专利名称：一种基于gps轨迹的保安巡逻绩效考核方法
技术领域：
本发明涉及全球定位系统(GlcAal Positioning System，GPS)、地理信息系统 (Geographic Information System, GIS)和计算机软件新技术的一种基于GPS轨迹的保安巡逻绩效考核方法。
背景技术：
目前针对保安保安人员的管理监督都是沿用传统的“人管人”的模式，监督保安是否在岗，是否无故迟到早退，是否随意串岗、闲谈，是否私自改变巡逻路线，是否按照时间和巡逻次数和范围等要求巡逻等，实际操作中容易受到人为因素的影响，因此保安巡逻管理工作中不可避免的会出现监管的空白和漏洞、存在保安巡逻空班、漏检现象，为了杜绝此现象的发生，采用电子巡逻管理系统，对巡逻的保安进行绩效考核以实现科学的管理十分必要。目前，常用的电子巡逻管理系统由巡更棒、巡更点、智能通信座、智能管理软件等部分组成，在每一部分中又含有更加具体的设备或部件。巡更棒用于记录巡逻情况，检验保安保安人员是否按规定巡逻，俗称打点。根据巡逻路线，在必经点上设置感应点(巡更点)，每个感应点电子编号不同，保安保安人员手持巡更棒，到达巡逻点后，用巡更棒感应巡逻点，信息储存在巡更棒中，然后可以通过底座传输到电脑里，检查巡逻的执行情况。还可以设置时间范围，比如规定1 2点巡逻，超出时间就无法再感应记录巡逻点。然而，这类形式的电子巡逻管理设备要求比较高，成本比较高，这大大增加了企业的经济负担。GPS是英文Global Positioning System (全球定位系统)的简称。用户设备部分即GPS接收机可以进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。目前各种类型的接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。GPS设备的使用可记录使用人员的行走轨迹，以每3或5秒的频率保存轨迹点的经纬度、高度、通过速度和时间数据并可导出指定格式的文件保存，这些完备的时空数据可用来做绩效考核统计分析和挖掘更深层次信息。GPS设备的便携性和低成本以及定位记录轨迹位置的功能，使得成为对保安保安人员监督和绩效考核的得力工具。GIS是英文Geographic Information System(地理信息系统)的简称，具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能，是一个基于数据库管理系统 (DBMS)的分析和管理空间对象的信息系统。该技术是读取GPS轨迹数据并对其做分析处理显示的关键技术，易于高效直观地生成绩效考核统计报表图表地图用以保安巡逻绩效考核。
发明内容
鉴于以上所述问题，本发明引入一种基于GPS轨迹的保安巡逻绩效考核方法，通过读取GPS轨迹记录仪该硬件设备收集的轨迹数据，借鉴GIS技术的分析、处理和显示功能，再结合用户控件的使用来生成绩效考核报表图表地图的通用模块，为保安巡逻绩效考核提供了一种全新的形象的直观的方法。
一种基于GPS轨迹的保安巡逻绩效考核方法，硬件包括GPS轨迹记录仪和计算机硬件，方法的实现如下六个步骤(1)读取对应某个保安人员在巡逻区域内巡逻时间的GPS轨迹CSV文件；(2)将输入的保安人员在巡逻区域的时间信息以及读取轨迹分析获得的绩效考核指标值信息，包括巡逻起始和结束时间，巡逻总行程、有效行程、总用时和停留超时次数信息，添加到数据库记录中，并将CSV文件转存成xml文件保存到当前系统目录下；(3)建立以巡逻总有效用时、巡逻平均行走速度和巡逻停留超时次数考核指标信息为主的评价指标体系，并通过模糊综合评价方法客观公正评分，将绩效考核得分等信息添加到数据库中；(4)接收用户提交查询的保安人员在巡逻区域内的巡逻时间段，并生成选择条件筛选系统目录下的xml数据文件和数据库表中的记录；(5)利用筛选的数据生成报表、柱状图或者折线图；(6)选择xml文件在地图上标注巡逻停留超时次数信息。巡逻停留超时次数计算代码
//记录连续有多少个点速度较低 int intCounter = 0;
if (Convert.ToDouble(ls[i][4]) < 4) {
intCounter += 1 ；
}
else
{
intCounter = 0;
}
if (intCounter >900) {
intCounter = 0;
drawPoint(ls[i][3], ls[i][2],"巡逻人员在该点停留 15 分
钟以上!",checkedfile); }
ο模糊综合评价方法代码
//减分规则，6小时满分，每少一小时减5分(usetimejian)
if (doubleustime < 6)
{
score -= Convert.ToIntl6( usetimejian * (Math.Ceiling(6 -
doubleustime))); }
//减分规则,4km/小时满分，每慢lkm/小时减5分(speedjian) doublespeed= doubledist / doubleustime;
if (doublespeed< 4) {
score-=Convert.ToInt 16( Math.Ceiling(4 - doubledist /
doubleustime) * speedjian); }
//减分规则，减停留次数分(stops)
if(stopsint!=0) {
score -= stopsint;本发明有如下优点和积极效果1.本发明中基于GPS轨迹的保安巡逻绩效考核方法是对保安保安人员监督考核实现自动化、信息化和高效化的一种革新；2.本发明方法实现生成了所选保安人员(巡逻区域)某段时间内出勤统计详细信息报表，直观地统计出出勤统计数据和考核实际情况；3.本发明方法实现生成了所有保安人员(巡逻区域)某段时间内出勤统计详细信息对比柱状图，形象地对比了所有保安人员(巡逻区域)的出勤统计数据对比的实际情况；4.本发明方法实现生成了某单个保安人员(巡逻区域)某段时间内出勤统计详细信息变化折线图，直观地表现了所选保安人员(巡逻区域)的出勤统计数据的变化情况；5.本发明方法实现生成了所选保安人员(巡逻区域)某段时间内绩效考核缺勤统计报表，详细地统计了缺勤统计信息的实际情况，避免人为因素造成监督绩效考核的不合理问题；6.本发明方法实现生成了所选保安人员(巡逻区域)某段时间内绩效考核得分报表，直观地统计出绩效考核综合评分数据的实际情况；7.本发明方法实现生成了所有保安人员(巡逻区域)某段时间内绩效考核得分对比柱状图，形象地对比了所有保安人员(巡逻区域)的绩效考核评分数据；8.本发明方法实现生成了某单个保安人员(巡逻区域)某段时间内绩效考核得分变化折线图，直观地表现了绩效考核得分的变化情况；9.本发明方法实现了地图上标注了巡逻停留超时次数等信息，形象直观地表现了停留地点分布情况图。
图1是本发明GPS轨迹点结构和折线示意图。图2是本发明绩效考核报表图表生成及地图显示过程示意图。图3是本发明保安巡逻管理系统软硬件结构框架示意图。图4是本发明保安巡逻绩效考核指标值获取过程示意图。图5是本发明所选保安人员(巡逻区域)某段时间内出勤统计详细信息报表图。图6是本发明所有保安人员(巡逻区域)某段时间内出勤统计详细信息对比柱状图。图7是本发明单个保安人员(巡逻区域)某段时间内出勤统计详细信息变化折线图。图8是本发明所选保安人员(巡逻区域)某段时间内绩效考核缺勤统计报表图。图9是本发明所选保安人员(巡逻区域)某段时间内绩效考核得分报表图。图10是本发明所有保安人员(巡逻区域)某段时间内绩效考核得分对比柱状图。图11是本发明单个保安人员(巡逻区域)某段时间内绩效考核得分变化折线图。图12是本发明所选轨迹巡逻停留超时次数信息标注地图。
具体实施例方式本发明中涉及到两项硬件设备GPS轨迹记录仪和计算机硬件。计算机硬件的配置包括，处理器=Pentium III-600兆赫兹(MHz)兼容或更快的处理器，内存512兆(MB)内存或更多，硬盘容量大约需要IGB可用硬盘空间，显示器支持1，(^4χ768分辨率或者更高性能的视频显示卡和监视器。软件环境包括两部分(1)开发环境有Microsoft Visual Studio 2008、ESRI ArcGIS Engine9. 3. 1 Runtime and Developer Kit for Windows 禾口 ESRI ArcGIS Desktop SDK for the Microsoft. NET Framework。(2)运行环境，操作系统Windows2000/ffindows XP简体中文操作系统及以上；支持软件Microsoft. NET Framework 3 · 5 οGPS轨迹记录仪中的文本数据是从串口中读出的，每次读出一行，一般情况下，一秒种能收到多行数据，有效数据以$GP开头，分为$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、 $GPRMC. . . $GPGGA是GPS定位的主要数据，通过解析它得到经度、纬度、海拔高度、时间、卫星使用情况等基本信息，其中每项用逗号分隔，共十四个逗号，举例如下$GPGGA, 064746. 000,4925. 4895，N, 00103. 9255，Ε, 1,05,2. 1，-68. 0，Μ, 47. 1，Μ,， 0000*4F$GPGGA (语句标识头)，064746. 000 (UTC 时间)，4925. 4895 (纬度)，N(纬度半球)， 00103. 9255 (经度)，E (经度半球)，1 (定位质量指示)，05 (使用卫星数量)，2. 1 (水平精确度)，"68. 0 (海拔高度)，M (高度单位)，47. 1 (大地水准面高度)，M (高度单位)，(差分 GPS数据期限)，0000 (差分参考基站标号)*4F (校验)(结束标记回车换行)。本发明的基础为引入基于GPS轨迹的保安巡逻绩效考核方法，即通过分析统计 GPS轨迹数据，生成绩效考核统计报表图表地图的通用模块，提供了一种全新的形象的直观地分析保安保安人员的巡逻绩效考核的新形式。具体软硬件结合的操作过程描述如下
(1)通过应用软件中的读取设备来获取原始GPS数据，即通过计算机串口读取GPS轨迹记录仪，保存其中的数据为CSV格式到本地计算机硬件存储空间内，实现的原理如上段所述；
(2)通过应用软件中的添加轨迹将计算机硬件上存储的CSV文件添加到软件中，即通过浏览本地CSV文件，来读取CSV文件中每一个轨迹点，轨迹点信息内容包括INDEX、TRACK NUM、 UTC DATE、UTC TIME、LOCAL DATE、LOCAL TIME、LATITUDE、N/S、LONGITUDE、E/W、ALTITUDE 和SPEED共12项，分别表示自动索引值、轨迹记录号、UTC日期、UTC时间、当地日期、当地时间、经度、北/南、维度、东/西、高度和速度，分析轨迹点时空信息和速度信息等可获得绩效考核指标值，且每个CSV文件按照日期分割成子轨迹段。绩效考核的指标值有很多，比如巡逻总有效行程、总有效用时、缺勤统计、停留超时次数和绩效考核综合评分等。针对绩效考核指标设计其表现形式有所选保安人员(巡逻区域)某段时间内出勤统计详细信息报表，信息内容包括区域名称、巡逻时间、总有效行程、总有效用时、起始时间和结束时间等；所有保安人员(巡逻区域)某段时间内出勤统计详细信息对比柱状图；某单个保安人员(巡逻区域)某段时间内出勤统计详细信息变化折线图、所选保安人员(巡逻区域)某段时间内缺勤统计详细信息报表，信息内容包括区域名称、巡逻时间、缺勤时间段的起始时间和结束时间等；所选保安人员(巡逻区域)某段时间内绩效考核得分信息报表，信息内容包括区域名称、巡逻时间、总有效行程、总有效用时、停留超时次数和综合得分等；所有保安人员(巡逻区域)某段时间内绩效考核得分对比柱状图、某单个保安人员(巡逻区域)某段时间内绩效考核得分变化折线图和巡逻停留超时次数信息标注地图等八种。基于GPS轨迹的保安巡逻绩效考核方法的八种最终显示形式。其实现主要分为如下六个步骤(1)读取对应某个保安人员(巡逻区域)某时间的GPS轨迹CSV文件；(2)将输入的保安人员(巡逻区域)和时间信息以及读取轨迹分析获得的绩效考核指标值信息，比如，巡逻起始和结束时间，巡逻总行程、有效行程、总用时和停留超时次数等信息，添加到数据库记录中，并将csv文件转存成xml文件保存到当前系统目录下；
8
(3)建立以巡逻总有效用时、巡逻平均行走速度和巡逻停留超时次数等重要考核指标信息为主的评价指标体系，并通过模糊综合评价方法客观公正评分，将绩效考核得分等信息添加到数据库中；巡逻停留超时次数计算代码
//记录连续有多少个点速度较低 int intCounter = 0;
if (Convert.ToDouble(ls[i][4]) < 4)
{
intCounter += 1 ；
}
else {
intCounter = 0;
}
if (intCounter >900) {
intCounter = 0;
drawPoint(ls[i][3], ls[i][2],"巡逻人员在该点停留 15 分
钟以上!", checkedfile); }
ο模糊综合评价方法代码
//减分规则,6小时满分，每少一小时减5分(usetimejian)
if (doubleustime < 6) {
score -= Convert.ToIntl6( usetimejian * (Math.Ceiling(6 -
9doubleustime)));
//减分规则,4km/小时满分,每慢Ikm/小时减5分(speedjian) doublespeed 二 doubledist / doubleustime; if ( doublespeed< 4)
score-=Convert.ToInt 16( Math.Ceiling(4 - doubledist / doubleustime) * speedjian);
//减分规则,减停留次数分(stops) if(stopsint!=0)
score -= stopsint;(4)接收用户提交查询的保安人员(巡逻区域)和时间段，并生成选择条件筛选系统目录下的xml数据文件和数据库表中的记录；(5)利用筛选的数据生成报表、柱状图或者折线图；(6)选择xml文件在地图上标注巡逻停留超时次数信息。该方法步骤二中绩效考核指标值的获取主要是GIS技术、统计学原理和时空数据挖掘基本算法的应用。首先，读取保安巡逻历史轨迹数据，以xml文件格式为例介绍，获取其包含的坐标点的经纬度、经过时间和经过速度等信息并存储；其次，结合GIS技术、统计学原理和时空数据挖掘的基本算法等对轨迹的大量坐标点数据进行统计分析获得绩效考核巡逻总行程、有效行程和完成预定巡逻要求的执行力等指标值；最后，利用用户控件如 DataGridView数据显示控件JedGraph画图控件和ArcGIS Engine MapControl控件等，生成形象直观的保安巡逻绩效考核统计报表图表地图。根据保安巡逻绩效考核指标的不同，以C#编程实现从xml形式的GPS轨迹文件中获取巡逻的总有效行程、总有效用时和巡逻停留超时次数等指标为例，获取指标过程说明如下
一、保安巡逻绩效考核中巡逻总有效行程指标值获取方法GPS轨迹文件以列表List来存储大量坐标点，并以数组Array来存储坐标点经纬度、经过时间和经过速度等数据，即GPS轨迹文件对应一个List<String[]>变量来读取和存储记录的原始轨迹数据和坐标点数据。巡逻总行程距离(公里)是通过计算每两个坐标点之间的折线距离然后累积求和得到，而两个坐标点间的距离是通过公式0*Math. Asin (Math. Sqrt(Math. Pow((Math. Sin ((lat l-lat2)/2))，2)+Math. Cos(lat 1)*Math. Cos (lat2)*Math. Pow ((Math. Sin ((Ing l_lng2)/2))，2))) *R)求得，公式中 Iatl、Ingl、 lat2、lng2和R分别代表坐标点1的纬度值对应转化的弧度值、坐标点1的经度值对应转化的弧度值、坐标点2的纬度值对应转化的弧度值、坐标点2的经度值对应转化的弧度值和地球赤道半径值，这些值都是用double类型的变量来读取和存储的。二、保安巡逻绩效考核中巡逻总有效用时指标值获取方法通过累积求和每段子轨迹起始点和结束点的间隔时间求得。三、保安巡逻绩效考核中巡逻停留超时次数指标值获取方法通过连续读取η个坐标点的经纬度和速度数据，如果速度值均小于正常行走速度，且坐标点均能在一个R半径范围内，即可以判断在该处滞留时间超限一次，并通过累积统计轨迹的巡逻停留超时次数。下面结合附图，详细说明本发明的具体实施方式
。GPS设备每隔3或5秒存储的轨迹点数据项有INDEX，TRACK NUMBER, UTC DATE, UTC TIME,LOCAL DATE,LOCAL TIME，LATITUDE，N/S，LONGITUDE，E/W，ALTITUDE 和 SPEED 等， 读取轨迹csv格式文件在地图上显示为折线路径图如图1所示，这是利用GPS设备记录的轨迹数据进行绩效考核统计的基础。该保安巡逻绩效考核方法的核心是读取GPS轨迹数据统计分析获得绩效考核指标值，进而生成报表图表及地图显示，其过程流程图如图2所示。 保安巡逻管理系统软硬件结构框架示意图如图3所示，在软硬件结合的前提下利用该方法来实现图2的绩效考核过程。其中，绩效考核指标值的获取过程如图4所示，主要是GIS技术、统计学原理和时空数据挖掘基本算法的应用。首先，读取保安巡逻历史轨迹数据，以xml文件格式为例介绍，获取其包含的坐标点的经纬度、经过时间和经过速度等信息并存储；其次，结合GIS技术、统计学原理和时空数据挖掘的基本算法等对轨迹的大量坐标点数据进行统计分析获得绩效考核巡逻总行程、有效行程和完成预定巡逻要求的执行力等指标值；最后，利用用户控件如DataGridView数据显示控件JedGraph画图控件和ArcGIS Engine MapControl控件等，生成形象直观的保安巡逻绩效考核统计报表图表地图。所选保安人员(巡逻区域)某段时间内出勤统计详细信息报表生成如图5所示， 首先，接收用户提交查询的保安人员(巡逻区域)和时间段；然后，筛选数据库表中符合选择条件的记录；最后，结合DataGridView数据显示控件，将符合条件的绩效考核详细信息记录显示成报表形式。所有人员(人员)某段时间内出勤统计详细信息对比柱状图生成如图6所示，首先，接收用户提交查询的时间段；其次，筛选数据库表中符合选择条件的记录；再次，对记录按照保安人员(巡逻区域)进行绩效考核指标值的求和操作；最后，结合 kdGraph画图控件，以时间段内所包含日期为横坐标，以各个保安人员(巡逻区域)的绩效考核指标值(如轨迹总长度、总时间或巡逻某既定观测点次数等)为纵坐标显示柱状图。如果符合条件的记录中包含不同的保安人员(巡逻区域)个数少于所有保安人员(巡逻区域)的个数，则会因数据不完备暂时无法产生柱状图。某单个保安人员(巡逻区域)某段时间内出勤统计详细信息变化折线图生成如图7所示。所选保安人员(巡逻区域)某段时间内缺勤统计报表生成如图8所示，首先，接收用户提交查询的保安人员(巡逻区域)和时间段；然后，筛选数据库表中符合选择条件的记录；最后，结合DataGridView数据显示控件，将符合条件的缺勤统计记录显示成报表形式。同图5、6和7的原理生成图9所选保安人员(巡逻区域)某段时间内绩效考核得分报表，图10所有人员(人员)某段时间内绩效考核得分对比柱状图，图11某单个保安人员(巡逻区域)某段时间内绩效考核得分变化折线图。所选轨迹的折线路径和标注信息地图显示如图12所示，首先，加载巡逻区域的地图；其次，在轨迹列表中选择要查看的轨迹xml文件名；再次，读取xml数据添加轨迹折线图层；最后，分析处理xml文件中数据信息，如巡逻停留超时次数等，添加标注层在地图上显不。
权利要求
1.一种基于GPS轨迹的保安巡逻绩效考核方法，包括GPS轨迹记录仪和计算机硬件，其特征在于(1)读取对应保安人员在巡逻区域内巡逻时间的GPS轨迹CSV文件；(2)将输入的保安人员在巡逻区域的时间信息以及读取轨迹分析获得的绩效考核指标值信息，包括巡逻起始和结束时间，巡逻总行程、有效行程、总用时和停留超时次数信息，添加到数据库记录中，并将csv文件转存成xml文件保存到当前系统目录下；(3)建立以巡逻总有效用时、巡逻平均行走速度和巡逻停留超时次数考核指标信息为主的评价指标体系，并通过模糊综合评价方法客观公正评分，将绩效考核得分等信息添加到数据库中；(4)接收用户提交查询的保安人员在巡逻区域内的巡逻时间段，并生成选择条件筛选系统目录下的xml数据文件和数据库表中的记录；(5)利用筛选的数据生成报表、柱状图或者折线图；(6)选择xml文件在地图上标注巡逻停留超时次数信息，得单个保安人员在巡逻区域内的一段时间内绩效考核。
2.根据权利要求1所述的一种基于GPS轨迹的保安巡逻绩效考核方法，其特征在于 巡逻停留超时次数计算代码//记录连续有多少个点速度较低int intCounter — O; if (Convert.ToDouble(ls[i][4]) < 4)intCounter += 1 ；else intCounter = 0;if (intCounter > 900){intCounter = 0;drawPoint(ls[i][3], ls[i][2], ”巡逻人员在该点停留15分钟以上!”，checkedfile);
3.根据权利要求1所述的一种基于GPS轨迹的保安巡逻绩效考核方法，其特征在于模糊综合评价方法代码//减分规则,6小时满分，每少一小时减5分(usetimejian)if (doubleustime < 6) {score -= Convert.ToIntl6( usetimejian * (Math.Ceiling(6 -doubleustime))); }//减分规则,4km/小时满分，每慢lkm/小时减5分(speedjian) doublespeed= doubledrst / donbieustime;if ( doublespeed< 4) {score-=Convert.ToInt 16( Math.Ceiling(4 - doubledist /doubleustime) * speedjian);}//减分规则,减停留次数分(stops)if(stopsint!=0) {score -= stopsint;
全文摘要
本发明公开了一种基于GPS轨迹的保安巡逻绩效考核方法，硬件包括GPS轨迹记录仪和计算机硬件，通过读取GPS轨迹记录仪该硬件设备收集的轨迹数据，借鉴GIS技术的分析、处理和显示功能，再结合用户控件的使用来生成绩效考核报表图表地图的通用模块，为保安巡逻绩效考核提供了一种全新的形象的直观的方法。
文档编号G06Q10/06GK102426678SQ201110223259
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者金龙 申请人:刘建勋, 张明月, 李欢欢