环卫车辆北斗GPS解决方案

一、项目背景

随着国民经济的发展，环卫车辆的信息化监控管理方式的需求也越来越突出。实现环卫车辆的信息化监控和管理，将有助于各级环卫管理部门实时地了解正在执行任务的环卫车辆的工作状态和位置、速度等情况，据此实现科学、合理的调度、指挥和安全防范管理，以提高管理水平并且减少不必要的开支。

建设环卫GPS监控系统可以在环卫车辆业务管理中，准确而及时的获取环卫车辆的位置信息并且对环卫车辆的调度提供地图信息服务，使环卫车辆调度管理能够更加科学有效。具体来说本阶段系统主要实现对环卫作业车辆的位置定位、跟踪、轨迹回放以及相关的车辆管理功能。另外，系统建设时充分考虑对后期业务的兼容性和扩展性以一个综合管理信息系统的模式构建，定义了规范的对外接口，主要采用XML标准方式实现接口数据传递和配置管理，因此系统具有良好的开放性和二次开发性。随着环卫车辆管理工作的规模和信息化程度增强，我们能够根据各管理部门工作的具体需求很方便的在该系统的基础上进行相关的综合业务的定制扩充。

1、建设环卫GPS监控系统的意义：

提高环卫车辆的管理水平：使环卫车辆的运行管理智能化，增强环卫车辆服务的灵活性，提高管理的便利性和舒适性；

    为环卫车辆提供高度的智能化调度管理：丰富和完善实时掌握车辆运行状况的技术手段；调度管理的灵活性和适应性；实时掌握车辆数据；车辆、人力资源开发运用的高效性、经济性；

    先进的管理思想和技术完美结合：使环卫车辆管理者及时、准确地掌握车辆情况，达到过程控制的目标。实现指挥中心远程“案情研判 智能预案”；

数据资源的融合共享，提供指挥中心决策分析。数据信息瞬时更新、处理、减少中间环节的数据传递。安全、稳定、可靠的运行环境，最大限度地降低维护成本；

降低环卫车辆用车成本：环卫车辆涉及的调度覆盖面积比较大线路比较多，线路的编排和调度一直是环卫车辆管理的重点。传统方法完全由人工操作，难以做到安排的合理性和调度的高效率。信息化手段代替手工，同时避免人工易产生错误的情况发生；

降低环卫车辆使用风险：车辆安全主要是指车辆的行驶安全。在中国的道路交通条件下，行驶安全已经成为车辆维护需要考虑的首要问题。尤其是司机的超速驾驶、疲劳驾驶等极易造成车辆事故；

环卫车辆管理系统需求迫且：社会的发展要求环卫车辆管理系统等自我现代化的管理不断提高，需要对自有车辆资源的有效利用，尽量减少车辆公车私用带来的负面影响。以达到车辆资源的合理安排使用，建立一个统一、高效、通畅、面广、普遍性的车辆监控调度管理系统，显的非常重要。

2、建环卫车辆GPS监控系统的内容：

环卫车辆GPS系统服务中心：包括最高管理部门的总的GPS服务中心及其主要下级管理部门的多级GPS服务中心，同时支持10000个以上GPS移动终端的通信及业务处理服务。

根据权限在各管理部门建立监控、指挥调度工作站。

环卫GPS监控所需要的机房硬件设备建设项目，包括具有60K的UPS 2小时不间断电源的动力机房及建设环卫GPS监控系统通信服务器及数据库服务器。

二、建设原则

1、先进性和成熟性

本系统设计既要采用先进的概念、技术和方法，又要注意结构、设备、工具的相对成熟。不但反映当今的先进水平，而且具有发展潜力，在未来若干年内保持领先地位。为环卫局创造一个先进的、舒适的工作环境。

2、可靠性和稳定性

本设计方案在考虑技术先进性和开放性的同时，还从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间，为环卫局充分减少了以后的维护工作以及维护难度。

3、可扩展性和易维护性

为了适应系统变化的要求，本设计方案充分考虑以最简便的方法，适当的投资，实现系统的扩展和维护。

4、实用性和经济性

本系统设计始终贯彻面向应用，注重实效。坚持实用、经济的原则，充分为用户考虑，节约用户的每一分钱。

为了满足系统所选用的技术和设备的协同运行能力，系统投资的长期效应以及系统功能不断扩展的需求，本系统设计具有较高的开放性和标准性。

三、系统特点

从面向用户的部署分布的角度来看，主要由下列三大部分组成：卫星综合信息运营服务平台、 环卫监控总中心、各环卫监控分中心和车载终端。

车载GPS终端是车辆监控业务实现的实体硬件工具；卫星综合信息运营服务平台为环卫监控中心提供通信、数据服务和电子地图服务；环卫监控中心可以根据权限以及具体需求按照树形进行分级部署。车载GPS终端通过卫星综合信息运营平台与环卫监控中心实现双向的数据通信。

1、卫星综合运营服务平台

卫星综合信息运营服务平台实现了对本公司内各项移动位置服务业务应用系统的通信控制、数据处理、地图服务、运营支撑等业务处理的有效共享和业务整合，能够为环卫监控必要的后台支持。卫星综合信息运营服务平台能够对各项移动位置业务进行海量数据通信以及海量数据存储处理，已经达到电信级运营平台的水平。

卫星综合信息运营服务平台包括如下四部分：

通信中心：主要是通过移动、联通的网关实现GPS终端或北斗设备与各业务子系统之间的信息交换，实现数据缓存以及消息分发。

数据处理中心：维护一个协议转换池根据各种不同的GPS终端类型或者北斗终端分析处理数据，使得终端的上行、下行数据能够在多种业务系统中共享使用。

地图数据服务：提供各业务系统所需要的地图数据，包括柵格数据和矢量数据。

运营支撑子系统：是进行业务监控、系统监控、用户管理、统计计费等后台运营业务的处理系统，各业务子系统需要根据运营支撑系统公布的公共接口实现针对其本身业务所需的特殊运营支撑功能。

2、环卫管理监控指挥中心

环卫管理监控指挥中心是指部署到环卫监控集团用户方的监控指挥中心，主要是根据部门级别以及权限以树状分级的结构部署车辆监控及指挥调度系统。监控指挥中心由通信和数据服务系统、监控业务综合信息管理系统和普通的监控工作站组成。

在环卫管理监控总中心需要部署一个通信和数据服务子系统，负责接收和发送整个环卫单位所有的车辆监控数据，另外根据需要也可以按照树型结构分级部署通信和数据服务子系统。

监控业务综合信息管理系统具有行后台系统管理及基本信息维护、权限控制、业务报表和普通监控等功能，监控用户根据权限分为系统级用户和普通用户，系统级用户能够进监控业务综合信息管理系统中的所有的业务操作。

而普通用户的操作能力较为单一，主要是通过普通监控工作站执行一般的监控业务。

另外具体的用户操作权限也可以需要灵活配置。监控系统即可以采用C/S模式的Window窗口风格的工作界面，同时也可以采用B/S模式的IE浏览器的工作界面。

3、车载终端

能够支持多款具有行业资质的高、中、低档GPS终端，环卫单位可以根据具体需求为环卫车辆选择安装性价比最高的GPS终端设备。

从终端设备的安装方式及工作方式来看，我们能够提供两种终端，即移动终端和固定终端两大类。移动终端主要是指安装在环卫车辆移动载体上，具有GPS定位、载体状态信息采集、遇险告警求援等功能的终端设备；固定终端通常是指安装在固定地点，用于目标状态信息采集、回传，为管理部门提供实时远程监控服务信息的终端设备。

环卫监控系统中主要使用移动车载控制终端，是安装在用户监测目标上的设备，由GPS定位单元和无线通信网络GPRS/CDMA单元组成，能够准确、实时的为监测目标定位。根据要求可以选择集高度信息化、业务调度、车辆管理、防劫、救助等众多功能于一体的现代化智能车载终端。另外，在有需求的情况下，环卫监控系统中也可以接入固定终端采集目标点状态信息。

根据环卫监控业务特点，我们推荐系统中选择使用的终端设备至少支持如下功能：

立即定位查询功能；

按时间间隔定位监控功能；

按距离间隔定位监控功能；

视频监控功能；

安防及其他各种状态报警功能；

文字调度功能；

终端参数设置和查询功能。

四、系统结构

监控系统是由一些耦合性小、开放性和可扩充性强的子系统互相协作形成的一个体系，另外系统对数据的冗余备份机制也使得系统具有相当的可靠性。

卫星综合运营服务平台软件结构

GPS车辆监控系统的系统结构：卫星综合信息运营服务平台包括如运营制成系统、通信处理中心、数据处理中心、地图数据服务四部分。服务平台通过这四部分为集团用户提供数据通信以及电子地图服务。

1、运营支撑系统

运营支撑子系统是对系统全局进行业务与工况的实时监控，为客户提供销售、安装、入网注册、告警响应、数据存储与管理、客户服务、报告生成、账单生成等全方位服务的管理控制中心。它是监控实施管理的中心节点，是整个系统的后台支撑中心。其主要功能如下：

对系统全局进行业务与工况的实时监控；

为客户提供销售、安装、入网注册服务；

告警响应、数据存储与管理；

客户服务、报告生成、账单生成等。

2、通信处理中心

通信处理中心是由若干分级冗余机制的处理中心组成的，实现全网基于GSM/CDMA通信机制的实时服务数据采集、处理和分发，可以支持SMS、GPRS、CDMA、WAP、MMS、WEB等多种通信方式，并具有高并发、高可靠性、高稳定性的电信级通信平台。

通信处理中心是整个卫星综合运营服务平台的核心组成部分。负责移动终端、GSM/CDMA通信网络、运营管理中心以及车辆管理应用之间数据传输的路由实现以及数据缓存。通信处理中心由各种通信网关、数据库、消息队列管理、事务处理管理和报告生成器组成。其功能如下：

管理所有进、出GSM/CDMA网络的通信业务；

对客户、服务中心和 Web 网站使用数据的分配；

客户处于中断状态时，对客户原始信息可靠地收集及存档；

安排、 管理和执行下载车辆行程日志呼叫；

安排调度车辆的检测。

3、数据处理中心

数据处理中心主要是对各种终端和监控平台之间通信的上、下行数据进行解析和转义处理，使得平台和各种终端之间能够互相识别来自对方的通信数据的含义。这一功能使得车辆监控平台能够同时支持与多种品牌及型号的终端设备通信，并且具有良好的可扩充性，能够灵活方便的接入新的终端设备。数据处理中心维护一个协议转换池，根据各种不同的GPS终端类型或者北斗终端分析处理数据。其具体功能如下：

对于终端发给监控平台的上行数据，根据其具体终端类型的通信协议转换成监控平台协议，使得监控平台能够识别上行数据的具体含义；

对于监控平台下发给终端的监控及调度指令，根据具体终端类型的通信协议转换成对应终端可识别的消息。

4、地图数据服务

主要以WEBGIS的形式为各业务系统提供所需要的地图服务，包括一些基本的GIS功能以及特殊地图数据的生产和加工等功能。

集团用户监控中心软件结构

集团用户监控中心需要部署一个通信和数据服务子系统，负责接收和发送整个环卫单位所有的车辆监控数据。集团用户监控业务综合信息管理系统需要利用通信和数据服务子系统作为通信媒介与卫星综合运营服务平台进行数据交互。下文分别对通信和数据服务系统和监控业务系统的功能进行概述。

5、通信和数据服务系统

集团用户监控指挥中心通信和数据服务系统有两方面的功能，一是通信，二是数据处理。

通信处理

通信和数据服务系统与卫星平台的网关进行通信，具体功能如下：

对于上行数据，接收经由卫星综合信息平台网关转发的来自终端的上行消息，并将经过数据处理后的消息转发给监控工作站；

对于下行数据，接收监控工作站下发给终端的指令，并将经过数据处理后的消息转发给智勤信息综合信息平台网关，经由该网关把指令下发给对应终端。

6、数据处理

另外通信和数据服务系统也负责对上、下行双向数据进行处理和存储工作，具体功能如下：

对于上行数据，将经由卫星综合信息平台网关转发的来自终端的消息进行有效性验证和存储。

对于下行数据，将监控工作站按照平台协议下发给终端的指令进行有效性验证，对于有效的数据将其转换成终端能够识别的消息。

7、监控业务综合信息管理系统

监控业务综合信息管理系统能够根据权限实现分级的监控业务处理以及综合信息管理。根据环卫管理部门的特点可以分成两个层次，相应的包括部门总管理调度平台和子级管理调度平台。系统满足各级对安全、监控以及优化管理等各方面的需求；同时，使相关主管部门可以对工作状态中的环卫车辆进行实时的、多级的安全监控和有效的调度控制，以节约管理成本。

多级监控应用的组织机构由若干区域监管中心组成：根据环卫管理部门这类大型用户的特定需求设定环卫车辆监控总中心；根据区域管理的需要而设置的多个车辆监控管理子中心。各下级环卫车辆监控管理中心是为方便该部门对辖区内环卫车辆调度管理的个性需要而设置的。

这种系统架构具有多项优势，在移动网络兼容方面该系统不仅能兼容GPRS/GPS系统，还可兼容CDMA/GPS系统；在系统架构上采用了总分式的分布式管理方式，即监控总中心控制全部通讯、数据库系统，不仅监控中心能管理、监控和调度全部所管辖车辆，而且下属各个监控部门等也能分建各自具有行业特性的GPS车辆管理调度子系统，调度和监管各自管理的运行车辆，这种架构的优点是容量大、系统运行速度快、每台服务器运行负载适中、系统稳定，既能统一管理，又具有行业特色。