一种基于Redis的车辆轨迹信息的获取方式

徐芳芳，张劲松

（1.武汉邮电科学研究院 湖北 武汉 430070；2.武汉长江通信智联技术有限公司 湖北 武汉430070）

一种基于Redis的车辆轨迹信息的获取方式

徐芳芳1，张劲松2

（1.武汉邮电科学研究院 湖北 武汉 430070；2.武汉长江通信智联技术有限公司 湖北 武汉430070）

目前大多数公司主要是通过车载终端与GPS通信，获取GPS上面车辆轨迹信息，存入数据库。但针对运输企业来说，上述获取车辆轨迹信息的做法，会造成很大的经济负担。为此，文章提出了一种Java Timer和Guava cache结合的方式从Redis数据库上获取运输企业车辆的轨迹信息，存储到本地数据库，便于运输企业了解车辆信息，查询车辆历史轨迹。

Guava cache；Redis；Java定时器

随着我国经济的快速发展，车辆逐年增加，同时所造成的交通事故也在逐年上升，车辆监管越来越受人们的重视。目前，车辆管理中，获取车辆历史轨迹信息的方式有两种：一种是通过车载终端与GPS通信[1]，在GPS接收端获取车辆轨迹信息，传回控制中心后存储到本地数据库；另一种是通过与上述这种有条件的企业合作，动态获取他们得到的车辆轨迹信息。

对于不是专门做GPS与车载终端通信的企业来说，一般会选取第二种方式。选用第二种方式时，有多种实现方法。如当需要车辆轨迹数据时，我们可以调用对方发送的接口直接获取数据；也可以主动去对方那里取数据，存到本地的数据库，当我们需要数据时，直接从本地数据库取数据。选用从对方发送的接口直接获取数据的方法，一般会受到异网段影响，造成较长时延，如果网络信号不好，可能造成信息丢失。而选用主动去对方那里取数据，存到本地的数据库时，我们需要考虑如何从对方那里直接取数据。可以使用中间数据库做桥梁。对方往里面存数据，我们不断取，然后存入本地数据库。其中比较好的可以做中间数据库的有coherence（可以实现java应用对象和数据的共享）和Redis，但使用coherence需要付费。

由上可知，采用第二种方式获取车辆轨迹信息大多会受到异网段传输时间过长，信息丢失，成本过高等影响。为了解决这种问题，本文在第二种方式的基础上提出一种基于Redis的车辆轨迹信息的获取的方式。

1 技术简介

Guava Cache[2-5]是一个全内存的本地缓存。它提供了一种把数据（key-value对）缓存到本地Java虚拟机（JVM）内存中的机制，适用于很少会改动的数据。Guava Cache为了限制内存占用，设有自动回收元素。

Redis是一个支持网络交互的、可基于内存也可持久化的Key-Value数据库。和Memcached类似，它拥有丰富的数据类型，支持存储的value类型相对更多，包括 string、list、set、zset（sorted set--有序集合）和hash（哈希类型）。

文中采取Redis与Guava Cache结合的方式，获取车辆轨迹信息[6-7]，在提高应用性能的同时，大大提高响应速度。

2 功能实现

如图1，先从Redis上获取数据，在SSM（Spring+springMVC+mybatis）框架[15]上得到运输车辆轨迹信息，经过处理后，批量存入数据库。当需要查看mysql中存入的车辆历史轨迹信息对车辆数据进行分析时，由前台页面发出请求[13-14]后，从mysql中取出数据处理，展示在引入的地图[8-12]上。

图1 业务流程图

2.1 数据库的设计

1）mysql数据表的设计

根据需求设计Mysql数据表1，定义表名为gpsinfo，对应实体类型为GPSInfo。

表1 车辆信息表（gpsinfo）

其中，lat表示用GPS定位的车辆纬度，elat表示为项目所需经过纠偏后的纬度。gTime用GPS定位后采集到此车辆信息的时间。

2）Redis中结构的设计

由图1可知，从Redis数据库上取数据后，要存入Mysql对应字段的数据表，Redis中hash是最接近关系数据库结构的数据类型，可以将数据库一条记录或程序中一个对象转换成hashmap存放在redis中。如表2 Redis数据库上数据结构的设计，表字段基本与mysql数据表对应。

表2 Redis中hash数据结构设计key-value（hash）

2.2 车辆信息的获取和处理

图2 车辆信息存储流程图

如图2，为了使mysql数据库的数据与Redis数据库中的数据尽量达到同步，需要每个固定的一段时间去Redis数据库中的获取数据存入Mysql数据库，尽量达到二者数据的同步。这样的需求可以做一个线程，线程中做一个死循环，循环中执行的这个任务，每执行完一次让线程睡眠一段时间，这样就可以达到这个需求。最简单最便捷的方式是使用Java为我们提供的计时器的工具类，即Timer和TimerTask。Timer是一个普通的类，其中有几个重要的方法；而TimerTask则是一个抽象类，其中有一个抽象方法run（），通过run方法开启线程。我们使用Timer创建一个对象，然后使用这对象的schedule方法来完成这种定时操作。这种通过开启一个时间间隔线程，实时获取redis上车辆轨迹信息，基本上可以实现本地数据库数据与redis上数据的同步。具体步骤如下：

1）由图2可知，首先当程序开始的时候调用建立java Timer定时器，使用schedul（）方法设定程序开始30s后调用线程中run（）方法执行从redis上取数据并处理后存入数据库，然后每30秒执行一次，定时刷新，从而使mysqls的数据，与Redis的数据尽量达到同步。

2）启动定时器Timer后，开始在线程中处理数据。 使用 jedis．hgetAll （"gpsInfos"）（jedis为 redis的java客户端），每次取出所有运输企业的车辆信息放在Map中，同时设置一个list集合 （数据类型为GPSInfo）。采用循环将Map中车辆信息分条取出，将每条数据放入与数据表对应的实体类gpsInfo（类型为 GPSInfo）中，设置获取时间 gpsInfo．setoTime（new Date（）），设置车辆状态 gpsInfo．setStatus（"在线"），同时采用纠偏工具将获取的GPS经纬度转换成对应地图的经纬度，根据经纬度和地址查询工具设置车辆的具体位置，将设置好的实体类gpsInfo放在对应list集合中，同时记录日志，方便后期查询。当循环结束后，判断list集合是否存在值，若有值将list中数据批量插入数据库。

3）上面2）是一种理想获取车辆历史轨迹的状态，实际上这里有两个问题，其一redis是一个内存数据库，对于程序来说，内存是有限且非常重要的，redis本身并没有自动回收机制，不断的向redis存数据会造成数据库的崩溃。其二从redis获取数据时，并不知道车辆是在线状态还是离线状态，仅当我们获取到车辆轨迹信息时，我们能判断此GPS采集时间车辆的状态为在线，如果没有获取到相关车辆轨迹信息，我们怎样设置车辆为离线呢？为了解决以上两种问题，我们引入本地缓存Guava cache。

定义一个全局变量private LoadingCache＜String，GPSInfo＞ gpsInfosGuaveCache。程序启动时自动加载的一个 LoadingCache类型的函数gpsInfosGuaveCache（）并赋值给全局变量gpsInfosGuaveCache，在2）循环中设置好实体类gpsInfo之后，按照Key-value数据类型将对应车辆信 息按车牌号 存入 Guavacache中 ：gpsInfosGuaveCache．put （carNum，gpsInfo）。 由 于Guava cache是本地缓存，为了避免它占用过多的内存，本文使用它自带的回收元素回收内存。在函数gpsInfosGuaveCache（）中，先设置基于大小移除的方法 ：CacheBuilder．newBuilder（）．maximumSize（50000）当存入全局变量gpsInfosGuaveCache的key值数量接近于50000时，Guave Cache就会把不常用的键值对从cache中移除，同时配合基于时间的移除：expireAfterWrite （30，TimeUnit．SECONDS），当超过30s时，对应车辆key值没有数据更新，移除此key值。在移除数据时设置一个Guava cache自带的监听器，当监听到key值移除时，删除redis数据库上对应的此键值：jedis．del（"gpsInfos"，gpsInfo．getKey（）），并在监听函数中设置车辆离线状态，将设好的数据更新到mysql中。这样使用Guava cache即对redis进行了优化，又设置了接收车辆的相关数据。

3 数据展示

如图3所示：（下面车牌号为修改过的测试用的车牌号）。

为了验证车辆历史轨迹是否正确，本文采用百

图3 车辆轨迹回放

度地图展示数据。为了精确的找到车辆在一段时间 的历史轨迹。需要利用ajax技术的将车牌号、车牌颜色、车辆运行的时间段发送到后台，进行请求，请求成功后，判断是否有数据返回，若没有数据给出"没有查询到相关车辆信息！"提示信息，若有数据，将查询到的车辆轨迹信息，通过循环的以new BMap.Point（lon，lat）方式放在 pointArray[i]数组中，使用Polyline函数，将数组中的车辆经纬度，按照先后顺序连接起来。最后设置一个功能函数，便于查看车辆在地图上的运行轨迹。

4 结束语

文章介绍了一种基于Redis的车辆轨迹信息的获取技术，在优化性能的同时提高了响应速度，同时引入百度地图API观察获取到的数据，直观、简单、方便运输企业查看运输车辆历史轨迹，了解分析车辆在运行中的信息。

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A method of obtaining vehicle track information based on Redis

XU Fang-fang1，ZHANG Jin-song2
（1.Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications，Wuhan 430070，China；2.Wuhan YCIG iLink Technology Company Limited，Wuhan 430070，China）

Most companies get in the GPS[1]vehicle trace information mainly through the vehicle terminal and GPS communicated，to store in database.For transportation enterprises，the above method to the acquisition of vehicle trace information，will generate a large economic burden.Therefore，this paper proposes a combination way of Java Timer and Guava cache to get the vehicle trace information of transport enterprise from Redis[2-5]database.The aim to make transport enterprise get vehicle trace information and query vehicle trajectory[6].

Guava cache； Redis； Java timer

TN02

A

1674－6236（2017）17-0054-04

2016-07-18稿件编号：201607131

徐芳芳（1991—），女，湖北孝感人，硕士研究生。研究方向：通信与信息工程、软件设计。