Linda Küçük 3 1 Yükseklisans Öğrencisi,Toros Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bilişim Teknolojileri, g.saed.ghaffari@toros.edu.tr 2 Yrd. Doç. Dr.,Toros Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Endüstri Mühendisliği, mehmet.miman@toros.edu.tr 3 Öğretim Görevlisi,Toros Üniversitesi, Meslek Yüksekokulu, Lojistik, linda.kucuk@toros.edu.tr ÖZET Bu çalışma, Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS), Genel Paket Radyo Servisi (GPRS) ve araç filolarının takibi için bir internet kombine uygulamasını sunmaktadır. Bu büyük bir filoyu izlemek ve yönetmek için tasarlanmış bir kurumsal çözüm bileşenidir. Sistemin temel özellikleri arasında açık kaynak kodlu CBS platformu, gerçek zamanlı konum bilgilerini güncellemesi ve web tabanlı bir kullanıcı arayüzü vardır. Sistem GPS tabanlı araç takip cihazları, haberleşme sunucusu, web sunucusu, veritabanı sunucusu ve bir harita sunucundan oluşmaktadır. Araçlara monte edilen izleme cihazları GPS üzerinden gerçek zamanlı konum bilgilerini toplar, bu bilgiler merkezi bir veri tabanına GPRS üzerinden sürekli olarak aktarılır. Kullanıcılar web tabanlı bir uygulama üzerinden filosundaki araçların her birinin mevcut konumu görüntülemek ve böylece filosunu yönetmek kabiliyetine sahip olmaktadır. Araç pozisyonları ve diğer ilgili bilgileri bir harita sunucu tarafından kullanıma sunulan dijital bir harita üzerinde gösterilir. Anahtar Sözcükler: Araç Takip Sistemi, GPS. ABSTRACT A VEHİCLE TRACKING SYSTEM FOR TRANSPORTATION This study presents a vehicle tracking systems based on internet through GIS, GPS and GPRS. This is a component of an organization to monitor and manage a large fleet. Among the basic properties of our system, there are an open-source CBS platform, a real time update for location information and a web-based user interface. The system is consisting of vehicle tracking systems through GPS, a communication server, a web server and a map server. Vehicle tracking tools mounted to vehicles collect the real time location information through GPS. These information are transferred to a central database through GPRS. Users are able to see the current location of each vehicle, thus, manage the fleet through a web-based application. Vehicles positions and associated information are displayed on a digital map provided by a map server. Keywords: Vehicle Tracking System, GPS. 1.GİRİŞ Bu çalışmada sunulan filo takip sistemi birkaç modern bilgi ve iletişim teknolojilerinin bir arada kullanılarak, sahip olunan ya da bir kuruluş tarafından kullanılan araçlar izlemek ve yönetmek için tasarlanmış bir sistemdir. Sistem monte edilen araç izleme cihazlarından oluşur ve web tabanlı merkezi bir sunucu sisteminden oluşan bir uygulama mevcuttur. Bu sistem sayesinde, kullanıcılar filosundaki araçların (dijital bir harita üzerinde) grafik konumunu izleme olanağına ve her aracın diğer ilgili bilgilerine sahip olacaktır. Bu bildiri filo takip sistemlerinin tasarımını ve bunlarla ilgili gelişmeleri vurgulamaktadır. Buradaki sistem, sistem kaynaklarını (sürücüler, araçlar) yönetmek için bir dizi modüler yapıdan oluşmakta olup, en verimli kullanım (tür araç tahsisi) yanı sıra rapor üretim ve faaliyetlerinin denetimi de yapılabilmektedir. Sistem geniş araç filosu ve karmaşık kullanım gereksinimleri ile işletmelere hizmet etmek için tasarlanmıştır. Çalışanların kısa geziler için sık sık araç kullanmaları gerekebilir, ve uzun mesafe seyahat ve taşıma için filolar kullanılabilir. Bunlar için günlük programlarla planlamalar yapmak gerekebilir. Çalışanların araçları alması, ya da bir yolculuğun belirli noktalarda öngörülen işleri gerçekleştirmesi ve onarım ihtiyacı olduğunda araçların geçici olarak kullanılamıyor durumda bulunması mümkündür. Bunlar ve daha pek çok fonksiyonu etkin bir filo yönetim sistemi tarafından araç takibini kolaylaştıran unsurlardandır. Bunun gibi, bir filo için, yerine getirilmesi gereken şartlar çok çeşitlidir. Böyle büyük filoları yönetmek ve verimliliklerini iyileştirmek için bir merkezi yönetim sisteminin varlığı önemlidir. Bu çalışma filo yönetiminde ortak bir hedefe ulaşmak için birden fazla teknolojilerin entegrasyonunu göstermektedir. Bu tür teknolojilerin bir gerçek dünya sorunu çözmek için sinerjik olarak nasıl verilerin kombine edilebilirliğini gösteren örnek bir vaka çalışmasıdır.

2 2.SİSTEME GENEL BAKIŞ 2.1.Amaçlar Önerilen sistemin temel amacı, büyük bir işletmede mevcut aşağıdaki sorunlara bir çözüm sağlamaktır: a) Büyük bir filodaki araçları gerçek zamanlı izlemek için bir uygun sistem eksikliği b) Araçların zamanında varmamasından kaynaklanan verimlilik kaybı c) Araçların verimsiz ve yetkisiz şekilde kullanımı Yukardaki sorunları çözmek için önerdiğimiz sistem aşağıdaki özelliklere sahiptir: a) Kullanımı kolay bir web ara yüzü b) Yaygın bir iletişim altyapısı c) Kolay anlaşılır jeo -bilgi ekranı d) Sistem maliyetini azaltan açık-kod kaynak araçları 2.2.Kullanılan Teknolojiye Genel Bir Bakış Farklı formlarda çeşitli izleme çözümleri vardır. Bazıları bağımsız modda çalışırken, bazı istemci-sunucu kendi mimarisinde çalışır. İstemci-sunucu çözümlerinin çoğu sadece izleme sağlamak üzere tasarlanmıştır. Maliyeti göz önüne alındığında, bir istemci-sunucu sistemi daha iyi bir çözüm olsa da, tepki hızı açısından bağımsız çözüm daha iyi performans verecektir. Böyle bir istemci-sunucu ortamında uygun coğrafi bilgi, yükseltme gibi diğer dengeler vardır. Yükseltme, sunucu sonunda yapılabilir. Bağımsız bir çözüm olarak, coğrafi bilginin bir uygulama örneği olarak yükseltilmesi gerekiyor. Bazı izleme servis sağlayıcıları kendi veri tabanında yer bilgilerini tutmaktadır. Kullanıcılar bazen uluslararası telekomünikasyon altyapısı üzerinde, bu bilgilere erişmek ve erişim başına ödeme yapmak durumunda kalırlar. Mobil şebekelerde mevcut olan SMS (Kısa Mesaj Servisi) gibi sistemler de mevcut bilgi transferinin başka bir modudur. Bu sistemlerde, kullanıcı kuruluş sınırlı bir esnekliğe ve nispeten daha yüksek bir maliyete sahiptir. 2.3.Uygulanan Sistem Mimarisi Filo takip sistemi web tabanlı bir çözüm sağlamak için yukarıdaki kısıtlamalar ve dengeleri gözetir. Mimari istemci-sunucu mimarisi olup, web tarayıcı istemci ve sunucu fonksiyonları bir web sunucusu, bir iletişim sunucusu, veri tabanı sunucusu ve bir harita sunucu arasında paylaşılır. Bir açık kaynak platformu (Fernando ve diğerleri, 2007 ile Worboys ve Durckham, 2004) çözüm maliyetini etkin kılmak için harita sunucusu için seçilir. GPRS (Genel Paket Radyo Servisi), izleme ünitesi ile sunucu arasındaki iletişim ana yöntemi olarak seçilmiştir. GPRS, bir 2.5G mobil teknoloji olan, ülkede yaygın mevcuttur. Ayrıca merkezi konumu ve mobil cihazlar arasında her zaman hat bağlantısı üzerinden veri aktarımı için idealdir. Maliyet kilobayt başına aktarılan veri ile orantılı olup SMS e kıyasla daha avantajlıdır.

3 Şekil 1: Uygulanan Sistem Mimarisi Gerçek zamanlı GPS yoluyla toplanan konum bilgileri kullanıcı kuruluşun sahip olduğu merkezi bir veri tabanına kaydedilir. Sisteme kayıtlı her kullanıcı internet üzerinden bu bilgilere erişebilir. Şekil 1, bu seçilen sistem mimarisini göstermektedir. 3.SİSTEM TASARIMI Bu bölüm, sistemin donanım ve yazılım tasarımını ve de her bir bileşenin işlevlerini tanımlar. 3.1.Donanım Tasarımı İzleme ünitesi, GPS üzerinden konumu toplayan bir sistem özel paket biçimine sahip olup, bu bilgileri biçimlendirir ve GPRS üzerinden sunucuya gönderir. GPRS sistemi herhangi bir zamanda eğer aktif değilse, zaman damgalı veri paketleri GPRS tekrar aktif durumda olduğunda yüklenecek bir geçici depolama biriminde saklanır. Bu nedenle, bir aracın hareket bilgileri bile bir iletişim kesintisi durumunda kaybolmaz. Cihaz, bir mikro kontrolör içerir: bir GSM modülü (Ürün 1), bir GPS alıcısı (Ürün 2), bir veri depolama birimi ve bir güç kaynağından oluşmaktadır. İzleme biriminin bir blok diyagramı Şekil 2'de gösterilmiştir. Mikro-kontrol birimi, izleme cihazının ana işletme birimidir. Bu birim sahip olduğu I / O arayüzleri üzerinden diğer operasyonel birimlerinin her biri ile iletişim kurar. Şekil 2: İzleme Birimi Blok Şeması İzleme birimi içindeki GPS alıcısı enlem, boylam ve hız bilgileri toplar ve mikro-denetleyiciye gönderir. Ardından GSM modülü, daha önce kurulmuş GPRS bağlantısı üzerinden bu sunucuya veri göndermek için mikro-denetleyici ile iletişim kurar. Bu modülün iki fonksiyonundan birincisi, birim sunucu ile bir GPRS bağlantısı kurmak, ve sonra bu bağlantı üzerinden IP veri paketleri olarak gönderilen veri ile bir TCP / IP soket bağlantısı kurmak olacaktır. İzleme ünitesi aracın pille çalışabilir olması üzerine tasarlanmıştır. Ancak, güç kaynağı acil yedek olarak cihazın içine inşa edilmiştir. Mevcut GPRS olduğu durumunda, GPS verileri hafıza biriminde saklanır ve kısa sürede GPRS yeniden kullanılabilir olduğunda gerçek zamanlı konum bilgileri ile birlikte sunucuya gönderilir. Temel sorun giderme için, cihaz birden fazla LED göstergeleri ile donatılmıştır. Bunlar GPS durumunu göstermek, GPRS kullanılabilirliği ve güç kaynağı durumunu belirtmek için kullanılmaktadır. Şekil 3, bu izleme ünitesini iç ve dışarıdan göstermektedir.

4 Şekil 3: İzleme Birimi 3.2.Yazılım Tasarımı Sistemin ana yazılım bileşenlerinin içinde soket iletişim sunucusu, web sunucusu, iş ve CBS harita sunucusu vardır. Priz iletişim sunucusu, izleme birimleri ile iletişim merkezi sunucu bileşenidir. Bu uzaktan donanım birimleri ile TCP / IP soket bağlantılarını kurar. Birden fazla istemci birimleri ile iletişim yeteneğine sahiptir. Bir özel tanımlı uygulama düzeyinde protokol veri transferi için kullanılır. Sunucu, bir TCP soketi yaratacak ve ilgili bağlantı noktasına uygulama bağlanacaktır. Daha sonra gelen herhangi bir bağlantı taleplerini dinleyecektir. Bir istemci (uzaktan izleme cihazı) bağlandığında, sunucu kimlik doğrulaması yapacak ve müşteri kabul edecektir. Sonra, sunucu istemci aygıttan bilgi almak için devam edecek ve veri tabanı sunucusu onları saklayacaktır. Web uygulamalı veri tabanı sunucusundan veri almak ve kullanıcı tarafından talep olarak ileri işlemler için ön işleme gerek yoktur. Web uygulaması da sistemin ana yönetim aracıdır. Kullanıcılar bu uygulama ile sisteme giriş yapabilmekte ve onun kimlik düzeyine bağlı olarak farklı fonksiyonel modüllere erişebilmektedir. 4.GEO-MEKÂNSAL BİLGİ KULLANIMI 4.1.Coğrafi Bilgi Bileşenleri Geo-veri modülü sistemdeki tüm mekânsal bilgi ile ilgilenir. Ana coğrafi bilgiler bileşenleri; Mekânlar, Geo-çitler, Rotalar ve Turlardır. Mekânlar arasında şehirler, kasabalar, diğer tanımlanabilir görülecek yerler yanı sıra kullanıcı organizasyonları için tahsis edilen araç park alanları vardır. Geo-çitler bir konum etrafında tanımlanan dairesel alanlardır. Kullanıcı, bu bölgenin yarıçapını tanımlayabilmektedir. Dairenin merkezi ve yarıçapı ile GPS konumu bir Geo-çit tanımlar. Aracın bu Geo-çit içinde olup olmadığını izleme sistemi, araç belli bir konumu olmak üzere belirlenir. Bir Rota, yukarıda açıklandığı gibi iki veya daha fazla şehirden oluşur. Sırayla bir dizi yerler ekleyerek Rota oluşturabilirsiniz. Başlıca karayolları bu şekilde rotalar olarak sisteme eklenebilir. Geo-veri modülü yetkili kullanıcıların Mekanlar, Geo-çitler, Rotalar ve Turlar oluşturmasına olanak sağlar. Böylece takip edilen aracın yeri, Rota ve Tur oluşturularak kolay kullanım ve görsel doğrulama için haritalar tarafından desteklenmektedir. Bu dijital haritalar içeren bir grafiksel kullanıcı arabirimi aracılığıyla yapılır. Örneğin,

5 belirli bir şehir üzerinde bir fare tıklaması yerin koordinatlarını almak için kullanılabilir. Araç tur içinde iken, sistem gerçek zamanlı konumunu izler ve tanımlanmış turdan sapma olmadığını tespit edebilir. 4.2.Açık Kaynak GIS Araçları Filo yönetim sisteminin haritalama bileşeninin geliştirilmesi için, açık kaynaklı bir geliştirme ortamı; MapServer, kullanılmıştır (URL 1). Bu, dijital haritalar için yaygın olarak kabul edilen standart bir formatta olan bir harita üzerinde coğrafi bilgi görüntülemek için kullanılan CBS aracıdır (URL 2). MapServer ile web için haritalar, görüntüler oluşturmak ve vektörel veri olarak konumsal verileri işlemek mükemmel derecededir. CBS verileri, MapServer kullanıcıları tarafından web içerik olarak yönlendirilebilinir ve coğrafi görüntü haritalarının oluşturulmasını sağlar. Şekil 4: Rota Oluşturma Sağlanan ek bilgiler. Dbf formatında veri tabanı içinde bulunurken, kullanılan dijital haritalar. SHP formatında bulunmaktadır. Haritalar, farklı katmanlar olarak, sunulan veri tabanı dosyalarındaki bilgiler ile görüntülenir. Coğrafi bilgi bu katmanlar içine kullanıcı isteklerine göre sistemin istemci uygulamaları tarafından dinamik olarak yüklenir. İzleme modülü, GIS verileri ile haritayı oluşturur ve harita sunucusuna geçirir. Sonra bir. Jpeg görüntü oluşturur ve bir tarayıcıda bu görüntüler web sunucusuna aktarılır. Tüm harita işlemeleri harita sunucusu üzerinde yapılır. Konum bilgileri ile birlikte, izleme cihazı, aynı zamanda, hız, zaman ve soket iletişim sunucusuna güç seviyesi ve diğer ilgili verileri gönderir. Bu bilgiler, aynı zamanda veri tabanında saklanır. İzleme modülünde bu veriler izlenen araç numarası ile birlikte görüntülenir. İzlenen araç harita üzerinde bir nokta olarak gösterilir. Aracın hareketi takip edilebilir, böylece tarayıcı, haritayı her sekiz saniyede bir yeniler. Yakınlaştırma, uzaklaştırma ve kaydırma gibi harita olayları, harita sunucu işleme fonksiyonları gibi bu modülde uygulanmaktadır. Bu işlevlerin çıkışları görüntü olarak görüntülenmesi için web sunucusuna ve sonra tarayıcıya gönderilir.

6 5.SONUÇLAR VE ÖNERİLER Şekil 5: Filo İzleme Modülünde Bir Araç Bilgi Ekranı Bu çalışma CBS teknolojileri, GPS ve GPRS kullanarak bir filo takip sistemi gelişimini sunar. Bu bir şirketin kaynaklarının etkili ve verimli yönetimi için uygulanan araç takip sisteminin bir örneğidir. Geliştirilen sistemi desteklemek için gerekli teknolojiler ve mimari seçiminde, benzer amaçlar için birkaç mevcut platformlar değerlendirilmiş olup, uygulama ve işletim maliyeti kolaylığına dayanarak, sunulan teknolojiler ve mimari seçilmiştir. Filo yönetim sistemi, istemci uygulamasına dayanan bir PC tabanlı web tarayıcısıdır. Bir mobil istemci bu uygulamaya erişebilir olmasına rağmen, bu işletim modu için optimize edilmemiştir. Bir olası iyileştirme, modüllerin mobil müşteriler için etkili bir şekilde kullanılabilir hale getirmektir. Bu, özellikle mobil cihazlar üzerinde uygun bir haritalamaya yönelik olmalıdır. TEŞEKKÜR Bu çalışmada geliştirilen sistem için gerekli araştırmaya Dialog Telekom Ltd. sponsor olmuş olup katkılarından ötürü teşekkür ederiz. KAYNAKLAR Ürün 1, Atmel işbirliği Sistem programlanabilir flaş 64k Byte ile Atmel AVR Mikrodenetleyici 8bit. Ürün 2, IWOW Bağlantıları Pte Ltd, IWOW GP-810 GPS Modülü ürün donanım teknik şartname, 22 nd Mart 2006, belge 1.1 sürümünü yayımladı. URL 1, Mapserver İnternet Sitesi, URL 2, CBC Düşünme İnternet Sitesi, mapserver-öğretici-için-c-mapscript-asp-net, Ferando N., Widyasekera, S., Gamage, L., (2007) Hazırlanması ve dijital mekansal veri dağıtımı için Sri Lanka bağlamında düşük maliyetli CBS araçları pratik kullanım fizibilite Etüdü, Sri Lanka Computer Society, Yıllık Konferansı, Dileeka Dias, Worboys, M. and Duckham, M. (2004). GIS: A Computing Perspektif Second Edition, CRC Press.