GPS车辆监控系统技术方案华强.docx
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GPS车辆监控系统技术方案华强
一．系统简介
一系统设计思想
GPS系统按照先进、可靠、长远发展的要求进行设计，充分体现模块化系统集成的设计思想。
在现有的GSM/GPRS网络的基础上，实现既满足昆仑燃气车辆调度的需要，又提供实时的监控手段，以建设一个高度信息化,满足业务调度、车辆管理、防劫、救助等需求的现代化的车辆调度运营系统。
二系统建设原则
经济高效性：
系统设计充分考虑市场经济原则，充分利用国家通讯网的资源优势、服务优势、安全优势、运营成本优势。
采用先进的GSM/GPS技术，使系统结构最优化，运营成本最低。
系统开放性：
系统设计遵循开放性原则，能够支持多种硬件设备和网络系统，软硬件支持二次开发。
网站系统、数据库系统和信息通讯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；计算机网络系统适应将来的广域扩展；支持数据分组通讯、支持统一标准的软硬件接口；车辆通信终端智能化多接口结构，适应GPS、监控、调度、报警等技术和管理发展的需要。
系统可扩展性：
在系统方案中按照系统分析、统筹规划的观点对系统终期容量及网络发展设想进行方案设计，中心系统采用叠加式模块升级方式，逐步实现平滑扩容；降低系统维护升级的复杂程度，提高系统更新、维护和升级的效率；软件系统使用先进的网络开发平台，以客户机/服务器和浏览器/服务器体系结构为框架，结合模块化和结构化的设计思想，既考虑到当前使用的易用性，更具有适当的超前性。
系统安全性：
在与网络的接入界面上，采用专用防火墙系统，防止非法用户的恶意入侵，提供系统总体闭环检测，包括对车辆智能调度系统的闭环检测，实现对整个网络的自检、实时监控和自动故障报警检测以及一定程度的自恢复。
系统经济性：
系统设计在性能最优的情况下尽量降低成本，追求性价比的最大化；硬件设备的选材基于保证性能、降低价格的原则，在考虑建设投入的同时还必须考虑通讯系统的运营和维护费用；软件系统全部自主开发，便于长期合作，也保证软件系统的经济性；在设备配置上选用HP系列服务器、PC机，在系统运行中提供全程本地质量保证。
系统高可靠稳定性：
系统由应用层、通信层、终端用户层组成。
其中应用层中心系统软、硬件在生产及配置上均按照高稳定性、高可靠性的要求进行。
通信层利用国家GSM移动通讯网，依托国家公众网等高可靠稳定性。
终端选用美国GPS模块及法国GSM通信模块，可靠性可以保证。
三系统的主要技术
GPS（GlobalPositioningSystem）卫星定位技术
全球卫星定位系统GPS（GlobalPositioningSystem）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、定时的多功能系统。
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，均能接收到四颗以上的卫星发出的信号，经过计算后，就可报出GPS接收机的位置（经度、纬度、高度）、时间和运动状态（速度、航向）。
目前，没有任何一种传统的导航定位技术能够达到GPS这样的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。
全球移动通讯系统GSM（GlobalSystemforMobile）
GSM全球移动通讯系统是目前国内覆盖最广、系统可靠性最高、话机保有量最大的数字移动通讯系统。
GSM以统一的方式向各地用户提供具有所有电信业务的国内和国际漫游。
用户身份鉴别可保护网络避免无权用户使用。
GSM系统除提供话音业务外，还提供数据业务、短消息（SMS）业务等多项功能。
GPS/GSM多功能移动跟踪服务系统则是采用了SMS短消息功能实现固定站与移动站之间的数据传输。
短消息业务SMS（ShortMessageService）
在GSM体系结构中，有一个通信管理层（CM）。
CM的功能是：
应用户的要求，在用户之间建立连接，并能维持和释放这些呼叫。
SMS就是属于CM层的附加功能。
GSM系统的话音或数据传送，都是按照一定的规程建立、释放和管理的，而SMS是GSM中唯一不要求建立端——端业务路径的业务。
简单地讲，GSM系统的通讯信道分为话音（或数据）信道和控制信道，SMS是通过控制信道来实现的。
短消息的基本过程是：
在GSM系统中有一个短消息服务中心（SMSC），手机将短消息和要发送的目的站号一同发给SMSC，再由SMSC转发给指定的另一手机。
地理信息系统GIS（GeographicalInformationSystem）
GIS是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术。
它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物而被广泛运用在各个领域。
在GPS/GSM多功能车辆跟踪服务系统中，主要用于对地图的显示和管理以及对受监控的移动目标位置的显示。
计算机数据处理技术
在GPS/GSM多功能移动定位服务系统中，主要采用了数据库技术、数据检索技术、局域网和广域网技术、多媒体技术以及计算机远程控制操作等多项计算机相关技术。
二．车载终端简介
智能车辆监控调度终端是我公司自行开发的，具有自主知识产权的数据通讯终端。
信息终端设计思想是软件功能尽量丰富，操作尽量简单。
因此，对于操作面板按键的设计和定义反复考虑，面板做到简洁、明了。
LCD和键盘装配有绿色背光灯（也有蓝背光产品），以利于晚上和光线昏暗的环境下操作。
特有的菜单热键功能，使操作非常简便。
终端监控范围广，依托中国电信或中国联通，可实现全国漫游监控。
一．移动终端的原理及结构图
移动终端主要是由GPS接收机、GSM/GPRS收发模块、主控制模块、LCD液晶显示屏或通话手柄、、报警按钮、无线小键盘、GSM/GPS天线等组成。
下图为原理方框图。
二．移动终端的配置实物图
每套GPRS终端标配GSM天线和GPS天线，选配一只手柄或一台LCD显示屏（需要另采购）。
智能车载移动终端
1．终端的标准配置
标准配置：
主机及支架、LCD及支架、GPS天线、GPRS天线、寻呼模块、报警按钮、
各类连接线、魔术贴、免提耳麦、麦克风、遥控器
2、调度型终端的标配功能
⏹车辆定位监控功能：
终端通过GPS接收模块实时接收车辆当前GPS定位信息，并根据不同情况通过DTMF或GSM短信息等信道向中心发送定位信息，即一般情况下（如中心点名或轮询），通过短信发送定位信息；在特殊情况下（如报警），通过话音通道传送相应数据，话音可以保证传输无时延。
中心收到终端定位信息后，在电子地图上实时显示车位置，在必要情况下，可以存储车辆的运行轨迹并随时进行回放。
对于重点车辆可以在中心设置，进行实时跟踪。
⏹防劫报警功能：
在车辆遭受抢劫或其他紧急情况时，驾驶员按报警开关（手动或脚踏）持续两秒以上，启动终端报警，即向中心拨打固定报警电话号码，发出报警信息和定位信息。
⏹区域限制报警：
中心能够预先设定车（船）行驶的范围，一旦越界，车载设备立即向中心报警。
⏹开机登陆功能：
终端通电后，可以自动上传登陆信息，且带里程信息。
⏹定位方式多样化：
快速定位、压缩回传、一直监控、取消监控、里程回传、无固定时回传功能。
⏹求助功能：
在LCD的菜单里面，可以设置求助菜单，通过求助菜单发送求助信息。
⏹咨讯服务功能：
即信息服务功能。
由司机向中心咨询需要信息，通过车载设备的显示装置，将中心发来的交通信息、公司通知、政策法规、天气预报等信息提供给司机
⏹信息存储：
接收的短消息能长期保存在存储器中，最少保留20条掉电不丢失短消息记录。
⏹信息显示：
产品已形成系列化，LCD大液晶显示屏可接收并显示调度中心的广播消息，如天气预报、道路状况及通知等。
⏹菜单更改：
终端的功能菜单可以根据用户要求更改，体现个性化。
⏹安全操作：
采用遥控小键盘的方式进行部分操作，对司机驾驶的影响最小，非常方便。
⏹定位上传：
车辆位置及轨迹信息的获取有以下几种方式：
中心点名自动提取、终端定时上传、司机主动上传。
⏹远程遥控更改参数：
短消息服务中心号，中心号，监听号，报警号，控制号，重启号码以及ACC进入省电时间。
⏹终端检测ACC状态功能：
终端每开关一次ACC，则向中心上传一条带里程的信息。
⏹省电模式：
终端设计有省电模式，在车辆熄火一定时间（根据用户要求决定）后，终端自动进入省电模式，在此模式下，终端耗电在40mA以下。
三．移动终端的技术指标
1、外形尺寸和质量
外形尺寸：
LCD160×80×30mm
MODEM180×115×45mm
质量：
LCD0.29kg
MODEM0.8kg
2、使用条件
环境温度：
－40℃～＋75℃
相对湿度：
95％不冷凝
大气压力：
86～106kPa
电源电压：
+8～+32VDC
3、LCD有效字符显示
像素：
192×64
可显示字符：
4行（16×16）
每行可显示字符：
12个（16×16）汉字或24个（8×16）ASCⅡ字符
4、手柄液晶屏有效字符显示：
显示模式：
6汉字（横）4汉字（纵）
四．移动终端的功能
1.中心设置终端参数功能：
中心下发命令修改终端的各种参数，包括：
中心号码、求助电话、DTMF报警号码、整机重启电话号码、司机密码、报警范围、速度上限、关ACC进入省电的时间、存储历史数据时间间隔等
2.登陆脱网功能：
开机终端初始化完后，向中心发送登陆信息，直到收到中心的回复指令省电前终端会向中心发送脱网信息，直到收到中心的回复指令才会进入省电状态（中心可通过下发指令打开和关闭上述两个功能，中心可通过下发指令设置是否需要中心的回复指令）
3.范围报警功能：
中心可下发一个范围来限制车辆的行动状态，超出或进入这个范围报警，可以时刻监测车辆的行动状态
4.通话以及通话限制功能：
终端具备通话功能、支持呼叫转移、来电显示。
中心下发指令来限制终端通话，包括：
无限制通话、可与固定电话通话、通话禁止。
固定电话号码可由中心限制。
通话具备免提方式。
（需要另行配置通话终端）
5.超速报警功能：
中心下发一个速度上限，当车辆运行速度超过此速度，终端会主动上发速度报警信息，并提示显示屏。
6.省电功能：
ACC关后，终端过半小时自动进入省电状态，进入省电的时间可以修改，还可以不省电。
7.控制终端工作状态功能：
中心下发指令，让终端清除报警状态，然后重起；或者恢复出厂设置，然后重起。
或者在ACC关的情况下，下发此指令可以关掉GSM、GPS、总线电源。
当ACC再开的时候，终端会打开GSM、GPS、总线电源。
8.报警功能：
在车辆遭受抢劫或其他紧急情况时，驾驶员按报警开关（手动或脚踏）持续两秒以上，启动终端报警，即向中心拨打固定报警电话号码，发出报警信息和定位信息。
终端向中心拨打固定电话报警的同时，会向中心发一条短信报警。
9.中心监控车辆功能：
中心下发指令,让终端回传定位信息,可以回传实时定位信息,也可以压缩回传定位信息
10.空点名功能：
中心下发指令，终端回复一条位置信息
11.查询车辆电平电压功能：
中心下发指令，终端回复车辆电平电压数据信息。
12.查询车辆行驶里程信息：
中心下发指令，终端上传里程信息，信息附加在每条上传信息的后面，也可以通过下传指令清除里程信息
13.公共信息功能：
中心下发公共信息，比如天气预报、路况信息等。
终端也可以进行信息点播，即信息服务功能。
通过车载设备的显示装置，将中心发布的交通信息、公司通知、政策法规、天气预报等信息提供给司机。
（需要另行配置显示终端）。
14.调度信息功能：
中心下发电召需求简短信息，司机按下抢答键，向中心申请此业务，中心软件根据一定的规则判断后，受理此申请，同时把详细的客户信息及需求信息下发给此终端。
终端以LCD显示调度信息，选择安装了语音合成器后，调度信息也可以语音方式提示。
（需要另行配置显示终端）。
15.定位监控功能：
终端通过GPS接收模块实时接收车辆当前GPS定位信息，并根据不同情况通过GPRS或GSM短信息等信道向中心发送定位信息，通过GPRS网络发送定位信息；时间间隔可达2秒。
中心收到终端定位信息后，在电子地图上实时显示车位置，车辆位置及轨迹信息可以通过中心点名自动提取、终端定时上传、司机主动上传三种方式获取。
16.泄漏报警功能：
通过加装泄漏报警传感器，当燃气车辆发生泄漏时，设备会自主进行检测，并且已报警的方式通知司机和监控中心。
（需要另行配置泄露传感器和车内报警器）
五．中心软件实现的主要功能
1、中心平台通过有线电话承接运输业务，进行双向数据调度。
实现有线电话接单，智能调度决策，无线数据调度，调度结果响应。
2、信息数据库管理功能。
可对车辆的登录、增删、查询和统计以及对派车的信息存贮、查询、统计和打印。
3、某一车辆驾驶员可与调度中心通话，可以把某地的交通情况报告给调度中心，调度中心输入计算机，作为交通信息向下广播。
（需要另行配置显示终端和通话终端）。
4、接单、调度信息的班长监督、领导查询功能。
5、调度中心设备监测，具备出错报警功能。
6、广播信息功能。
如天气预报、交通堵塞情况的定期广播使驾驶员及时掌握城市交通的基本情况。
（需要另行配置显示终端）。
7、报警功能。
紧急情况时将报警车辆位置和状态信息上传调度中心。
（需要另行配置显示终端）。
8、显示功能。
当调度中心收到定位及报警信号时，能以带轨迹的方式在显示平台上显示，并同时显示监控目标发出信号的性质、时间、地理位置及车牌号，保持信号跟踪直至信号被解除。
（需要另行配置显示终端）。
9、计算机智能化调度管理，自动进行接单、派车业务等统计。
四．中心调度系统结构图
车辆调度中心由调度席、GIS工作站、投诉查询平台、数据库服务器、交换机、路由器、业务网管监测平台、领导查询台及UPS设备等组成。
A部分为车辆移动终端，该终端安装在车辆上。
主要承担定位数据的收发功能。
B部分为GSM/寻呼通讯层，该部分为现有的GSM/GPRS通讯层。
只要GSM可以覆盖的地方，该系统都可以稳定的运行。
C部分为整个监控中心。
承担全部车辆的管理工作。
主要工作有：
对车辆做实时监控、对车辆实施调度、对车辆报警信号作处理、下发指令信息到终端等。
二．系统工作流程
车辆移动终端通过GPS通讯模块接收卫星的定位数据，然后终端的GPRS模块经GSM网把数据传输至移动的短信中心，短信中心通过无线GSM网或DDN专线传输定位数据到监控中心，终端处于GPRS状态时,则以TCP数传方式直接传回监控中心。
中心将解析数据并显示在电子地图上。
完成定位功能。
三．中心需要的组件服务器及功能描述
中心系统主要包括数据库服务器、M3通讯中心、GPRS数据转发中心、GPS接入服务器、GIS监控系统、数据管理维护系统、接单调度席、班长席等。
1.M3通讯中心：
主要负责外部的通信接口，数据的采集，消息的收发，不进行终端接入协议的解析；
2.GPRS数据转发中心：
主要负责车载设备通过GPRS链路的接入，进行数据的采集和消息下发通信等；
3.GPS接入服务器：
主要负责内部通信接口，协议的解析，消息的分发，进行终端接入协议的解析；
4.GIS监控系统：
主要负责监控操作的人机操作界面，包括移动监控目标位置的跟踪显示、信息接收提示、下行调度指令的发起等；
5.数据管理维护系统：
主要负责目标的注册登记、定位信息的统计管理、目标信息的维护，内部操作用户的管理维护等；
6.智能调度系统：
负责调度任务信息的录入及调度，实时观测所有车辆运营情况。
六、电子地图简介
一．地图覆盖范围和精度
市区电子地图：
一般市区达1：
10000，郊区和高速公路达1：
50000，对市区主要街道及干道精确定位,误差5-15米。
可根据需要增加全国和其他省市的电子地图（新增地图需要用户另行购买）。
二．GIS电子地图功能
GIS工作站的主要功能是实时显示被监控的移动目标的位置及轨迹，地理信息查询，地图的更新。
具体细分为：
1．区域显示
可查询指定点一定范围内车辆的分布状况。
2．分层显示
GIS电子地图可以按照建筑物、交通、地形等进行分层显示，满足标书要求分层显示国道、高速公路、车辆运行轨迹等信息。
矢量化的地图更利于编辑。
电子地图可以任意操作放大、缩小、移动。
3．监控显示
从中心接收到GPS定位信息后在地图上显示移动目标的轨迹，不同的移动目标配以不同的颜色，用显著标识显示移动目标的当前位置并配以移动目标编号，在地图界面的状态栏中显示移动目标的编号、速度、定位信息、方向角、GPS时间。
在地图上标记移动目标轨迹的时候可根据随GPS定位信息一起传回中心的车辆状态标识以不同的颜色。
（用小点表示移动目标轨迹，用小图标表示移动目标当前位置）。
中心可以设置被监控移动目标GPS定位信息回传的时间间隔。
第五章．培训及售后服务
我公司设计了全面、深入的培训及售后服务方案，以绝对完善的培训与售后保障体系来确保系统的稳定运行。
5.1培训
5.1.1培训策略
我公司由资深的工程人员与开发人员担任培训工作，并针对不同的产品为不同的人员提供不同的培训课程。
提供与系统相配套的培训计划，其目的在于使委托方的技术人员在系统投入运行后，能够担负起设计规定的日常管理与维护等工作。
因此，培训计划所采用的策略，可以归纳为：
“并行实施，突出重点，实现良性循环”。
具体说明如下：
1）并行实施
根据项目实施的进度，安排相应的培训课程。
原则是，随着项目实施的发展，在某一应用环境形成时，即安排可进行的培训而同时又保证不影响项目的实施。
这是与项目实施工作并行的。
根据实际需要，对不同的授课人群进行并行的培训工作，确保培训的周期和质量。
2）突出重点
该平台涉及监控软件运行、终端安装等两大块，因此整个运营平台的系统管理员和终端安装调试员将是培训的重点。
3）良性循环
任何信息系统的使用，都离不开人的作用。
一个信息系统在发挥作用必须有使用者的积极参与。
而对信息系统感兴趣的用户，如果系统不能满足需要，也不可能对系统有足够的热情。
因此，使用户熟知系统的每一功能，对系统了解和使用越充分，对系统优势的体会就越明显，就越能充分发挥系统，此即为良性循环。
5.1.2培训计划
本培训计划包括培训教材的编制、培训的内容、培训的对象和培训的周期等四个方面的内容：
1）培训教材
我公司将针对不同的培训对象编制不同的教材，力求做到易懂、易学和方便查阅等特点；并将相应的内容制成电子多媒体演示教学系统，以方便学员的学习。
教材主要有软件系统的基本原理、安装、使用、维护、故障诊断、排除、服务中心的功能等，终端的基本原理、基本构成，功能、使用与安装以及有关车辆基本性能、结构和安全意识等方面；将提供完整的技术资料包括：
系统原理框图、移动终端结构原理图、安装布线图、硬件维护手册、软件联机帮助、软件备份盘等。
2）培训方式和内容
除驾驶员外，培训可采取教员授课和实际操作等方式进行培训，驾驶员可采取发放终端的使用说明书的方式或由终端安装人员集中授课的方式进行培训。
必要时由我公司提供到总部培训一周。
培训的内容包括理论基础培训和实际操作培训两个方面的内容：
●理论基础培训：
学习有关本系统的基本原理、服务中心的功能、终端的基本结构、原理、功能，以及有关车（船）基本性能、结构和安全意识等方面理论知识。
●实际操作培训：
在软件系统调试过程中进行系统管理员培训，等到本系统建设调试完成后进行操作人员培训，上述培训工作直至平台投入运营时；设备安装人员的实际培训将由我公司专业的硬件工程师或安装工程师讲授。
3）培训的对象
培训的对象包括：
管理人员、系统管理员与值班人员、终端的安装人员以及车辆驾驶员等。
4）培训的周期
培训一般维持3~7个工作日，以相关人员学会为止。
3）培训目标
经过正式培训后的相关工作人员，只要用心学习，一定可以做到：
●维护人员可以圆满地独立完成对系统进行日常维护的工作；
●设备安装人员可以圆满地独立终端安装、维护、技术支持等工作；
●值班员能够出色地完成对接处警和其他服务工作；
●最终用户可以熟练地使用系统提供的等各种功能。
5.2售后服务
作为一家专业的GPS公司，在努力为客户提供尽善尽美的软件、硬件产品及系统集成的同时，也十分注重最终用户的培训工作以及售后服务及技术支持工作。
因为我们深知，任何信息系统的建设都包含两个方面：
系统从无到有的过程只是系统建设工程的一半，而帮助客户更好的使用系统、管理系统，协助客户规划系统的未来是系统建设不可缺少的另一半。
故作为一个优秀的企业，不仅要为客户提供、系统的用户培训，更需要为用户提供长期的售后服务及技术支持。
我公司恪守信誉第一，社会效益第一的原则，为用户提供可信赖的长久支持。
为了保证系统能顺利建设，以及今后整个系统正常高效运转，我结合项目实际情况采取以下措施：
5.2.1紧密合作
互通信息、紧密合作，尽量做到第一时间发现问题，第一时间解决问题，使得系统、设备以最快的速度恢复正常。
5.2.2售后服务本地化
保证24小时售后服务的承诺，提供终端安装、维护、系统升级、咨询等服务。
5.2.4长期系统维护5.2.4.1软件系统：
在系统安装调试完毕后一年内为保修期，在此期间内出现的系统软件问题负责免费维护、升级。
5.2.4.2终端设备：
实行三个月内包换（开始时间以发货时间为准），一年保修，长期维护。
在保修期后，所有软件的维护和升级只收取成本费；所有硬件维护也只收取成本费，尽量做到元器件级维护，以节省用户成本。
5.2.5提供系统升级技术支持
对于软件系统，由于移动通信的发展而需要硬件升级时（如升级为GSM，GPRS），我方保证及时提供升级方案，并按成本价提供升级服务。
对于终端设备，若设备升级或更换，我公司负责相关人员的免费培训。
第六章．项目的实施
6.1、实施方式
由于昆仑燃气公司所属各分公司分散在全国各地，安装工作存在诸多不利因素。
为此，我公司考虑按照每个省公司逐个进行施工。
序号
二级单位名称
车辆总数
施工时间
1
机关直属
32
按照每个省公司的顺序逐个进行施工
按照每个省公司的顺序逐个进行施工
2
昆仑燃气有限公司华北分公司
48
3
天津昆仑燃气有限公司
3
4
昆仑燃气有限公司河北分公司
46
5
北京华油联合燃气开发有限公司
31
6
哈车用分公司
5
7
昆仑燃气有限公司黑龙江分公司
18
8
哈尔滨中庆燃气有限责任公司
170
9
昆仑燃气有限公司吉林分公司
17
10
昆仑燃气有限公司辽宁分公司
38
11
大庆昆仑燃气有限公司
135
12
昆仑燃气有限公司湖北分公司
40
13
昆仑燃气有限公司西南分公司
27
14
昆仑燃气有限公司湖南分公司
6
15
昆仑燃气有限公司苏北分公司
62
16
昆仑燃气有限公司山东分公司
56
17
广州项目部
5
18
昆仑燃气有限公司华东分公司
48
19
安徽分公司
37
20
河南分公司
2
21
常德昆仑燃气有限公司
35
22
云南昆仑燃气有限公司
114
23
山西筹备组
1
24
昆仑燃气有限公司西北分公司
15
25
昆仑燃气有限公司兰州分公司
57
26
新疆分公司
24
共计
1072
6.2、进度计划
项目从启动到上线应用的总体进度计划如下：
项目名称
计划
时间
内容描述
备注
项目调研
30天
调研各分公司的具体需求，车辆信息和分布情况，制定详细的实施方案，并签订相关采购和安装合同。
准备阶段
30天
组织设备及辅材，并
升级会员 