GPS车辆监控系统客运车辆解决方案.docx
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GPS车辆监控系统客运车辆解决方案
GPS车辆监控系统（Gps）
信贷车辆
解决方案
项目号
STGPS_001
文档编号
STGPS11_04
工程编号
11ST02
版本号
1.0
保密级别
一般
秘密
机密
上海申唐信息科技有限公司
2011年6月
GPS车辆监控系统（Gps）
信贷车辆
解决方案
编制：
GPS项目组
编制日期：
2011-5-1
审核：
XX
审核日期：
2011-5-1
批准：
XXX
批准日期：
2011-5-1
上海申唐信息科技有限公司
2011年6月
修订记录
日期
作者
版本
修改原因
主要修改内容
2011.5.1
GPS项目组
1.0
初始建立
公司简介
上海申唐信息科技有限公司成立于2010年4月,是一家集自主产品研发与销售、行业解决方案咨询与提供、专业技术服务与实施于一身的软件高科技企业。
公司拥有非常丰富的企业门户建设、项目管理、知识管理、数据库应用和系统集成等方面的应用解决方案以及技术开发经验,为用户提供高性价比的软件产品和全方位的技术服务，指导企业的经营决策,有效提高企业的核心竞争力。
申唐科技的目标是成为在企事业信息化应用领域领先的产品及应用解决方案提供商。
公司自主开发了集合了企业供、销、存以及财务生产性等企业管理软件,公司同时提供企业质量管理的软件和车辆监管系统,主要以冶金行业的实验室系统（Lims）和GPS车辆监控系统为主;针对企业的商务智能要求,我们提供企业商务报表解决方案。
公司拥有一支技术精湛,业务熟悉,经验丰富,充满热忱和激情的工作团队,其中百分之九十以上拥有计算机软件本科以上学历;深入企业进行软件研发工作,并能密切结合企业生产经营的实际情况,提供适合企业发展的优秀的信息化解决方案。
在我们的服务领域，我们的专业化程度、技术服务水平、工程质量以及先进的服务理念得到了客户的充分认可，这也使得我们能与客户保持长期友好的合作关系。
同时，我们还与国内知名软件企业有着良好的伙伴关系，使我们在各方面得到更加完善的支持，从而更好地为客户提供服务。
1系统概述
本系统是为了加强车辆和人员的可视性管理而建立的集成系统。
它采用GPS全球卫星定位技术、GIS地理信息技术、移动通信技术以及计算机处理技术等构建而成，通过管理中心和车载终端来帮助使用单位实现车辆的监控调度管理。
通过本系统，可以实时了解车辆的位置、速度、行驶状态等信息；可以实现就近调度、遇险报警和求救报警；可以了解车辆历史行驶状态。
车辆监控调度系统的建设，使得对车辆的管理更加科学、合理，在提高管理水平的同时，也减少了很多不必要的开支。
1.1GPS全球定位系统
GPS系统是本系统的核心因素，由于GPS系统的存在，车载终端才可以实时计算出车辆的位置。
GPS系统是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、授时的多功能系统。
它利用位于距地球2万多公里高的，由24颗人造卫星组成的卫星网，向地球不断发射定位信号。
地球上的任何一个GPS接收机，只要接收到三颗以上的卫星发出的信号，瞬间就可以解算出被测载体的运动状态，如经度、纬度、高度、时间、速度、航向等。
GPS的定位误差在10米之内，这使得管理中心能够比较准确的了解车辆的位置。
1.2GSM/CDMA移动通信网络
公众移动通信网络---GSM/CDMA移动通信网是本系统的数据传输媒介，车辆的定位数据以及行驶状态数据通过移动通信网络传输到调度管理中心。
之所以选择公众移动通信网，主要是因为它具有覆盖面广、费用低等特点，非常适合车辆定位数据的传输。
国内有两大移动通信网络，即GSM通信网和CDMA通信网（也可以称为手机网络），中国移动公司主要经营GSM网，中国联通经营GSM网和CDMA网。
本系统采用移动通信网络的数据通道进行数据的传输，具体的协议方式为中国移动的短信协议和GPRS协议，以及中国联通的短信和CDMA1X数据协议，这几种方式系统都可以支持。
公众移动通信网络的数据传输速度快，而且可靠性高，为监控系统的数据交换提供了非常理想的平台。
1.3GIS地理信息系统
GIS（GeophysicsInformationSystem）系统是为了获取、储存、显示、查询定位数据而建立的计算机数据库管理系统，将所需要的信息和资料直观、形象地在电子地图上以图形或表格的形式显示出来，为GPS卫星定位提供良好的地图环境，并能将空间信息与属性信息的处理完美结合起来，以直观的方式显示车辆的位置状态等信息。
GIS系统的电子地图采用矢量方式，对任意指定区域的车辆进行查询，可根据需要分层显示信息；可任意放大、缩小、移动；可进行同屏多窗口显示监控，或将目标锁定在某窗口，自动跟踪等。
对于管理部门，GPS和GIS的结合应用，能实时直观高效地实现指挥管理目标。
对于车辆本身而言，GPS和GIS的结合，除完成企业管理功能外，还可有效地实现自导航。
1.4计算机数据处理技术
在本系统中，主要采用了数据库技术、局域网和广域网技术、多媒体技术、计算机通讯技术以及计算机远程控制操作等多项计算机技术。
2客运车辆需求分析
长途客车在营运时，由于装载乘客人数较多，其发生事故后果波及面广，社会影响比较严重。
另一方面，司乘人员在车辆驾驶过程中存在超速、超载等违规行为，车辆行驶过程中不按照预定路线行驶或绕道兜客，这些行为都为安全生产带来严重的隐患。
如何解决长途客运过程中实时安全监控和管理问题，从而提高整个长途客运行业的安全水平，是目前急需解决的社会问题。
移动通信技术以及GPS定位技术的发展使得建立这样的系统变成可能。
可以最大限度地减少安全管理漏洞带来的生产损失。
全国各主要城市已经将GPS作为长途客运车辆必须安装的监控设备，长途客运车安装GPS已是大势所趋。
。
3系统监控功能
3.1定位功能
3.1.1实时定位
●即时定位；
●连续记录车辆位置默认30秒；
●记录的参数包括：
车速、位置、行驶方向、报警状态。
3.1.2车辆追踪
●立即定位：
点名定位，查询车辆当前时间的位置；
●最后位置：
查询车辆主动上传的最新位置；
●车辆跟踪：
对车辆进行连续定位，并在地图上画出轨迹；
●多车追踪：
在新开窗口实现对多车同事追踪比较。
3.2报警功能
3.2.1紧急报警
本系统在车辆隐蔽处装有紧急求助按钮，当车辆驾驶员遭遇任何威胁车辆和人身安全的时，按动此按钮，即可将求助报警信号发往监控中心，联系监控中心接到报警信号后迅速做出反应，由安全部门助你尽快脱离危险。
3.2.2区域报警
调度管理中心可根据情况预设车辆行驶区域，车辆离开或不能进入某些行车区域时，当车辆行驶超出或驶入所设定的范围时，系统会弹跳出报警窗口显示该车超出或驶入规定范围警示调度人员采取相关措施，系统同时作统计记录。
3.2.3超速报警
调度管理中心可预设车辆超速报警上限值，车辆的行驶速度超过设定的域值时，系统会自动报警，并以声光方式提示管理人员。
3.2.4疲劳驾驶报警
●自动报警：
设置疲劳驾驶时间后，GPS自动报警；
●换班监控：
双驾驶员超长途客车通过拍照识别驾驶员是否换班。
3.2.5停车管理
●停车超时报警：
车辆意外停车时间过长报警；
●怠速超时报警：
车辆行驶途中怠速时间过长报警；
●非法点火报报警：
车辆处罚停运后行车报警。
3.2.6分段限速
●道路划分：
高速公路、普通公路、城市道路、危险路段;
●分段限速：
设置的不同的路段不同的速度报警阀值，是超速管理更精确。
3.2.7断电报警
当GPS/GPRS终端与汽车主电瓶供电中断时，立刻向监管中心上报，同时后备电池启动供电（可支持2～3小时），此功能可有效防止不法分子人为破坏设备。
3.2.8超时停车报警
可对该车辆行驶途中的停车时间作出限制，当超过规定时间后，系统自动弹跳报警窗口显示该车停车超时并作统计。
3.2.9自定义报警
根据需要自定义报警，但可能需要外部设备配合实施。
3.3远程控制功能
3.3.1远程断油
●停车断油：
中心下发指令给设备，设备判断车速为0时才执行断油指令，有密码权限保护；
●分级管理：
高级用户才能远程断油操作，监控员只能定位;
●断油恢复：
中心下发远程指令可恢复车辆正常，解除锁车。
3.3.2远程断电
监控中心可以对车辆进行远程遥控熄火操作，迫使车辆降低速度最终停止。
3.3.3语音通信、监听
外接麦克，在紧急情况下直接拨打车载设备卡号进行语音监听；
3.4实时拍照
●中心可被动请求1、2、3、4路抓拍图片上报；
●终端支持按照设定间隔时间自动循环向中心回传1、2、3、4路图片。
（可对车辆乘客超载现象进行图片辨认）；
●结合自定义报警接口，可实现：
当车门打开、关闭时，自动抓拍乘客图像并上报；
●应急报警时自动抓拍图片上报。
●车厢监控：
摄像头对准车厢，可监控车厢是否安全和天气状况。
●路况监控：
摄像头对准挡风玻璃前面路况，判断是否塞车和路况。
●司机监控：
摄像头对准驾驶室，可以检查当班司机和驾驶操作是否违章。
3.5电子围栏
●行驶范围：
车辆有规定的营运范围；
●电子围栏：
把行驶范围转换成电子围栏，支持矩形、圆形等区域。
3.6客运调度
●文字调度：
中心下发信息显示在屏幕上，需要安装汉显文字调度屏。
●语音调度：
中心下发的调度信息直接用语音播放出来，需要安装文字播报器，
●电话调度：
安装一个电话手柄后，驾驶员可以用来拨打或接听电话。
3.7人工导航
驾驶员迷路时，监控中心值班人员利用电子地图平台，通过电话或者语音播报给司机一定的导航帮助。
3.8区域设置
●区域定义，可以设置路线；
●区域显示，显示设置的区域路线
●区域删除，对区域路线进行删除编辑操作。
3.9历史回放
●轨迹数据保存：
轨迹数据保存在服务器上，与车机无关；
●轨迹数据下载：
由服务器下载到客户电脑。
●轨迹回放：
回放一段时间内的车辆运动轨迹；
●回放暂停：
回放过程中暂停，用于详细观察某路段的行车过程。
4地图功能
4.1矢量地形图和影像图形的显示
可以显示以点、线、面为基本要素的地形图，同时可以显示影像图形，两者可以叠加在一起进行显示。
4.2支持多种格式的地图文件
本系统CS客户端支持Mapinfo和google地图文件格式，BS客户端支持google地图文件格式。
4.3地图放大
根据需要，放大地图上的目标。
有两种方式：
一种是单击地图，以点击位置为中心放大一倍；一种是圈定放大范围，使圈定的范围变为地图显示范围。
4.4地图缩小
根据需要，缩小地图上的目标。
有两种方式：
一种是单击地图，以点击位置为中心缩小一倍；一种是圈定缩小范围，使当前地图范围缩小到圈定范围。
4.5地图平移
可根据需要将地图显示范围移动到指定位置，拖动时将地图拖动到鼠标放下的位置。
4.6地图全图
将地图的最大范围作为地图的显示范围。
4.7地图的鹰眼功能
鹰眼显示框显示地图全图，在鹰眼框中可以对地图进行放大、缩小、平移等操作。
4.8自动标注地图注记功能
可以根据地图各要素的位置，自动选择地图注记显示的位置，以避免地图要素和注记的重叠显示。
4.9距离测量功能
可以在地图上使用鼠标测量距离。
4.10地图编辑功能
可对地图进行增加和删除，以适应道路和建筑情况的改变。
4.11地图设置功能
可设置Mapinfo地图和google网页地图。
4.12Mapinfo图层控制
1）可自由添加图层，移去图层。
2）可自由设置图层的是否显示、是否显示注记、是否可查询等。
5系统分析功能
5.1状态查询
系统支持在当前和任意时间段查询统计车辆状态和定位信息查询。
5.2ACC状态
系统支持车辆点火熄火状态信息的查询，并将时间进行统计。
5.3报警记录
系统支持车辆报警信息的查询。
5.4登签退签
系统支持车辆登签和退签的信息查询。
5.5正反转
系统支持车辆正反转状态详细信息的查询。
5.6传感器
系统支持车辆传感器所有状态的详细信息查询。
5.7速度筛选
系统支持车辆速度、超速报警信息查询，并将查询结果进行统计。
5.8图像查询
系统支持对车辆拍照信息进行查询，并显示图片信息。
5.9在线统计
系统支持在任意时间段查询统计车辆的在线、离线状态。
通过这种功能，可以找出故障设备；可以找出没有按照要求出车的车辆等等，可以引申出很多管理目的。
5.10车辆资料
系统支持对车辆的进行查询管理。
5.11日志查询
系统支持对车辆的指令操作进行记录查询，以求对车辆的操作责任的误判。
5.12里程统计
系统支持在任意时间段统计车辆的行驶里程数据。
通过这种功能，可以在任意时间段对任意车辆进行里程查询，从而监督司机的用油情况，以便节省开支。
5.13趟程统计
系统支持在在一段时间内，对车辆行驶多少趟次实现统计。
5.14油耗统计
百公里油耗：
根据车辆行驶情况，对车辆燃油通过油耗曲线进行图形分析，方便找出油量异常情况，进而降低车辆运营成本。
5.15刹车统计
系统支持在在一段时间内，对车辆的刹车情况进行查询分析，以帮助更好的给车辆和人员提供安全保障和事故原因分析。
5.16启动熄火
系统支持在在一段时间内，对车辆的点火熄火情况进行查询分析，以帮助更好的给车辆和人员提供安全保障。
5.17车门开关
系统支持在在一段时间内，对车门的开门、关门情况进行查询分析，以帮助更好的给车辆和人员提供安全保障和事故原因分析。
5.18区域查询车辆
系统支持在任意时间段内，统计在指定区域内或区域外的车辆，并列出详细的时间信息，便于监督司机是否按照要求在规定的区域内行驶，降低事故的发生率。
6系统设置功能
6.1车辆远程设置
●设置查询：
查询设备内部设置的GPS参数；
●远程重启：
让设备重新启动，可排除故障；
●远程改IP：
服务器因故更换时可远程修改车机设置。
6.2盲区保存补报
因某些地区可能存在移动盲区，现车载终端已通过自身改变企业管理者的顾虑，当车辆行驶到移动信号盲区，会自动将定位数据保存到车载终端，待移动信号联通后，自动将定位数据包上传监控中心（最多可存储3000条数据，按每分钟一条定位数据计算，为50小时）。
7系统管理功能
7.1配客点管理
用户将行驶过程中某些配客点将其设置为若干节点，将其下发存储到车载器终端，当车辆经过设置节点时，设备主动上传经过节点的信息，监控中心收到后将数据保存。
用户无需每时每刻在电脑旁守候，只要通过查询节点统计数据便知何时到达及停留时间。
7.2短消息
短消息发送与接收，也可选择群发，需要配置汉字液晶显示屏或者车载手柄电话。
7.3终端管理
系统可支持多种类型的终端设备，提供不同设备的信息资料的录入、查询、删除等功能。
7.4车辆信息管理
车辆本身具有各种特性，如“车辆牌照”、“驾驶员姓名”、“车队名称”、“司机联系电话”、“车辆类型”等等，系统提供车辆管理模块，主要目的是管理系统中车辆和驾驶员的相关资料，为工作人员或者领导提供详细的信息，以便他们做出正确的决策。
7.5用户信息管理
系统支持多用户操作，可新增、修改、删除、查询注册用户信息。
7.6权限管理
系统提供车辆操作权限管理，只有注册用户才能对车辆进行监控管理。
为此，系统提供注册用户的管理功能，并支持对注册用户的权限分配，不同的用户会有不同级别的操作权限，他们可操作的车辆数量也会所区别。
7.7数据管理
系统采取数据存储和管理技术，在线3个月车辆轨迹数据，备份所有车辆轨迹数据。
8系统建设原则
8.1总体原则
8.1.1可靠性原则
建设时充分考虑后备以及灾难恢复系统，是系统在部分故障时仍然能够提供对用户的服务，并且能够很快的排除故障恢复正常运行。
8.1.2先进性原则
本系统利用了多项技术，以保证系统的技术先进性：
1）引入了成熟的GIS技术，使巡检信息可以通过图示对照的方式可视化地显示出来，图文互动，使业务更加准确和直观，工作效率也得到提高。
2）采用了先进的数据库技术，代替了传统的手工工作方式，或简单的电子表格工作模式，使信息统一管理于数据库模式下，有利用于快速统计、检索、更新和迁移。
8.1.3稳定性原则
本系统软件以成熟GIS开发平台为基础，保证系统能够稳定运行，界面合理、友好、容错提示详尽。
8.1.4扩展性原则
业务的发展是有一个过程的，相应的负荷也是一个由小到大的过程。
本系统能按最经济的原则，在现有系统的基础上进行功能扩展。
8.1.5开放性原则
整个系统所采用的技术符合工业标准，从而充分保证系统的开放性。
数据库系统和信息通信枢纽采用标准数据接口，具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力。
8.2客运车辆设计原则
在设计系统的技术实施方案时我们遵循了以下原则：
●实时监控：
全天24小时卫星定位跟踪;
●安全管理：
超速、疲劳驾驶自动报警，可以报表查询;
●实时拍照：
定时或不定时上传车辆图片监控信息。
●全程记录：
12个月内的行车数据回放与记录;
●调度指挥：
支持汉显屏、语音播报、车载电话多种调度途径;
●区域报警：
车辆超出规定的行车范围立即报警;
●线路稽查：
通过轨迹回放可核对过路费、加油站票据等;
●远程断油：
必要时中心下发指令锁车，车辆一旦停车就无法使用;
●远程恢复：
驾驶员正常申请后立即解除锁车;
●可靠性高：
不易损坏;
●方便维护：
可以远程让设备重启，方便维护;
●体积小巧：
方便隐蔽安装。
9系统特点
本系统主要具备以下几个特点：
1）强大的车辆准确定位、实时监控、高效调度功能；
2）提供标准的数据接口，可实现与企业管理信息系统、决策支持系统的无缝对接；
3）兼容多种车载终端，赋予用户在硬件选择上的高度灵活性；
4）系统采用公众移动通信网络，覆盖全国，不受区域漫游的限制；
5）可同时支持多种通信方式，包括CDMA、短消息、GPRS等；
6）超大容量，每个监控中心支持车辆总数达十万辆；
7）支持多级架构，多中心级连、分布式互联，支持移动中心；
8）系统具有完整安全以及自动灾难恢复机制，保证安全稳定，降低系统维护成本；
9）精确的数字地图及专业的地图服务支持，拥有全国至地级市的精确电子地图；
10）设备质量可靠，产品采用国际标准结构设计，在实验室进行了严格的不间断试验，以确保产品的高可靠性。
10系统结构
10.1系统结构图
图：
系统结构图
为了解决通讯瓶颈问题，满足用户同时监控成千上万个移动目标的要求，可以结合Internet网络接入和用户专线接入来实现车辆监控调度管理，管理中心端只需要配备固定IP，安装相应的GPS服务软件系统，就可以实现对车辆的实时跟踪，整个系统的框架如上图所示。
在这种方式下，车辆的位置信息通过移动网络源源不断的发送到监控中心的服务器上，然后由监控中心服务器对数据进行解析和分解，并实施存储，最后显示在各个监控工作站上，实现对车辆的远程监控。
通过这种组网方式，监控调度中心可以向成千上万的车辆发送监控调度指令。
10.2中心软件设计
GPS车辆调度监控管理系统主要是由车载终端、监控中心、及GPS卫星星座/GSM通讯网络组成。
监控中心是整个系统的核心部分，是系统的中心枢纽和指挥中心，而体现监控中心功能的主要靠中心软件系统。
中心系统软件采用三层结构建设，保证系统各软件模块的独立性，提高了系统的稳定性，当系统的其中某一模块发生故障不至于影响整个系统。
图：
中心软件结构图
10.2.1监控中心
监控工作站软件是中心软件的客户显示端，是与客户的人机交互界面，功能强大。
图：
监控中心主界面
10.2.2数据分析
数据分析是轨迹数据分析系统，功能强大，为科学决策提供帮助。
图：
数据分析主界面
10.2.3数据管理
数据管理相关的数据。
图：
数据管理软件界面
10.2.4消息服务
消息服务是GPS系统的中心服务之一。
它主要负责将消息服务的用户操作通过对应的通信方式发送到目的方，并同时将通信移动端发来的信息解码发送给日志服务,及需要该数据的客户端和业务服务,提供高效的通信数据协议转换和数据派发能力。
10.2.5权限认证服务
认证服务负责为其它服务提供权限认证。
它包括
1）LIST列表权限
2）呼车、终止呼车的权限
3）各种控制指令的权限
4）报警权限
5）日志查看权限
6）其它权限
认证服务还降低了业务服务对权限管理和数据库访问的需要，同时让三大服务可以更好的协调在一起，并减轻了消息服务的计算负担以保障消息服务的实时性和稳定性。
另一方面，增强了整个服务平台在海量数据处理方面的灵活性。
10.2.6数据库系统
数据库系统主要对系统所涉及的各类数据进行管理和维护，以保证的安全可靠运行。
系统提供的数据库如下：
1）车辆数据库：
用于管理和存储车辆的信息，包括车辆属性修改、车辆查询、车辆报表的功能。
车辆属性包括：
车牌号、车辆型号、颜色、使用单位、驾驶员等。
有权限的员工可修改车辆属性。
2）用户资料库：
车辆和车主的详细资料，包括安装和维修记录等；
3）权限数据库：
对系统使用用户的权限进行管理和维护；
4）日志数据库：
管理和维护日志数据信息。
11系统安全
作为一个运营级的网络应用，面对的是数量众多、范围广泛、层面不一的广大用户。
系统的安全性和稳定性需要得到可靠的保障。
而网络的开放性和共享性恰恰使得网络的安全性问题日益突出。
安全管理是网络管理的必备功能之一，它通过管理控制各种信息的访问点来保护计算机网络中的敏感信息，使其不受外来的侵害。
一般而言，人们既希望获得质量高、项目多的网络服务，又希望在不影响用户使用网络的方便性的同时，网络能提供相应的安全保密措施。
网络安全主要是指利用防火墙、信息检测、病毒防范等办法防止来自GPS调度监控中心网络以外的有意或无意的安全威胁，同时防护由于内部人员疏于考虑而带来的不安全因素，从而保障网络不至于由于外在原因而出现网络故障。
12标准车载GPS终端
车载移动终端是车辆与调度管理中心进行数据交换的硬件设备，在整个系统中，它属于系统的末端，安装在车辆隐蔽的地方。
车载终端由主机控制模块、GPS接收模块、GPRS/CMDA通信模块以及配套附件组成，可以实时接收GPS卫星的信号进行位置定位；可以接收调度管理中心发出的指各种指令和通信；可以将自身的定位数据发送回管理中心；可以和管理中心进行通话。
12.1终端基本配置
1）主机
2）GPS天线
3）通信天线
4）数据电源线
5）报警开关
6）图像扩展器
7）摄像头
12.2终端扩展配置（可选）
1）监听麦克
2）通话手柄
3）LED显示屏
4）各种类型的传感器
12.3终端功能
12.3.1定时连续跟踪
按一定时间间隔，向中心回传位置状态信息，有最多回传次数限制（由中心设置）；
12.3.2定距连续跟踪
按一定距离间隔，向中心回传位置状态信息，有最多回传次数限制（由中心设置）；
12.3.3单次位置查询
终端将当前位置及状态信息回传，未定位时返回最后一次位置，并注明未定位状态；
12.3.4断油断电
根据中心指令，输出断油断电信号；
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