环卫车辆监测项目技术设计方案.docx
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环卫车辆监测项目技术设计方案
环卫车辆监测项目
技术建议书
第1章建设背景
1.1行业背景
目前，计算机技术、通讯技术、网络技术、工业控制技术正在以前所未有的速度飞速发展。
这些高速发展的新技术、带动了人类步入计算机发展的新时代—网络时代。
数据、话音、视讯、多媒体等信息系统的发展，为社会各领域提供了前所未有的便捷。
而这些现代信息技术汇集而成的针对某一个方面的应用的智能集合，则称为智能化系统。
随着信息技术的不断发展，其技术含量及复杂程度也越来越高，智能化的概念开始逐渐渗透到各行各业。
对于市政环卫部门，智能化系统的建设则能够有效提高单位的管理效率和服务质量。
市政环卫部门的智能化系统建设应该涵盖各类信息收集、作业效果监测、运营、管理、事件控制等多项功能，通过智能化工程与市政部门管理的结合，体现现代技术手段在市政环卫工作和事件处理活动中的先进性，帮助市政环卫部门拓展在今后业务管理方面的应用，提高环卫作业、成本管理和各类突发事件处理方面的科技含量。
1.2项目背景
通过对下辖的环卫作业车辆加装视频监控及传感设备，实现对车辆作业效果的实时监控，对车辆状态（油耗、水量、路径轨迹）做到精确计量。
达到科学化、精细化管理，在实现更高效的环卫作业成效的基础上降低整个车辆的运维成本，最终实现物联网、云计算等技术在市政环卫领域的建设创新。
第2章需求分析
为了解决对洒水车、清洁车管理的难题，我司拟采用GPS、油位计、水位计结合卫星、GPRS、电子地图、数据库、手机App等手段，对车辆的位置、油位、水位进行透明化监管。
通过制定项目计划、对作业进行调度（发车、收车）管理；通过划定区域和路线，对司机的违规操作和驾驶行为进行监控；对油位和水位管理，从而实现对司机驾驶行为和公司成本的管理。
在软件平台的实现上，在电脑上，可以实现车辆的位置/速度实时显示、洒水作业的进度监控，并可以自动对异常油量消耗、水位变化进行提示预警，同时系统可以生成多种报表，如油料消耗/水量消耗统计表、异常消耗预警表、车辆行驶线路统计表等；在手机上也能实现车辆位置、油位、水位和报警等信息的查询。
车辆需求的管理：
作业地分散在多个地方，总部不能准确获取项目实际情况而进行合理的车辆调配；
作业质量的管理：
每台车里的作业情况无法实现透明化，从而无法保证街道路面的作业需求是否得到满足；
司机工作的管理：
无法准确掌握每个司机每次作业的情况，无法达到精细管理、奖勤罚懒等合理的管理诉求；
第3章方案原则
根据项目建设的总体目标要求，结合对项目建设的需求分析结果，项目建设从技术层面整体上有如下建设原则要求：
1）统一性
平台建设遵循统一规划、统一标准的指导思想，确定统一的网络总体架构、统一的业务平台、统一的数据采集与传输系统，实现系统与其它平台的顺利对接。
2）可靠性
在系统设计中应提高系统的可靠性，并使其易操作、易维护。
3）先进性
在系统建设中应尽可能地利用一些成熟的、先进的技术手段，使系统具有更强的生命力。
4）安全性
在信息高度共享的系统中，除了从主机、网络、数据库上提供安全保障外，对应用系统而言，也要设定严格、灵活的权限控制。
5）业务系统协同
进行统一身份认证，通过业务协同系统实现各类业务应用的整合，将各个模块通过系统平台集成在一起，形成一个集成式应用界面和“一站式”登陆信息门户。
6）风险控制
重要薄弱的环节进行监控和冗余备份。
保证系统的不间断运行能力。
依据以上整体建设原则的基础上，考虑到本项目具有开发周期短、难度大、外部系统与子系统间关系复杂等特点，应用系统的整体架构占有最重要的地位，为了保证整个项目的成功，项目整体的建设从技术角度还必须遵循如下原则：
7）整体性原则
系统的建设本着统一规划、分步实施原则，做到统一界面、统一用户管理、统一认证、统一交换、统一标准、统一管理。
以应用为导向、以网络为基础、以信息资源共享为核心，提高工作效率和服务水平。
8）可靠性原则
系统需要提供长期连续不断的可靠运行，因此必须配备完善的可靠性措施。
包括网络、服务器、数据库性能的监控和故障恢复策略，保证物理层的高度可靠。
充分考虑项目关键应用的可靠性要求，在关键环节配备多种高可用性方案，杜绝影响系统正常运行的因素存在。
同时在制度上要进行不断的完善，定期检查，详细记录。
9）可扩展性原则
根据项目建设的目标和统一应用的原则，为了保证系统具有较好的可扩展性，整个系统的构建过程整体上应采用基于构件的技术和定制化的技术实现，这样会便于系统的扩展，便于系统的部署，便于与现有的应用系统挂接，保护用户以前的软件投资。
10）实用性原则
项目的建设要面向未来，技术必须具有先进性和前瞻性，但同时也要坚持实用的原则。
在满足系统高性能的前提下，坚持选用符合标准的，先进成熟的产品和开发平台，构建一个切合实际、解决实际问题的系统。
11）可操作性原则
本系统将提供友好的中文界面，采用规范的行业术语，易于管理和维护。
用户界面必须基于IE界面，支持键盘和鼠标操作，界面风格一致、颜色调和、提示清晰、窗口大小适当，提供常用的快捷操作键，操作方法应符合日常习惯。
12）开放性和标准化原则
所选系统和应用平台应遵循国际、国内开放系统标准及协议，应选择当前业界主流的和成熟的产品，已经得到广泛使用，占有较高的市场份额。
这样可以保证系统建设的长期和稳定性。
在同类产品中处于领先地位并已经在全球范围内的各种应用中大量采用，是经过各方面考验的先进和成熟的产品，采用先进技术设计和建设，具有高性能，同时又成熟可靠。
根据本系统的业务与技术特点，我们将采用XML技术、GIS架构、LDAP协议、等技术与规范，确保系统建设的开放性。
13）可管理性原则
系统架构的设计应从项目业务出发，把握各业务之间的区别和联系，按照不同业务的特点和信息技术的特点，遵循规范、科学、通用、实用、安全、易用等要求，统筹规划总体的应用架构，并通过管理与技术的双重手段，达到资源共享、应用软件重用、可管理、可维护等目的。
第4章设计标准
本项目的设计及实施应符合但不仅限于下列法定根据及其他标准规范：
《道路运输车辆卫星定位系统平台技术要求》JT／T796-2011
《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》JT／T794-2011
《道路运输车辆卫星定位系统终端通讯协议及数据格式》JT／T808-2011
《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）
《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）
《视频安防系统技术要求》（GB/T367-2001）
《中华人民共和国交通安全法》
《公安交通指挥系统建设技术规范》（GA/T445-2003）
《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》（GA/T497-2009）
《交通电视监控系统验收规范》（GA/T514-2004）
《汽车行驶记录仪》GB/T19056-2003
《视频安防监控数字录像设备》GB20815-2006
《中华人民共和国机动车号牌》GA36
除以上所列标准外，凡与本项目有关的国家、地方及国外工程技术规范标准都需遵守。
在国内外规范标准发生矛盾时，以国内规范标准为准。
第5章总体方案
1.1系统组成结构
图1
从设备资源配置层面看。
移动现场设备：
主要包括GPS车载终端、油位计、水位计、移动终端；
设备资源主要功能如下表1所示。
表1设备资源功能概述表
序号
设备名称
主要业务功能
1
GPS车载终端（含油位水位计）
GPS位置信息上报、油位、水位等信息上报；报警信息上报
2
移动终端
下载配送详细信息、信息反馈、配送异常处理
从软件系统层面看，系统软件体系结构如下图2所示。
图2
软件体系主要包括：
车载终端业务程序、移动终端程序、web系统、通讯中心、业务数据库、WebGIS软件平台、空间数据管理软件平台、空间数据、各种系统接口等。
各部分的功能概述如下表2所示。
表2系统功能概述表
序号
软件名称
包含资源
采用开发技术与工具
主要业务功能
1
车载终端业务程序
车载导航系统客户端数据
C++/C#
采集与上传告警截图、GPS定位信息、指令下发、远程诊断、配送信息查看、文字与语音调度
2
移动终端程序
Android
任务接收、浏览、信息反馈、语音调度
3
web系统
C#、MVC、IIS,EasyUI
GIS（地理信息）支撑平台
4
GIS软件平台
ArcGISServer+ArcSDE
发布WebGIS服务、空间分析引擎、空间数据管理等
5
系统接口
Restful、Webservice,
Socket
1.2系统功能模块
系统包括车辆作业管理、项目管理、车辆管理、司机管理、系统管理、统计分析等六大模块
2.系统详细分析
2.1基础架构
硬件与通信接入
本方案用到的硬件包括GPS车载主机、油位计、水位计等。
水位计和油位计数据通过与车载主机的232串口进行数据透传。
然后使用车载主机一起将位置、油位、水位等数据通过GPRS、卫星和互联网进入云存储中心。
油量传感器
产品简介
序号
项目
说明
1
工作电压
9~36VDC
2
最大功耗
0.8W/12VDC
3
工作温度
-30℃~+75℃
4
存储温度
-40℃~+85℃
5
工作湿度
5%~90%
6
测量范围
视容器的材质和厚度而定；针对5mm厚的钢板，测量范围为5~100cm
7
承压范围
≤0.8kg或者0.8MPa
8
液体测量精度
±0.5%
9
测量分辨率
0.1mm
10
探头防爆等级
本安ExiaⅡCT6隔爆ExdⅡCT5
11
防护等级
IP66（探头）IP61（信号控制盒）
12
设备接口
提供模拟电压输出口、RS232和RS485数据口
13
模拟量参数
电压范围是0~5V、0~3V、1~5V、1~3V。
实际液位与电压输出
14
通讯口参数
波特率默认为9600，无校验位，8位数据位，1位停止位，无流控。
每10S传一次经平滑处理后的传感器实时测到的液位值
水位传感器
序号
名称
性能参数
1
采集原理
电容式
2
尺寸
长X宽：
60mmX90mm
高度：
100mm至1500mm（最小可以检测100mm,最大可以检测3000mm）*
（1）
3
电气参数
推荐值：
输入电压DC:
4—36V，带过压保护，反接保护
极限值：
输入电压DC:
4—70V*
（2）
4
功耗
0.200W/5V、0.286W/12V、0.571W/24V
5
信号输出方式
0~5V电压信号、4~20mA电流信号、10~500Ω模拟电阻输出
6
通讯波特率选择
2400,4800,9600,57600,115200
7
模拟电阻输出
10~500Ω
8
电流输出
4~20mA
9
检测液体类型
水，柴油,生物柴油,煤油,汽油等
10
使用环境
工作温度:
-40℃~+75℃
11
存储温度
存储温度:
-40℃~+85℃
12
相对湿度
0~99%
13
材料
铝合金
14
防护等级
IP67
现场安装效果图如下：
数据库管理
系统所有的车载传输数据、用户数据、设备管理数据、系统日志等都会保存在数据库中。
数据库采用国际上使用最为广泛，性能强大的Oracle数据。
数据库DBA会定时对数据库进行维护，保证数据库稳定运行，数据不会丢失。
数据库采用双机热备技术，可以实现在一台服务器出现故障时迅速切换到备用服务器，保证数据安全。
WEB接入
提供Web系统供用户使用。
只要能上网，用户可以在电脑、（4G）手机、平板上查看车辆当前的位置、发动机状态、油耗等信息，并可以运单管理、进行找货找车等功能，满足客户的运营业务要求。
Web系统采用了负载均衡技术，可以实现把不同的用户访问指向不同的服务器，从而减少单台服务器负载，提高服务器的同时在线人数。
并可以处理单点故障，一台服务器出现故障，其用户的请求就会转向另一个服务器。
分组权限控制
系统权限包含两种：
1、组织架构权限，即根据用户属于不同的组织架构（部门机构，是树状结构），分配不同的车辆或设备权限。
2、模块权限：
不同的角色具有不同的模块权限，管理员可以设置角色可以对哪些权限具有访问权限
可以对用户、组织架构、角色进行管理。
支持权限的继承与继续授权。
即，如果管理员给某用户开放了授权的功能，该用户就可以将自己的权限中的一部分或者全部分给该用户创建的用户；但是新建的用户的权限不能大于创建者本身。
图3
图4
2.2车辆作业监控管理
车辆监控
用户登录后，用户可以看到他所有的车辆的位置、水位、油位等信息，并在地图上显示。
可以通过车牌号、车架号、地点等搜索车辆。
轨迹回放
历史轨迹回放，包含轨迹对比功能和里程功能。
可以支持连续6个月的任意时间段历史数据查询。
轨迹回放具有轨迹对比功能，即您可以事先画几条路线（或用车跑一条标准的路线，然后保存起来），在播放轨迹时选择您存储的一个或多条路线，就可以清楚的看到车是不是在规定的道路上行驶。
播放轨迹和直接画轨迹线过程中，将停车点标注在地图上，并且单击弹出后，可以将该标注点添加为标注，如停车场，物流园
油位监控
实时查看车辆当前油位值。
为是否加油或油量异常提供参考。
相关的油位曲线，油耗统计分析，在报表分析中可以查看。
水位监控
实时查看车辆当前水位值。
为调度提供参考。
相关的水位曲线，水耗统计分析，在报表分析中可以查看。
报警管理
车辆在发生超速、进出指定区域、油位、水位异常时，系统自动弹出报警提示窗口。
可在后台及手机端调取告警时的截图信息。
区域管理
可在地图上划定区域。
2.3车辆管理
车辆信息管理
包括车辆基本信息（车牌号、厂商、车辆种类、所属组等各类信息）；详细信息（型号、车龄、型号等）；工作详细信息（工作高度、工作压力阀值、工时阀值等）；
加油管理
由管理部门通过平台统计每次车辆加油信息
可统计车队的加油信息，也可统计单车的加油详细信息。
车队加油详细信息：
车辆加油详细信息：
2.4系统管理
角色权限管理
您可以根据部门员工的职责定义几类角色（岗位），指定他们可以查看的模块。
设备绑定：
用于指定某个角色所属的设备。
（系统默认为某个部门的人只能看到部门名称也是该部门或下属部标的车辆，无法看到上级部门的车辆。
如果下属部门的员工或外部人员需要查看指定车辆，需新增一个角色，并将该角色绑定指定车辆。
）
用户帐号管理
分配角色后，您可以创建几个账号，给您的员工使用。
创建后，需要单击权限分配，给用户分配
2.5统计报表
油耗统计报表
GPS主机接到车辆油耗线后，系统将采集的油耗进行分析计算，可以统计出指定时间范围内车辆的油耗。
加油自动统计报表
GPS主机接到车辆油耗线后，系统将采集的油耗进行分析计算，可以分析出车辆在那个时间点加的油。
水耗统计报表
GPS主机接到车辆水耗线后，系统将采集的水耗进行分析计算，可以统计出指定时间范围内车辆的水耗。
也可以人工进行水耗录入，从而进行水耗统计
里程统计报表
统计车辆在指定时间范围内的行驶里程（KM）。
停车统计报表
查看车辆在指定时间范围内停过了哪些地点，都停车多少分钟。
报警统计报表
统计每辆车的各种报警。
系统提供报警包括：
1.出围栏报警2.天线开路报警3.超速报警4.掉线报警5.漏油报警6.非法拆除报警7.空转报警8.油量信号开路报警
2.6手机App
车辆位置查询
使用我方分配给客户的账号，登录我方开发的APP，即可实现对在手机上查看车辆位置。
（1）、地图查询车辆
gps将定位车辆显示地图，通过地图显示可获取车辆信息：
车牌号、所在地址、里程、速度等。
（2）、车辆列表查询车辆
搜索车辆将地图显示车辆详细信息：
所在地、水位、油位、行驶速度等。
车辆报警查询
随时掌握车辆动态报警信息：
油量报警、水量报警、车辆超速报警，停车超长报警等详细信息。
3.系统安全
系统安全包括多方面的内容，包括信息内容安全、数据完整性、数据备份与恢复、系统登录认证、网络通讯安全、系统鲁棒性、系统日常维护制度等。
具有周密的安全保障体系，是系统成功运营的重要前提。
本方案将从多方面保障系统安全。
3.1云平台能力
WEB服务器采用MVC三层架构，WEB服务端语言C#开发技术，支持IIS6，7。
前台架构采用EasyUI,JQuery。
这个轻量级的前台架构不仅功能强大，而且在无线网络和网速不太好的环境下使用，表现也非常强劲。
兼容性及响应速度与同类框架相比有不小的优势。
客户端应用环境：
支持用户采用win7/win10操作系统，浏览器为MSIE8.0或以上版本，浏览器安全设置为“默认”，可顺利访问系统主要页面。
系统兼容GoogleChrome,Fixfox等严格基于w3c标准的浏览器。
GIS地图放弃原有Flash框架，使用最新Javascript框架，也支持在智能手机浏览器上正常访问。
数据库使用ORACLE标准版,数据库可采用分布式部署或者RAC，数据存储使用高速磁盘阵列。
数据存储层，在访问能支持半年历史数据在线查询。
WEB页面响应速度，30天内历史轨迹查询不大于5秒
车载终端支持10W接入量，注册用户可达到3W，同时在线达到1.5W用户，数据存储层可按需实现扩展，通过OracleRAC框架、主从分布式以及大数据表拆分，实现访问冗余控制。
3.2用户身份认证
Web子系统、手机端子系统等需要用户操作的部分，均利用用户登录帐号和密码作为信息安全屏障，所有登录用户必须经过身份认证，只有合法用户方可登录如系统。
登录密码经过MD5HASH加密，加密过程不可逆。
就算是系统管理员，都难以知道其它用户的密码信息。
3.3系统使用权限
系统将利用角色和权限来规范和约束系统操作。
系统中每个用户都属于某个角色，每个角色具有某些特定操作功能权限。
系统支持功能操作权限定制分配。
每个用户只能使用自己权限内的系统功能。
对于非自己权限内的操作功能，系统将做屏蔽，或者Disenable致灰处理。
由系统初始设定系统管理员权限后，以后各用户的操作权限将由其上级组织分配，每个用户只能向下分配自己权限内的功能权限，即用户权限只能继承自直接上级。
3.4系统操作日志与审计跟踪
系统自动记录关键操作的日志，支持事后追溯功能。
实现应用级的操作日志和审计功能，即记录操作员进入和退出的时间，记录每项重要的操作。
提供对各类操作痕迹的审计追踪功能，确保用户的每个行为都能产生必要的操作痕迹，并能以防抵赖的方式提供事后的审计验证支持。
3.5通讯安全
GPS数据上传频繁，上传频率一般为5～300秒，实时性较高。
为了定位数据的丢失率，车载终端要支持通讯网路盲区补偿，当在GPRS网络盲区间，可以把数据缓存起来，待过后，并重新连接上通讯中心后，再补传定位数据和其它业务数据。
本项目中，要基于GPRS网络进行GPS车载通讯，基于GPRS，或者4G网络进行手机端通讯。
车辆视频监控需要稳定的传输环境，现在移动端视频采集主推都是走物联网卡传输，以满足本地存储及实时调取的需求。
第6章设备清单
设备名称
说明
数量
单位
备注
车载视频终端
车辆视频存储转发
35
套
内含一张64G的视频存储卡
油耗仪
超成波测量
35
套
水量传感器
电容传感测量
35
套
专用车载摄像头
模拟高清、红外
140
个
室外防水多功能型
（6米延长线）
车载液晶显示屏
专用车载屏
35
个
定制车辆状态显示
安装费
35
套
智能环卫车辆监控云平台
提供PC端及APP端管理账户及配属功能权限
1
套
云平台租赁使用及3年升级维护
1、主机、附加设备含一年质保期免费更换（人为或其它外界原因除外）；
2、一年后配件更换收取成本价（见配件报价清单）；
3、一年后提供的软件平台租赁、平台升级维护、终端维护按照单台388元/台·年计算，移机、撤机按照单次220元/台计算。
第7章分工界面
1）本期工程，客户需要负责的相关事宜如下：
①提供并确定本次项目设备的安装车辆和安装环境，需取得原车厂对安装设备的认可；
②提供本次项目操作管理可能用到的PC及手机，以及登录到云平台的网络环境；
③负责所管理车辆人员的相关信息录入；
④配合承建单位、设备供应商完成本项目的施工。
2）本期工程，我方需要负责的相关事项如下：
①提供本次项目的硬软件设备采购；本系统采用云平台构建，无需采购服务器等网络设备。
②提供对本次项目设备的安装提供技术指导、油、水传感探头布设、完成软件调试相关服务；
③提供本次项目的售后培训/维保等服务。
辉煌！
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