基于移動定位服務(wù)的考勤管理系統(tǒng)

標(biāo)簽：考勤系統(tǒng)  移動定位

摘 要：針對傳統(tǒng)考勤系統(tǒng)的缺點(diǎn)，提出了一種基于下一代網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的考勤管理設(shè)計(jì)方法，該方法結(jié)合移動定位服務(wù)和地理信息服務(wù)，對員工的移動終端進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，使用范圍搜索算法確定員工是否在指定工作區(qū)內(nèi)，生成考勤信息?？梢詫?shí)時(shí)或定時(shí)進(jìn)行自動或手動考勤，并能記錄和回放員工工作軌跡，是一種融合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)實(shí)現(xiàn)的低成本、高靈活性的基于位置的電信增值服務(wù)。仿真結(jié)果表明該方法的可行性和有效性。

考勤管理是企事業(yè)單位經(jīng)營和管理工作的重要環(huán)節(jié)和保障，主要包括兩種方式，一種是手工方式，該方式工作繁雜，很難保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與實(shí)時(shí)，增加了管理成本;另一種是利用專用考勤設(shè)備的電腦記錄考勤方式，包括打卡式、磁卡式、條形碼式、IC 卡類、感應(yīng)卡、指紋識別、虹膜識別、人臉識別等，該方式需要設(shè)置固定的考勤時(shí)間段和地點(diǎn)，無法隨時(shí)隨地考勤，設(shè)備需要保管與維護(hù)。文獻(xiàn)[1~2]基于掃描條形碼實(shí)現(xiàn)考勤系統(tǒng)，該類使用配套設(shè)備的考勤系統(tǒng)存在耗材、高峰時(shí)間需要排隊(duì)等問題，無法避免丟卡或代替打卡的現(xiàn)象[3].為克服上述弊端，基于生理特征識別的考勤系統(tǒng)紛紛出現(xiàn)，如文獻(xiàn)[4]所述的指紋識別系統(tǒng)，無需員工持有特別器材，但該方式技術(shù)難度大、設(shè)備昂貴、部署相對復(fù)雜。文獻(xiàn)[5]設(shè)計(jì)了時(shí)間可以靈活配置的考勤系統(tǒng)，并能與人力資源系統(tǒng)集成使用。文獻(xiàn)[6~7]分別實(shí)現(xiàn)了在不同地理位置和網(wǎng)絡(luò)位置均可登錄的考勤系統(tǒng)，均旨在將考勤地點(diǎn)分布化。目前，隨著社會的發(fā)展，涌現(xiàn)出了許多移動辦公的職業(yè)，例如銷售、快遞，對于這類人員的考勤管理是困擾管理者的一個(gè)難題，能夠靈活完成多種考勤任務(wù)，并且不受限于時(shí)間、空間的考勤系統(tǒng)已成為市場的迫切需求。

隨著電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)向下一代網(wǎng)絡(luò)方向的演進(jìn)，融合網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)受到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的重視，如何快速、靈活地開發(fā)內(nèi)容新穎、種類豐富的融合網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和電信領(lǐng)域所關(guān)注的重要問題[8].LBS(location based service,位置服務(wù)，又稱定位服務(wù))被認(rèn)為將給增值業(yè)務(wù)和移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來下一次高潮。LBS 是指移動網(wǎng)絡(luò)通過特定的定位技術(shù)獲取移動終端用戶的位置信息，并基于地理信息技術(shù)將物理位置在電子地圖上定位的一種空間信息服務(wù)。作為其核心技術(shù)的定位技術(shù)和GIS(geographic informationSystem) 技術(shù)， 隨著移動通信技術(shù)和第三代移動通信網(wǎng)(3G)的快速發(fā)展，應(yīng)用也越來越廣泛[9-12].

移動定位技術(shù)與GIS 服務(wù)的技術(shù)特點(diǎn)與發(fā)展現(xiàn)狀，給LBS 帶來了內(nèi)容與形式上廣闊的創(chuàng)新空間， 為產(chǎn)生靈活多樣的基于LBS 的應(yīng)用提供了保障。然而，LBS僅提供位置服務(wù)是不夠的，需要將LBS 與各種信息系統(tǒng)結(jié)合。

本文提出一種將LBS 與考勤管理系統(tǒng)相結(jié)合的考勤管理實(shí)現(xiàn)方法，并設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)對員工持有的移動終端實(shí)時(shí)定位，使用范圍搜索算法確定其是否在工作區(qū)內(nèi)，并進(jìn)行必要的統(tǒng)計(jì)、報(bào)表生成與外勤員工工作軌跡回放等。系統(tǒng)使用通信網(wǎng)絡(luò)，能夠隨時(shí)抽查員工的出勤情況，及時(shí)獲取出勤信息。同時(shí)移動終端(如手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理等)作為員工私人特定物品，具有隨身攜帶的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對員工的自動考勤，只需要移動終端支持定位功能，而不需對移動終端進(jìn)行改動。

1 系統(tǒng)概述

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

本文所述原型系統(tǒng)通過融合移動定位服務(wù)和GIS服務(wù)來實(shí)現(xiàn)基于LBS 的增值服務(wù)，具體系統(tǒng)架構(gòu)如圖1 所示：

圖1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

圖1 中考勤系統(tǒng)的LBS 協(xié)議能力并未直接與運(yùn)營商的定位網(wǎng)關(guān)交互，而是通過調(diào)用定位SP (ServiceProvider) 提供的定位能力來實(shí)現(xiàn)LBS 定位功能?？记诠芾硐到y(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)與定位SP 相連，定位SP 通過互聯(lián)網(wǎng)與運(yùn)營商定位網(wǎng)關(guān)相連。定位SP 負(fù)責(zé)處理考勤管理系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)送的定位請求?？记诠芾矸?wù)器通過互聯(lián)網(wǎng)與GIS 服務(wù)器相連。具有定位功能的移動終端，包括支持定位的手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PAD,personaldigital assistant)、車載定位設(shè)備等，通過3G 網(wǎng)絡(luò)接入電信運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)。管理人員可通過考勤管理系統(tǒng)所在的客戶端PC 登錄系統(tǒng)，完成考勤管理。

1.2 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)具備考勤能力、考勤數(shù)據(jù)存儲與管理、考勤數(shù)據(jù)展示等功能，功能模塊組成如圖2 所示：

圖2 系統(tǒng)功能模塊圖

1.3 主要工作流程

系統(tǒng)工作流程描述如下：

步驟1:系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的觸發(fā)規(guī)則發(fā)起對移動終端的定位請求，并將定位SP 返回的定位結(jié)果寫入數(shù)據(jù)庫。考勤管理系統(tǒng)需要設(shè)置的相關(guān)信息包括：定位參數(shù)、定位觸發(fā)規(guī)則、搜索程序的觸發(fā)規(guī)則、搜索范圍、考勤規(guī)則、用戶信息、觸發(fā)時(shí)間、出錯(cuò)信息、自動周期定位條件、自動周期定位規(guī)則等。其中，觸發(fā)規(guī)則分為：發(fā)送定位請求的手動觸發(fā)和設(shè)定觸發(fā)時(shí)間的系統(tǒng)自動觸發(fā)兩種。

步驟2:系統(tǒng)對定位成功的移動終端進(jìn)行自動范圍搜索前，設(shè)定搜索等待時(shí)間，在搜索等待時(shí)間內(nèi)，如果用戶沒有操作，則系統(tǒng)開始搜索;如果用戶主動推遲范圍搜索，系統(tǒng)則取消搜索，執(zhí)行所選操作。系統(tǒng)對需要周期定位或定位不成功的移動終端進(jìn)行自動周期定位，直至到達(dá)規(guī)定循環(huán)定位次數(shù)或定位成功。

步驟3:根據(jù)搜索結(jié)果，生成考勤信息，并將各種記錄填入相應(yīng)的信息表。

步驟4:根據(jù)具體需要和用戶操作，在地圖上展示或回放考勤結(jié)果，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 考勤信息生成

考勤信息生成模塊用于從數(shù)據(jù)庫的表中讀取每個(gè)移動終端當(dāng)日的考勤記錄，并根據(jù)考勤規(guī)則，生成每個(gè)員工的出勤數(shù)據(jù)，將移動終端用戶的相關(guān)信息、出勤情況寫入考勤信息表，存儲在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。該功能由定位信息處理模塊的三個(gè)子模塊完成，即定位執(zhí)行子模塊、范圍搜索子模塊和GIS 地圖子模塊。

定位執(zhí)行子模塊，系統(tǒng)接收用戶的定位請求，調(diào)用定位SP 提供的定位接口進(jìn)行定位，然后將定位結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫的定位結(jié)果表中。如果定位成功，則定位執(zhí)行子模塊將定位成功的移動終端的經(jīng)度和緯度寫入定位成功表;如果定位失敗，系統(tǒng)給出提示信息，并將定位失敗的信息寫入定位失敗表中，以備查詢。此外，定位結(jié)束后，定位執(zhí)行子模塊給出提示信息，如：定位結(jié)束、定位成功、定位失敗等信息。在定位執(zhí)行期間，定位執(zhí)行子模塊不能再接受新的定位請求。

范圍搜索子模塊，接受用戶范圍搜索請求，從數(shù)據(jù)庫中取出定位成功的移動終端所在位置信息，查找該移動終端是否在設(shè)定的工作區(qū)域內(nèi)。對于定位成功的移動終端，用戶可以隨時(shí)啟動、或者設(shè)定時(shí)間來啟動范圍搜索程序，查看某定位成功的移動終端是否在工作區(qū)域內(nèi)，以獲得員工的考勤情況。

其中范圍搜索算法采用經(jīng)典的點(diǎn)與多邊形關(guān)系判定方法，根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，具體分為(1)判斷一點(diǎn)是否在一個(gè)圓內(nèi)，只需判斷該點(diǎn)與圓心的距離是否小于或等于半徑即可。(2)判斷點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)，過該點(diǎn)向x 軸正方向做一條射線，如果該射線與多邊形有奇數(shù)個(gè)交點(diǎn)，則該點(diǎn)在多邊形內(nèi)，有偶數(shù)個(gè)交點(diǎn)則在多邊形外[13].對于移動終端定位失敗的情況，需要對該移動終端進(jìn)行自動周期定位搜索，即，根據(jù)設(shè)定的定位周期和定位次數(shù)，在工作區(qū)域內(nèi)對該移動終端定位并進(jìn)行范圍搜索的過程。圖3 給出了自動周期定位搜索流程。

圖3 自動周期定位搜索流程圖

GIS 地圖子模塊用于在定位成功后將被定位移動終端的位置顯示在數(shù)字地圖上。根據(jù)此功能，考勤管理系統(tǒng)能夠根據(jù)該位置信息為用戶服務(wù)，比如在數(shù)字地圖上進(jìn)行指定條件的搜索，獲取搜索結(jié)果的信息等。

該子模塊還具有定位歷史記錄回放功能。

根據(jù)定位和范圍搜索結(jié)果，系統(tǒng)生成移動終端對應(yīng)的員工考勤信息，存儲在數(shù)據(jù)庫中，從而完成考勤工作。

2.2 員工軌跡回放

本系統(tǒng)還具有根據(jù)查詢條件顯示所存儲的移動終端定位歷史記錄的回放功能，回放方式分為兩種：

(1)按照真實(shí)的定位時(shí)間間隔回放。根據(jù)之前對用戶的每次定位操作成功后，定位記錄中包含的移動終端號碼、經(jīng)緯度和定位時(shí)間信息，按照定位記錄的原始時(shí)間間隔在地圖上依次顯示移動終端的位置。

(2)按照系統(tǒng)設(shè)定的時(shí)間快速回放。用戶可以快速地瀏覽該時(shí)間段內(nèi)的定位記錄，而不考慮真實(shí)的時(shí)間間隔，按照系統(tǒng)配置時(shí)設(shè)定的時(shí)間快速對某個(gè)移動終端在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)的定位歷史記錄在數(shù)字地圖上回放。

移動終端定位的歷史記錄就是存放在數(shù)據(jù)庫中的搜索結(jié)果表，在使用定位歷史記錄回放功能時(shí)，首先需要根據(jù)用戶指定的回放時(shí)間段和移動終端號碼從數(shù)據(jù)庫中得到所有的定位記錄，選擇定位回放方式，在數(shù)字地圖上回放被定位設(shè)備的歷史軌跡。

按照真實(shí)定位時(shí)間間隔回放的實(shí)現(xiàn)方式并不能保證時(shí)間間隔完全準(zhǔn)確，由于接口調(diào)用時(shí)間等原因只能保證大致準(zhǔn)確。如果要求快速回放，只需在取得所有符合條件的定位記錄后，按照系統(tǒng)設(shè)定的固定時(shí)間間隔休眠所述線程即可，而不需要做相鄰兩條記錄之間的時(shí)間差運(yùn)算。在兩種回放過程中，用戶均可以隨時(shí)中止回放。

圖4 給出了按照真實(shí)定位時(shí)間間隔回放定位歷史記錄的工作流程。

圖4 回放定位歷史記錄工作流程

用戶輸入查詢條件后，系統(tǒng)調(diào)用定位歷史記錄接口，并判斷如果存在符合條件的定位歷史記錄，則啟動一個(gè)定位回放線程，將查詢到的所有定位歷史記錄傳入該線程(該線程中定義了一個(gè)循環(huán)來顯示定位記錄)。在定位回放線程中判斷記錄的總數(shù)是否大于1,如果總數(shù)大于1,則取出相鄰兩條定位記錄，然后將前一條定位記錄的經(jīng)度和緯度信息傳入GIS 地圖模塊顯示移動終端位置的接口，在數(shù)字地圖上顯示被定位移動終端的位置，將該線程休眠，休眠的時(shí)間為前面取出來的相鄰兩條定位記錄的時(shí)間差，這樣做是為了保證回放的時(shí)間間隔與先前定位時(shí)的時(shí)間間隔一致，然后結(jié)束線程休眠，將定位記錄的總數(shù)減1,再次啟動一個(gè)定位回放線程，重復(fù)上述操作直至最后一條定位歷史記錄顯示完畢。

3 系統(tǒng)仿真

3.1 仿真環(huán)境

服務(wù)器端軟硬件環(huán)境包括：SUN Fire V440 服務(wù)器，配置2 個(gè)UltraSPAR C IIIi CPU,時(shí)鐘速度為1593MHz,物理內(nèi)存4096MB,操作系統(tǒng)采用SUNSolaris 5.9;應(yīng)用服務(wù)器為WebLogic 8.1 SP5;數(shù)據(jù)庫采用MySQL 5.0;GIS 服務(wù)器軟件采用MapInfoMapXtreme(R) Java Edition(TM) 4.5.0.采用短信和定位模擬網(wǎng)關(guān)。

客戶端軟硬件環(huán)境包括：PC 機(jī)聯(lián)想啟天M2400;操作系統(tǒng)為Microsoft Windows XP Professional SP2;JDK 1.5.0(Update6)。

3.2 仿真方法

使用CDMA 手機(jī)模擬移動終端，每個(gè)模擬終端具備唯一的號碼。用1 個(gè)模擬用戶并使用模擬程序創(chuàng)建1 至299 個(gè)虛擬用戶，以3 次/分鐘的速率執(zhí)行短信定位業(yè)務(wù)。搜索范圍設(shè)置為多邊形。定位方式采用自動定位，自動周期定位的時(shí)間間隔為1 分鐘，自動周期定位次數(shù)為4 次。在短信和定位模擬網(wǎng)關(guān)的配置中，設(shè)置不同的循環(huán)次數(shù)和間隔時(shí)間，根據(jù)返回的定位信息次數(shù)、總時(shí)間和平均一次定位時(shí)間對性能進(jìn)行測試。

3.3 仿真結(jié)果

將模擬移動終端隨機(jī)放置于多邊形區(qū)域附近進(jìn)行測試，定位結(jié)果如表1 所示，在模擬終端數(shù)量相對較少和相對較多的兩種情況下，系統(tǒng)均能對終端進(jìn)行有效定位，其中模擬終端個(gè)數(shù)較多時(shí)，定位平均時(shí)間會下降，而成功率基本保持穩(wěn)定。

表1 移動終端定位成功數(shù)量表

若對模擬移動終端定位成功，則根據(jù)終端位置進(jìn)行范圍搜索，判斷其是否在班。如果首次定位不成功，則根據(jù)自動周期定位的時(shí)間間隔和自動周期定位次數(shù)進(jìn)行反復(fù)定位，若由于終端未打開等因素導(dǎo)致定位一直不成功，則生成其不在班的考勤記錄。生成的部分考勤結(jié)果如表2 所示。

表2 工考勤記錄表

4 結(jié)語

本文總結(jié)了已有考勤管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)制的不足，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種融合移動定位和GIS 服務(wù)的考勤管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以使考勤工作的完成不受時(shí)間和空間的約束，同時(shí)有效避免了丟卡或代替打卡的現(xiàn)象。此外，由于考勤管理系統(tǒng)服務(wù)器是從移動終端無線通信網(wǎng)絡(luò)獲得移動終端的位置信息，移動終端的攜帶者無法接觸到該位置信息，也就無法對其進(jìn)行修改而偽造考勤記錄。系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)順應(yīng)了融合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以形成新的增值業(yè)務(wù)的潮流，節(jié)省了開發(fā)成本，保證業(yè)務(wù)的靈活多樣，充分體現(xiàn)了基于位置的移動增值業(yè)務(wù)的價(jià)值。