GPS车辆监控系统设计方案

广州力擎网络科技有限公司1GPS车辆监控系统解决方案广州力擎网络科技有限公司二○一○年广州力擎网络科技有限公司2第一章系统概述GPS技术现已广泛应用于车辆、等移动目标的定位与导航领域。地理信息系统(GIS、是集现代计算机科学、地理学、信息科学、管理科学和测绘科学为一体的一门新兴学科。以地理空间数据为基础，其地图数据厍服务器提供了存储GPS导航信息的可视化载体.从而能够实时为车辆调度中心提供交通信息、有效地实现车辆的定位导航、调度和监控。1建设原则先进性原则本系统是一个综合性通讯管理系统工程，集GPS技术、数据通信技术、计算机网络技术、地理信息技术等各种先进技术成一体。系统设计必须采用标准化、模块化系统集成技术，使系统具有开放性、兼容性和扩充性。系统的建设必须采用成熟的高科技技术，既反应当前科学技术发展的先进水平又具有发展潜力。尤其是建设必须采用目前最先进的系统平台及设备，首先能够满足业务需要；并能够支持和满足各种相关业务的其它应用需求。可靠性原则由于车辆GPS系统使用环境的特殊性，必须保证系统工作稳定可靠。本系统的可靠性主要体现在两个方面：一是中心系统的可靠性，包括硬件系统的可靠性，操作系统、数据库、中心服务系统等软件平台的可靠性；二是移动信息终端的可靠性，主要是车载单元通信系统要能够稳定可靠的工作。可扩展性原则系统必须具有良好的扩展性，当用户数量增加时，能够增加用户服务终端的数量和应用种类，能够成倍增加接入调度服务分支机构；监控范围扩大时，能够扩充支持不同的无线通信协议；移动信息终端种类增加时，能够方便地接入中心系统，保护用户投资。系统的设计应采用模块化结构，包括系统的通信接口，用户接口，服务功能及中心系统的操作管理上都应采用模块化的设计，保证了系统功能的扩展。多样性原则GPS系统服务中心与无线通信系统数据中心之间的数据通信应支持多种通信方式。必须采用平台化设计，可以同时接入多种不同的通信系统，在本系统中，能同时采用GPRS通信网络和北斗/世广卫星通信网络。广州力擎网络科技有限公司3实用性原则整个系统的操作以方便、简洁、高效为目标，多操作平台整体设计、统一操作，既充分体现快速反应的特点，又便于工作人员进行业务处理和综合管理，便于领导层、管理层及时了解各项统计信息和决策信息。安全性原则对于系统的管理实行严格的权限管理，只有持有一定权限的密钥才能访问、监控、实施相应的管理、控制操作，确保系统安全可靠。物理网络安全措施包括防火墙、VPN、物理网络隔离。系统在信息传输过程中可选择进行加密，保障信息可靠安全传输。2系统总体方案系统总体结构备份服务器C/S监控端C/S监控端B/S监控端防火墙DBMSHMPEInternetDBMSH防火墙Internet系统中心网络结构拓扑图系统采用分级管理模式，软件结构构架采取C/S结构，整个系统由总监控中心和各分中心组成，每个分中心下面可以连接多用户，分中心及用户通过网络与中心连接。总中心承担着全部车辆的数据处理、存储、转发以及车辆、用户的管理、监控、服务工作。下属的分中心及相应用户的客户端可以通过网络，对予以授权的管理的车辆现状进行监控，并调度车辆广州力擎网络科技有限公司4在逻辑上，系统由三部分组成，即GPS定位系统、地理信息系统（GIS）和通讯链路（GPRS）组成；从物理组成上讲，系统也由四部分组成，即监控中心、监控分中心、通讯网络和车载台。a)监控总中心监控总中心是系统的核心，由通信服务器、GPS服务器、GIS数据库服务器、、WEB服务器、管理监控终端、数据存储设备、网络设备及显示设备等组成。对入网车辆运行情况进行实时监控，能及时将车辆发出的遇险或故障求助信息通知相关单位和人员；能为警务车辆和分调度监控中心提供天气、道路等各类资讯，向管理部门等提供车辆的各类数据和车辆的动态信息；能通知、督促、协调各分中心进行应急救助等；能提供与分调度监控总中心的连接和Web信息查询，满足油运管理业务部门对车辆即时定位、信息互通的需要。b)分中心分中心是指与调度监控总中心相联的管理部门，提供对辖区或内部车辆的监控和信息交互、调度指挥管理等功能。c)无线通信传输网络公众通信网：用中国移动GPRS和中国联通CDMA1X的数据传输网络，组建VPN专网，搭建系统总中心和车载终端的交互通道，并提供辅助传输手段（如短信）。d)车载终端车载终端作为系统应用的平台，具备GPS卫星定位、导航、业务信息上报和管理信息的接收等功能，同时还为今后的综合业务系统预留扩展性。车载GPS移动通信终端接收GPS信号，通过无线通信系统向中心发送车辆位置和状态信息，接收和执行中心控制指令和资讯信息。系统软件结构车辆安全信息管理系统软件结构从逻辑上分为通信层、服务层和应用层三层结构，模型结构包括基础数据层、系统应用层、用户服务层三层结构。该系统基于数据同步、数据库、信息发布和内容管理、开放式集成等技术，系统采用组件式结构，灵活方便，并有良好的通用性和可扩充性。基于该模型可迅速架构各种应用模式的车辆管理业务解决方案。广州力擎网络科技有限公司5图3车辆监控管理系统软件结构图通信层通信层提供车载设备与GPS中心之间的数据通信服务，车载终端与中心之间通信采用中国移动GPRS服务，并遵循系统与移动终端无线通信接口标准。服务层服务层提供中心系统移动通信代理服务、数据处理服务、信息发布服务、GIS信息管理服务、数据库服务。（1）移动通信代理服务移动通信代理服务内含移动通信接口服务，是中心与移动终端设备之间的通信接口，负责协议转换、数据汇集。其中每种移动终端设备对应一种协议解释器，通信接口服务可以支持多种不同类型、不同厂家的终端协议解释。（2）数据处理服务数据处理服务负责与上层应用的通信接口，系统数据的分发与处理，操作命令的认证、下发、确认，数据的存储、分析，数据处理服务是本系统的核心部件。（3）数据库服务数据库存储服务提供管理中心所有车辆信息、用户信息、终端设备信息、出租调度营运信息等。本系统数据库采用Oracle10G，安装OraclespatialOption组件。（4）系统互连网关通过系统互连网关服务，将本系统与其他应急救援警务系统互连起来，以便在局部区域内Oracle10GSpatialDataOpt.BackupServerGPS数据处理服务数据库访问InternetHTTPServer数据库访问InternetMapEngine车辆监控调度移动终端设备短信GPRS/CDMA数据/语音通信接口服务协议解释器1CDMA协议解释器2移动通信代理服务GPS车辆监控调度系统报警救援系统信息发布系统基础信息管理系统GIS辅助决策系统系统数据总线DATABUS系统互连网关其它GPS系统广州力擎网络科技有限公司6实现各系统各警种的应急联动指挥。应用层各系统组成及功能结构见各分系统章节。系统基本功能做为一个综合型的GPS管理系统，从系统功能设计我们具备如下基本功能，并可以根据行业应用要求进行定制开发。A，结构性功能设计（1），支持多种GPS车载设备同时接入系统。（2），同时支持短消息，CDMA1X，GPRS，专网等多种通信方式，并可在不同的车载终端间共享这些通信资源。也就是融合多种通信方式（3），分布式分中心管理，并为不同的分中心定制业务模型。（4），跨平台运行支持Windows，Linux操作系统。（5），实时性强，系统中所有的操作都是实时的，从接收到车载终端的数据到GIS地图显示之间的时差不超过0.5秒。（6），高可靠性，系统能够连续365天无故障运行。B，移动目标定位功能（1）本系统所指的移动目标包含车辆、人员，移动目标的位置信息通过安装或携带在移动目标上的定位终端设备获得，并通过某种无线通信方式将移动目标的位置传送到监控中心。（2）定位方式根据用户需求可以包含GPS、LBS和A-GPS，通信方式GSM短信（SME/SMPP/CMPP）、GPRS、CDMA1X。（3）本系统考虑支持多种厂家、多种型号的定位终端设备。（4）位置监控方式：针对不同的行业在位置监控上系统支持实时位置查询，连续轨迹跟踪，以及定时终端位置主动上报三种方式。从跟踪策略上支持定时跟踪、定长跟踪以及定次跟踪。F，信息服务中心的概念（1）整个GPS系统就是一个信息服务中心，它负责从各种终端设备上采集定位数据以及其他数据，并按照各种用户请求进行数据分发。（2）同时系统还是一个大的信息库，各种用户可以通过系统提供的接口标准查询各种其所关心的数据。G，报警处理支持多通道、多终端接警模式，系统可以接受来自移动终端设备、语音设备发送过来的人工或自动报警信息，自动或指定接收、处理报警终端。系统同时支持的报警分配方式有如下几种：1，单座席接警模式，也就是所有的报警信息都统一用一个座席处理。排队调度是根据案情的严重程度指派人员（车辆）进行处理，并记录下被指派人（车），同时记录出发时间。调度反馈：最终确定处理人到达现场的时间，以及处理结果描述，最后对案情进行定性（比如是误报，重报，刑事案件，救援求助，车辆故障，民事纠纷等）。H，GIS地理分析系统按照预先设定的限制规则对移动目标进行GIS分析，判断移动目标的运行是否符合规广州力擎网络科技有限公司7则要求。（1）区域限制：区域包括简单区域及复杂区域，简单区域为简单矩形、圆形区域，复杂区域为不规则多边形区域，判断规则包括进区域、出区域、停留等。（2）路线限制：预先设定目标运行路线，判断目标是否按照规定路线运行。（3）移动/静止限制：跟踪目标的运行状态，当目标处于受限状态（移动或静止）时，发送报警信息。（4）位置分析：给定目标的经纬度位置信息，分析目标所处的地理位置，并给出目标位置文字描述。用户权限管理（1）系统根据业务情况的不同，将用户分为监控组、调度组、班长席、管理席等不同的用户组，不同组的用户拥有不同的操作权限，该权限可以由最高管理权限的管理员进行分配。（2）根据实际的需要，系统支持为每个坐席员分配不同的车辆操作范围。这样可以为单位用户只分配本单位的车辆（也就是只能操作本单位的车辆），如果一个单位的车辆太多，还可以灵活分配由多个用户分别操作。总中心的坐席员可以看到系统内所有的车辆，而分中心的坐席员则只能操作本中心的车辆，不能垮中心进行。广州力擎网络科技有限公司8第二章系统功能要求及配置简述1系统管理功能1.1基础数据管理功能基于GPS技术的运输车辆监控系统由GPS定位卫星、车载终端、GSM网络／GPRS网络、监控中心(信息服务中心、调度中心)等部分组成。(1)GPS定位卫星：提供车辆的定位坐标、车辆速度等信息；(2)车载终端：各类信息的采集、调度中心指令的接收与处理；(3)GSM／GPRS网络：包括GSM／GPRS基站、短信服务中心、GPRS服务中心三个部分：，GSM／GPRS网络接入Internet，通过GPS技术，运输车辆监控系统Internet与信息服务中心进行交互，通信方式主要采用GPRS方式目前系统采用中国移动公司的GSM／GPRS网络。(4)信息服务中心：整个系统的核心和通信枢纽，主要由GIS/WEB服务器、通讯服务器、数据库服务器等部分组成。负责控制整个无线通讯网的运行，接收车载终端采集的信息.并把信息送到调度中心，系统所有功能的实现都依赖本信息服务中心提供的服务。(5)调度中心：是以电子地图为基础的监视和控制操作平台，在电子地图上实时监视车辆行驶状态，通过信息中心向车载终端发送管理命令，控制行驶车辆。监控系统基本工作流程如下：(1)车辆上安装车载终端，车载终端上的GPS接收机接收卫星定位信息，获取车辆运行状态信息(如超速行驶、疲劳驾驶等信息、速度和位置信息等。(2)信息通过GSM／GPRS网络发送到监控中心。(3)软件系统对传递过来的信息进行处理并把车辆的位置显示在调度中心的GIS平台(电子地图)上。(4)调度中心利用GIS平台对数据进行分析和管理，并根据车辆的运行状况实时对车辆进行调度、监控。本系统平台由监控调度模块、通讯接口、车辆管理模块、系统管理模块等组成..监控调度模块实现对车辆的跟踪定位、安全监控。包括车辆定位、多目标/单