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GPS车载监控系统解决方案


GPS/GPRS 车辆智能管理系统

项目方案

2009 年 9 月 7 日

i

1 2

前言...................................................................................................................................................................... 1-3 系统架构及组成 ................................................................................................................................................ 2-4 2.1 系统架构 .................................................................................................................................................... 2-4 2.2 系统总体示意图........................................................................................................................................ 2-5 2.3 分监控中心拓扑图 ................................................................................................................................... 2-5 2.4 分监控中心平面图(仅供参考).......................................................................................................... 2-6 2.5 子系统说明 ................................................................................................................................................ 2-7 2.5.1 GPRS 移动通信系统(简称 GPRS) ............................................................................................... 2-7 2.5.2 GPS 全球定位卫星系统(简称 GPS) ........................................................................................... 2-7 2.5.3 数据传输网络 ................................................................................................................................... 2-8 2.5.4 调度管理中心 ................................................................................................................................... 2-8 2.5.5 硬件设备............................................................................................................................................ 2-9 2.6 软件设计 .................................................................................................................................................. 2-10

3

系统功能 ........................................................................................................................................................... 3-12 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 实时连续定位 .......................................................................................................................................... 3-12 车辆调度指挥 .......................................................................................................................................... 3-12 安全防范 .................................................................................................................................................. 3-17 图像采集功能 .......................................................................................................................................... 3-20 数据语音通信 .......................................................................................................................................... 3-20 数据存储及回放...................................................................................................................................... 3-21 车辆监视控制 .......................................................................................................................................... 3-22 自导航接口 .............................................................................................................................................. 3-22 电子地图功能 .......................................................................................................................................... 3-22

4

系统网络中心建设 .......................................................................................................................................... 4-24 4.1 系统容量 .................................................................................................................................................. 4-24 系统容量:每个分监控中心按 20000 台终端登录设计。 .......................................................................... 4-24 4.2 网络中心主要技术指标 ......................................................................................................................... 4-24 4.3 扩容能力 .................................................................................................................................................. 4-24

5

系统配置 ........................................................................................................................................................... 5-25 5.1 分监控中心硬件配置表 ......................................................................................................................... 5-25 5.2 软件配置表 ..................................................................................................................................................28 5.2.1 系统应用软件 .....................................................................................................................................28 5.2.2 第三方软件 .........................................................................................................................................28

ii

1

前言
随着人民生活水平的提高,以出租车为出行工具越来越普遍。出租车的数量有了快速

增长,随之而来的是带给城市交通的巨大压力和针对出租车的刑事案件的增多。因此,加 强对出租车辆的监管和服务,就有了重要的社会意义和显著的经济效益。 使用本系统,可以利用先进的 GPS 定位技术和成熟的移动通信技术以及强大的数据库 技术等,对出租车辆进行实时动态信息采集,并根据对这些信息的综合处理结果,对出租 车辆进行人性化管理。 使用本系统,可以减少车辆空驶率,保证驾驶人员人身安全,节约成本,提高服务质 量,提升管理水平。

1-3

2
2.1

系统架构及组成
系统架构
本系统采用 C/S 为主、B/S 为辅的架构,包含建立多级客户分中心功能。系统以中国移动

GPRS 网络作为基本通信平台,利用 GPS 为定位手段,结合相关的汽车电子技术、电子地图和数据 库处理技术,可以有效地实现对机动车辆的监控、调度等管理服务功能。 系统由六大部分组成:(1)GPRS 网络;(2)GPS 系统;(3)数据传输网络;(4)调度管 理中心;(5)车载设备;(6) 电话受理设备。 本系统的组成框图如下图所示。

系统结构图

2-4

2.2

系统总体示意图

管理服务器

数据库服务器

通讯服务器

监控计算机

监控计算机

监控计算机

总监控中心

互联网

通讯服务器 数据库服务器
监控中心

应用服务器

通讯服务器 数据库服务器 应用服务器

。。。。。。 监控中心#1
GPRS

监控中心#N
RS

互联网

互联网

GP

监控计算机

监控计算机

监控计算机

监控计算机

2.3

分监控中心拓扑图
本拓扑图中没有加入备份服务器(视需要而定)。

2-5

GPS卫星
S GPR

因特网
移动专线
GP RS

各主管机关 移动机房

ZyWALL 1050

千兆交换机 GS-2024

百兆交换机 ES-3124

管理坐席 管理坐席 管理坐席数据维护坐席 通信服务器 VTRACK4U 服务器 平台互连 服务器

百兆铜缆
数据库服务器 Web服务器

千兆铜缆

2.4
?

分监控中心平面图(仅供参考)
机房面积: 50 平方米 监控室面积:100 平方米

2-6

?

说明:机房、监控区域装修时建议用防静电钢板为底,同地面有一定间隔(10cm),达到 防静电作用。

2.5
2.5.1

子系统说明
GPRS 移动通信系统(简称 GPRS)

本系统将 GPRS 移动通信系统作为车载设备与调度管理中心之间的双向交换的通信平台。车辆 调度监管平台通过 GPRS 移动通信平台获得车辆的位置数据及状态信息,同时调度监管平台可以下 达数据或话音方式的控制、调度指令。GPRS 移动通信网络具有成熟和覆盖范围广等特点,特别适 合大范围的车辆监控。

2.5.2

GPS 全球定位卫星系统(简称 GPS)

GPS 系统是 GPS 车辆管理系统用来确定车辆位置的手段。车载设备接收来自 GPS 卫星的信 号,经数据处理,获得车辆的实时经度、纬度位置数据。GPS 是美国 1993 年建成的向全球用户开 放使用的全球定位卫星系统,具有全球任何地点、任何时间、全天候、高精度定位、授时的特 点。

2-7

2.5.3

数据传输网络

数据传输网络系车辆数据管理平台至移动通信平台交换中心之间的数据交换传输网络。本系 统可采用 PSTN、ISDN、ADSL、DDN、Internet、卫星等各种有线和无线数据传输线路。

2.5.4

调度管理中心

调度管理中心是整个系统的核心,完成数据的交换,实现对车辆的调度、监管和查询工作。 调度管理中心由车辆数据管理平台和用户调度监管平台组成。

车辆数据管理平台
车辆数据管理平台是用户调度监管中心与车载设备间的数据集中管理和分发的平台。具有 数据的收发、处理、贮存、查询、维护、交换、管理功能。车辆数据管理平台是整个系统的枢 纽。

车辆资料

用户调度管理平台
用户调度监管平台是系统用户管理车辆的装备,由用户自主监控管理所辖入网车辆。用户通 过用户监管中心装备行使查询、监视、管理、调度、指挥功能。用户装备有多种配置,适合用户 根据管理权限、机构层次、车辆数量、连接线路、设置方式、数据容量、投资大小等情况选用。

2-8

用户调度管理平台

2.5.5

硬件设备

车载设备是车辆信息的来源,也是调度指令的执行者.成套车载设备包括 GPS 天线、GPRS 通 信天线、主机等。车载设备可用于车辆位置报告、车辆防盗报警、车辆监视控制、车辆调度指 挥。

1、车机、调度屏、LED 文字广告屏

车机: 1、支持多种中心监控协议 2、实时查询车辆位置,包含经度、纬度、方向、速度等信息。 3、支持应用软件远程升级。 4、摄像头拍照功能。? 5、汽车遥控控制、防盗报警。

2-9

6、智能断油电路及恢复。 7、紧急报警。 8、电子围栏。 9、语音通话。 10、手机查车。

调度屏: 1、通话、短信、GPS 数据功能; 2、调度信息显示,播报

2.6
配置即可。

软件设计
为了保证系统的灵活性,大多数的功能都以参数化的形式提供,用户仅需要进行简单的参数

系统软件包括: 网络中心数据通信程序(运行于数据通信服务器)

2-10

网络中心系统配置程序

配套电子地图 (运行于用户监控平台)

2-11

3

系统功能
系统具有车辆实时连续定位、数据话音通信、车辆监视控制、车辆报警处置、车辆调度指

挥、电子地图等功能。

3.1

实时连续定位
实时连续定位

系统车载设备接收 GPS 卫星信号,获得车辆实时位置(经度、纬度),并向用户监管中心发 送位置、行驶速度、方向和状态数据,从而在用户监管中心得知车辆动态。

实时定位

3.2

车辆调度指挥
信息查询

3-12

接收来自司机的查询和咨询事务,例如问路等。 信息上报 通过菜单操作,选择将已定义的常用事件短语发送给系统平台,不论发送成功或失败,屏幕 都应有明显提示。

调度管理 根据车辆的实时状态,可通过车载电话或短文对车辆发送调度指令,显示器显示调度信息, 车辆可通过语音或显示屏进行调度回复。

调度管理 参数设置 系统可由用户自行设定回传时间、工作方式等参数,车辆运行状态数据自动回传,方便管 理。

3-13

参数设置

车辆跟踪 系统可对选定的任意车辆设置跟踪,电子地图以该车辆为中心对车辆进行实时跟踪,且可 用弹出窗口形式做多车辆同时跟踪。

车辆跟踪

轨迹回放

3-14

分时限速偏航设置

3-15

分段限速偏航设置

区域越界设置

3-16

高级指令 高级指令中包括:车辆熄火、熄火恢复、开门、锁门、定时间隔、车台复位等。

高级指令

3.3

安全防范
紧急求助 车辆遇到危险或紧急情况后,可以触动车内的报警开关,车载终端立即报告车辆的位置、速

度、状态等,并发出报警信号,监控中心会弹出报警幕,以红色警示提醒值班人员该车遇险。系 统平台自动显示求救车辆的信息(包括车辆的基本信息、驾驶员信息等),可根据指令打开单向 语音监听装置。求助状态可由系统平台解除。

3-17

超速报警 对运输特殊物资的车辆可设置限制速度,一旦超过限速设置,车辆会向用户监管中心自动报 警,车上会有声音提示,监管中心人员也会提示该车超速。 越界/偏离路线报警 车辆在执行任务前,可以根据需要,对车辆进行指定行驶区域或指定行驶路线。当车辆行驶 中偏离区域或路线时,监控软件会发出警报,管理人员就会及时通知车辆及时纠正。

偏航设置界面

3-18

偏航报警处理界面 非法开门报警 车辆在执行任务前,可以根据需要,对车辆开门的时间或地点进行设置。在车辆未按规定开 门时,车载终端将发出报警。 单向监听 车辆发生紧急情况报警后,可对车辆实时单向监听功能,设定回拨电话,即可监听车辆上所 有状况。并可将监听情况进行录音,以便事后查询。

3-19

3.4

图像采集功能
车载终端设备选配摄像头。在出现异常的情况下,车载终端设备会按指令拍下车辆内部或外

部的实时景象,上报到监控中心,监控中心根据照片对现场情形做出正确判断,从而采取恰当的 应对措施。 拍摄到的现场图片也可以用于事后的分析。

图像采集功能

3.5

数据语音通信
数据通信 用户系统通过短文信令对车载设备下达查询、调度、指挥、电召等命令,车载设备可按预先

设置的信息应答,也可用中英文输入法编辑短信。 语音通信

3-20

如果配置车载电话,则可与指定电话进行语音通话。

3.6

数据存储及回放
系统管理平台设置有各类动态和静态信息数据库,车载终端上报的位置信息由管理平台进行

存贮,不仅适于用户系统调用、查询,也便于为互联网授权用户访问服务。数据资料长期保存, 用户可根据地图、时间段、回放速度对特定车辆的行驶轨迹进行回放。 车辆的历史轨迹包含了时间、地点等多种信息、为事后的数据分析和车队各项管理提供了有 力的支持。

数据回放

3-21

3.7

车辆监视控制
实时监视 系统在用户监管中心以电子地图为背景显示车辆动态与轨迹,对车辆实施监视与管理。 实时控制 系统对车辆采用点名查看、定时呼叫、报警发送等多种方式进行控制,获得车辆静态或动态

数据信息。 跟踪控制 中心平台或远程平台可对车辆进行跟踪、取消跟踪设置。当选定跟踪车辆后,对选定车辆进 行实时跟踪,在电子地图中心显示被跟踪车辆,对该选定的车辆进行连续实时跟踪监视,采取断 油断电等措施。

其它控制 系统的其它控制包括:选择监控车辆、车辆行驶区域设置、跟踪车辆、取消跟踪车辆、刷新 所有车辆位置、超速报警设置、通话权限设置、停车报警设置。

3.8

自导航接口

车载终端具有实时 gps 信号输出,司机可以在行驶过程中,在设定目的地后还可以进行语音 导航,如果偏离航线,系统将自动语音提醒,并重新自动设计新路线。

3.9

电子地图功能
放大缩小 可对当前地图进行放大与缩小操作,以便了解整个地区的总体情况和某个区域的详细情况。 地图平移 可利用鼠标的拖动来实现地图的平移。 配置显示 电子地图对不同的地物具有不同的编码,在地图上以其特定的方式和颜色显示,值班员可以

根据爱好和需要自行配置显示方案。 标注隐显 地图上可以显示路名、建筑物名称等标注信息,值班员可以根据需要隐藏或显示标注。 流动路名 电子地图在移动时,路名可以动态地调整显示位置,保证路名处于可见状态。
3-22

动态注记 电子地图在缩放时,相邻标注可以自动避让,保证注记不被压盖。 标志查询 可进行地理位置、建筑物的查询,及该位置附件空车、重车、所有车辆的查询。

3-23

4

系统网络中心建设
系统网络中心是信息处理和交换的平台,系统网络中心的建设有诸多的因素如容

量、安全、经济性等等要充分的考虑。 本系统采用总监控中心和分监控中心结合的方式组网,总监控中心负责整体的指挥 和管理,分监控中心负责某一部分车辆的监控和调度指挥。

4.1

系统容量

系统容量:每个分监控中心按 20000 台终端登录设计。

4.2

网络中心主要技术指标
GPRS 方式兼容短信息,TCP/IP 通信协议。 用户接口:用户通过 Internet 操作 固定 IP: 能通过互联网访问

4.3

扩容能力
现网络中心的容量可以逐级扩容建设。按 60 秒钟上传一次位置数据,设备工作时间按一天

24 小时计算。如以后管理车辆增加,可通过增加服务器分摊工作任务,以及增加 CPU 和内存提高 运算速度来方便地对系统进行平滑扩容。通过增加新的软件模块对用户提供新的服务内容。

4-24

5 系统配置

5.1
项目

分监控中心硬件配置表
型号 配置 数量

数据库服 务器

HP DL580G04 X7130M Performance PRC Svr MSA60 2U LFF SAS JBOD 磁盘柜

CPU:双核 Xeon 7130 3.2GHz ×4 内存:8G 硬盘:146GB 10K SAS 2.5"热插拔硬盘×2 硬盘:300GB 15K SAS 3.5"热插拔硬盘×10 冗余电源和风扇;机架导轨;1×0.5m mini-SAS cable; 2×AC 电源线和 2×PDU 线缆

1

存储柜

1

磁带机

HP

HP 1/8 Ultrium 920 G2 Tape Autoloader HP Ultrium 800 GB* data cartridge HP Ultrium Universal cleaning cartridge**

1

通信服务 器

HP DL380G5 5110 1G Entry CN Svr

CPU:双核 Intel Xeon 5110 处理器 内存:2G 硬盘:146GB 10K SAS 2.5"热插拔硬盘

1

Web 服务器 (可选)

HP DL380G5 5110 1G Entry CN Svr

CPU:双核 Intel Xeon 5110 处理器 内存:4G 硬盘:146GB 10K SAS 2.5"热插拔硬盘

1

平台互连 服务器

HP DL380G5 5110 1G Entry

CPU:双核 Intel Xeon 5110 处理器

1

5-25

(可选)

CN Svr

内存:2G 硬盘:146GB 10K SAS 2.5"热插拔硬盘

项目

型号

配置

数量

服务坐席

HP 商用机

CPU:双核 Intel Xeon 5110 处理器 内存:2G 硬盘:146GB 10K SAS 2.5"热插拔硬盘

10

数据维护 坐席

HP 商用机

CPU:Intel Core2 Duo E6300 1.86G 内存:1G 硬盘:160GB 显示器:19“液晶

2

项目

型号

配置

数量

服务器接 入交换机

GS-2024

可网管二层千兆以太网交换机,24 个千兆电口,2 个 SFP 光接 口;各端口 MAC 绑定/数量限制/过滤;端口捆绑;802.1x; 端口镜像;端口限速;快速生成树协议; VLAN(Port/802.1Q);优先队列;DiffSverv ;IGMP 侦听;广 播风暴控制;Web/telnet/Console/带外管理;支持 ZyXEL 的 丛管理(iStacking) 24 口 10/100M 交换机,2 个千兆电口,2 个 RJ-45/SFP 千兆双 属性端口;可网管二层以太网交换机;各端口 MAC 绑定/数量 限制/过滤;IP/TCP/UDP 过滤;端口捆绑;802.1x;端口镜 像;端口限速;快速生成树协议;VLAN(Port/802.1Q),VLAN Stacking (Q in Q);优先级队列;IGMP 侦听;广播风暴控 制;Web/telnet/Console/带外管理;支持 ZyXEL 的丛管理 (iStacking) 信息安全网关;纯硬件 VPN 集成器防火墙;支持 1000 条 IPSec VPN 隧道;具备入侵检测与保护功能;支持 VRRP 硬件 HA;多 WAN 口负载均衡和故障备份/恢复;5 个自定义千兆端 口;自定义的用户感知访问控制策略;URL 分类过滤功能;带 宽管理功能;web/telnet/console 管理;支持 CNM 集中网络 管理
配置

1

坐席接入 交换机

ES-3124

1

网关 UTM

ZyWALL 1050

1

项目

型号

数量

数字卡 模拟卡 模拟卡 分线器

东进 DN300 D161A M2U C14

支持 PRI,SS1

1 2 10 3
5-26

耳麦
项目 型号 配置

10
数量

UPS

山特 3C10KS(三 单) 松下 LCX12100CH

40KVA

1

UPS 电池

12V/100AH

10

5-27

5.2

软件配置表

5.2.1

系统应用软件
序号 1 2 3 4 5 品名 数据库服务器软件 平台互连服务器软件 GPRS 通讯程序软件 WEB 服务器软件 平台管理软件 产品描述 车辆、用户资料维护 中心软件负载管理 接收终端数据 WEB 方式接入服务 数量 1 1 1 1 1 备注

5.2.2
项目

第三方软件
说明 数量 备注

操作系统

Windows 2003 标 准版 Oracle 9i 企业版 SQLSERVER2005

1

数据库 数据库 电子地图 杀毒软件

1 1

NOD32 50 用户

28


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