北斗车联网建设方案详解

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1、基于北斗/GPS 定位监控系统对于公务车的解决方案2016年3月目录一、项目背景.1二、系统设计原则 .1三、详细设计技术方案 .13.1方案概述 .13.2系统架构 .23.2.1系统总体结构图 .23.2.2网络拓扑结构图 .33.2.3监控中心系统配置清单 .33.3监控中心平台 .53.3.1中心平台作用功能 .53.3.2 监控中心系统结构 .53.3.3监控中心设备功能 .63.4工作站 .7四、系统功能简介 .74.1监控工作站功能 .74.1.1实时定位跟踪 .74.1.2车辆位置查询 .74.1.2图像监控功能 .74.1.3远程车辆控制 .84.1.4车辆报警 .84.1.

2、5车辆轨迹数据回放 .84.1.6远程维护车载终端 .84.2电子派车功能 .84.2.1派车申请 .84.2.2派车审批 .84.2.3用车记录 .94.2.4任务结束 .94.2.5结算报表 .9用车统计94.3 报表统计功能9报警报表统计9里程统计报表9服务到期车辆统计9行车统计报表9故障疑点数据分析报表10操作指令报表10轨迹报表10车辆管理10用户及权限管理11五、终端设备参数11一、项目背景随着我国正在建设节约型和谐社会，举国上下都在为这一正确决策而做出自己的努力，政府职能的转变， 就要求政府职能部门必须加强自身的管理。而公务车辆的管理就是其中一部分。政府职能部门的工作量增加是公务

3、车辆增加的主要原因。传统的管理模式已经不适应当前的形式。大部分政府职能部门的公务车辆，存在管理不完善，调度不及时、不准确，部分车辆闲置，有一部分公车私用现象；好多车辆存在跑冒滴漏等问题。设计成熟的公务车北斗管理方案就可以解决这一系列问题，这种车辆管理系统，可以提高办公效率、方便管理、调度，而且可以节约管理成本，降低车辆的使用费用。有效对车辆和公务人员进行关联管理，身份识别卡使公务人员所有用车行为都能够严格记录，可以自动记录某个公务人员用车的时长（公用和私用），这为公车有偿私用提供了一个非常科学的依据。二、系统设计原则? 系统的先进性： 系统建设遵循先进的设计理念，采用成熟和先进的技术设备。在进

4、行系统设计时，从系统性能、功能、产品稳定性、经济性能等方面考虑系统的先进性。完全采用目前国际上的主流技术和系统产品，保证前期所选型的系统与今后系统性能提升在技术先进性方面的可延续性。? 系统安全性： 在互联网络中，防止非法用户享受服务，防止计算机病毒的入侵，总体方案中提出了对车辆智能调度系统的闭环检测及网管方案。实现对整个网络的实时监控。软件设计及数据调度中采用纠错冗余技术，保证系统安全及准确性。? 系统经济性： 在技术方案中，在性价比最好的情况下尽量做到最低成本。在考虑终端设备价格的同时，还考虑了通讯系统运营费用。? 系统高可靠稳定性： 为保证系统能良好运作，在满足各项功能的同时，车载终端设

5、备、监控中心软硬件等必须有很高的稳定性和数据的安全性、可靠性，充分考虑了当地通信条件对本系统的支持状况。三、详细设计技术方案3.1 方案概述根据以上设计依据以及设计目标及原则，系统采用分级分层体系结构，在逻辑上分成五个层次：通讯层、业务处理层、业务功能层、数据层以及用户界面层，除用户界面均支持负载均衡，各层之1间采用 SOCKET 、 DCOM 或 WebServices 进行数据通讯。通讯层负责系统与车载终端之间的数据通讯，包括报文解析及组装、GPRS/CDMA 链路维持等；业务处理层负责进行数据处理，包括来自于车载终端的上行数据处理以及来自于业务功能层的下行车载终端设置或控制命令，并负责把

6、各类数据提交给数据层进行数据存储；业务功能层是整个系统业务功能及应用的实现，如实时监控服务、网上查车服务、车辆管理、报表管理等。为了减少系统维护量及提高系统稳定性，对于数据实时性不强的客户端模块，采用B/S 结构，如车辆管理、报表管理、用户管理等；数据层是系统的数据存储中心，只与业务处理层及业务功能层有数据交换，从而有效保护的数据的安全。3.2 系统架构系统总体结构图系统采用三级体系结构，即：监控中心、各类工作站、以及车载终端、监管平台。监控中心平台是整个系统的数据中心，负责在网车辆的数据通讯、数据存储、数据处理及数据分发；根据系统要求建设的监控中心平台，负责对辖区内在网车辆的数据存储、数据处

7、理，并实施对辖区内在网车辆的管理及监控，实时反映在网车辆运营状态，并根据管理和服务需求统计分析各类数据；通过设立工作站接入到监控中心平台，根据监控中心的授权实现对在网车辆的跟踪管理及各类信息服务，并可利用平台提供的接口功能实现与自身信息系统互联互通；相关企业以工作站接入方式根据监控中心的授权实现信息共享；对于个人用户，可通过网上查车系统实时监控及管理所属车辆信息，也可以通过手机短信方式查询车辆实时位置信息。系统在逻辑上分成五个层次：? 通讯层： 通讯层是整个系统的通讯处理中心，与各种车载终端及其它卫星定位系统实现数据交换、报文解析、链路维持等；从车载终端以及其它卫星定位系统接收的数据经过报文解

8、析后，以 SOCKET或 DCOM方式发送给业务处理层进行业务处理；接收来自于业务处理层的各种车载终端控制命令，按各类终端或其它卫星定位系统的协议要求形成通讯报文发送给车载终端。? 业务处理层： 业务处理层是整个系统的数据处理中心，对所有来自于通讯层的数据进行数据处理，并送往数据层进行数据存储；接收来自于业务功能层各种命令，并对这些命令进行各种数据处理，对于下行数据则需送往通讯服务器，最终命令车载终端执行相关命令。? 业务功能层： 业务功能层是整个系统业务功能及应用的实现，如实时监控服务、网上查车服务、车辆管理、报表管理等。2? 数据层： 数据层是系统的数据存储中心，只与业务处理层及业务功能层

9、有数据交换，从而有效保护的数据的安全。? 用户界面层： 包括各类客户端软件，如监控工作站等。网络拓扑结构图北斗 /GPS 卫星定位安全服务系统网络系统分为内部局域网和广域网两部分。内部局域网包括监控中心各类服务器及监控中心工作站；广域网包括互联网的接入、各机关单位办公系统的互联。局域网采用星型拓扑结构，配置千兆三层核心交换机采用全集中的方式组网，各接入端设备采用千兆到桌面的千兆以太网技术以满足各业务应用系统对网络功能和性能的要求。采用 VLAN技术，可根据应用来划分不同的VLAN ，通过三层交换机进行VLAN之间的访问与控制。广域网的连接包括互联网的接入及联通、电信运营商专线的接入。分控中心、

10、行业主管部门、相关企业用户及个人通过互联网访问监控中心北斗/GPS 数据中心；各个车载终端通过电信、联通线路，访问监控中心北斗/GPS 数据中心。在互联网的出口，设置千兆防火墙，来保护内部网络安全。对外提供服务的网上查车、报表及管理服务器放置在DMZ 区。车台与监控中心北斗/GPS 数据中心通过电信、联通专线连接，在入口处设置一防火墙，保证内部网络安全。监控中心系统配置清单监控中心包括通讯子系统、Web 子系统、业务处理子系统及数据库子系统四个部份。通讯子系统配置： CPU:Intel Xeon L5420 、主频： 2.5GHz 、内存： 16.00GHz、硬盘容量： 300GB系统： Wi

11、ndows 2003软件：通讯服务器、交通部标准终端接入前置机、交通部转发服务IP：（通讯子系统1）、（通讯子系统2）共用虚地址：外网：终端连接端口：446接入上级平台端口：10200功能说明：3两台通讯子系统双机热备，对外共用一个虚地址，当通讯子系统1 故障时，通讯子系统2自动接管所有业务；与交通部标准终端对接，实现与数据收发及协议解析功能；与上级监管对接，实现与数据收发及协议解析功能。WEB 子系统配置： CPU： Intel Xeon L5420 、主频： 2.5GHz 、内存： 16.00GHz、硬盘容量： 300GB系统： Windows 2003软件：管理分析系统、StarGIS

12、地图引擎IP：（通讯子系统1）、（通讯子系统2）共用虚地址：外网：WEB 端口： 8001功能说明：两台 WEB 子系统双机热备，对外共用一个虚地址；当WEB 子系统 1 故障时， WEB 子系统 2 自动接管所有业务；为各客户端系统提供地图服务；BS 服务端，提供用户、车辆、终端等基本信息的管理功能与各种报表的统计分析功能。业务处理子系统配置： CPU:Intel Xeon L5420 、主频： 3.0GHz 、内存： 16.00GHz、硬盘容量： 300GB系统： Windows 2003软件：业务处理服务器IP：（业务处理子系统1）、（业务处理子系统2）共用虚地址：外网：客户端连接端口：

13、8002功能说明：两台业务处理子系统双机热备，对外共用一个虚地址；当业务处理子系统1 故障时，业务处理子系统2 自动接管所有业务；提供数据处理，分析功能及记录数据库功能；做为 CS 客户端的服务端，为客户端提供各种服务。4数据库子系统配置： CPU： Intel Xeon L5420 、主频： 2.13GHz 、内存： 16.00GHz 、硬盘容量：300GB、磁盘阵列： 12TB系统： Windows 2003软件： SQL Server 2008IP：（业务处理子系统1）、（业务处理子系统2）共用虚地址：功能说明：两台数据库子系统双机热备，对外共用一个虚地址；当数据库子系统1 故障时，数据

14、库子系统 2 自动接管所有业务；为系统提供数据存储功能。3.3 监控中心平台中心平台作用功能通过中心平台，可以实时反映所有在网公务车辆实际情况；对各分控中心实现在线管理、系统升级和技术支持等；统计各分控中心及工作站上传的运营数据；根据管理和服务需要，统计分析各类数据。监控中心同时可为各政府机关部门提供平台接口和信息服务，实现资源共享。监控中心系统结构管理分中心行业主管部门企业Internet监控工作站 1监控工作站 n网管工作站报表工作站通信子系统业务处理子系统WEB 子系统呼叫中心网管中心通讯服务器 1通讯服务器 2通讯服务器 N业务处理业务处理业务处理WEB服务器 1WEB 服务器 2服务

15、器 1服务器 2服务器 N(管理及报表服务 )(网上查车服务 )存储子系统GPRS/CDMA GPRS/CDMAGPRS/CDMA前置机 1前置机 2前置机 N其它系统接入 其它系统接入其它系统接入前置机 1前置机 2前置机 NSqlServer (1)SqlServer(2)存储服务器5监控中心从功能上划分，可以划分为多个组成部分：通信子系统、数据库管理子系统、业务处理子系统、 WEB 服务子系统、工作站操作平台、呼叫中心以及网管中心。通信子系统的主要设备包括通讯服务器、短信前置机、 GPRS/CDMA 前置机以及系统接入前置机。通信子系统负责整个系统与车载终端的通信，其中 GPRS/CDM

16、A 前置机通过 GPRS/CDMA 网络直接与车载终端通过 TCP/IP 进行通信； 短信前置机是在车载终端 GPRS/CDMA 不在线的情况下， 系统上 /下行数据的备份数据通道。系统短信接入可采用多种方式： 1）移动网关接入； 2）联通网关接入； 3）网关代理接入； 4）短信 MODEM 接入。GPRS 接入提供多种方式：1）CMNET ；2） CMWAP ；3）专网接入。存储子系统是系统的存储中心，负责整个系统的数据存储及备份。监控中心中的通信子系统、数据库服务子系统、WEB 服务子系统以及业务处理子系统的设备建议设在专用机房内，与操作平台分开，设专人管理。终端平台可设在监控大厅内，可完

17、成系统日常的一般车载终端管理和监控操作。监控中心设备功能服务器 管理及报表服务管理及报表分析子系统除完成车辆管理、用户及权限管理以外，是整个系统的数据分析中心，对各种数据进行统计分析，最终形成直接的统计报表。主要完成以下功能：1) 车辆注册及管理；2) 用户及权限管理；3) 日志管理功能：通过日志记录能够详细了解操作员对车载终端用户的各种操作过程以及操作的结果，日志可以作为管理操作人员的依据，也可以为分析系统或设备故障提供参考，可以对日志进行查询、保存和删除等；4) 各种统计分析报表。工作站操作平台在监控中心可设立监控中心工作站，实现对车辆的监控、查询、监听、报警自动显示、车辆轨迹回放、地理信

18、息查询、车辆调度信息发送、车辆黑匣子数据查询，以及报表分析、车辆注册等功能。包括以下类型的工作站：61) 监控工作站：实际时车辆的监控、查询、监听、报警自动显示、轨迹回放、调度、车辆控制等功能；2) 管理工作站： B/S 结构，包括车辆管理、用户管理二大功能；3) 报表处理工作站：生成各种专有报表。3.4 工作站各类工作站是系统的操作平台，可以实现对车辆的监控、查询、监听、报警自动显示、车辆轨迹回放、地理信息查询、车辆调度信息发送、车辆黑匣子数据查询，以及报表分析、车辆注册等功能 , 工作站能与本地公安 110 实现系统直连，确保实现迅速、可靠的安全报警功能，并根据需要实现车辆实时监控、车辆油

19、电控制等。包括以下类型的工作站：? 监控工作站： 支持车辆实时监控、实时报警显示及处理、车辆控制、车辆调度、信息发布、电话召车、轨迹回放、车载终端各类参数设置、车辆运营状况实时管理等功能。? 管理工作站： 包括车辆管理、用户管理二大功能。车辆管理支持车辆注册、驾驶员管理、车载终端类型管理、车辆类别管理等；用户管理包括用户组管理、用户注册及权限管理。? 报表处理工作站： 生成各种专有报表 ,如报警统计表、里程统计表、行车统计表。四、系统功能简介4.1 监控工作站功能实时定位跟踪控制中心可以选择配置车载终端，使其满足特定条件时车载终端主动上报位置数据。可设定的条件包括：指定次数、指定时间间隔、指定

20、距离间隔等发送位置信息到控制中心。另外可进行附加的回报条件设置如“停车不汇报 ”以节省 GPRS/CDMA1X流量。对于车载终端回报的数据保存在数据库，监控终端可以查询。并且，对于特殊应用行业如出租车能够针对空重车进行不同的定位跟踪频率的设置。车辆位置查询监控站可以选择查看车辆当前的位置信息。车载终端通过北斗/GPS 模块接收卫星信息，该信息通过无线通信（GPRS/CDMA1X ）手段传回控制中心后在电子地图上显示出来，可以确定车辆的地理位置。并且支持末次位置查询，方便无位置查询权限的用户进行位置的查看。图像监控功能7以下条件可以触发拍照：中心发送图像拍照请求：当中心要求车载终端摄像时，中心将

21、发送拍照请求给车载终端，车载终端将启动摄像头进行拍摄，并按要求传输到中心；中心可配置图像拍摄的间隔，也可以依照其它触发条件进行拍摄：如车载终端触发报警信号时，将自动启动拍摄；车门打开时将自动启动拍照。拍照的图片可以实时上传，也可以存储在车载终端缓存中。远程车辆控制操作用户在经过特权用户认证后，可以选择对车辆进行远程控制，包括：油路关闭 /恢复控制；打开车门 /关闭车门。车辆报警车辆报警包括防劫报警、防盗报警、开车门报警、超速报警、进入离开区域报警、超速报警、温度报警、偏移路线报警、超时停车/驾驶报警、非法点火、欠压/掉电报警和其它的自定义报警等。报警均可根据实际的紧急情况的不同设置为不同的等级

22、进行不同的处理。车辆轨迹数据回放中心保存车辆的所有监控和报警数据，可以选择在任意时间查询任意车辆的轨迹回放数据。轨迹回放时可以选择回放速度，回放时间，是否显示轨迹等，并且支持拖放、快速播放、单步播放等。远程维护车载终端支持远程复位车载终端，远程升级车载终端和远程自检车载终端的信息状况、远程获取终端的版本信息，从而能够进行远程车载终端的维护及后期功能的升级。4.2 电子派车功能管理系统接入政府各机关办公系统，可实现各办公系统电子派车管理功能。派车申请系统将设置用车申请账号，需用车部门在各自办公系统中提交用车申请表。派车审批由行政部门审批，通过监控系统查看当前车辆使用情况，下达任务给各驾驶员，系统

23、将自动通知用车部门车辆安排情况。8用车记录每位司机将配备身份识别卡，驾驶员开始打卡开始用车任务，系统将自动记录用车起始时间、位置、里程和用车人员信息。任务结束用车结束后，系统将自动任务行驶路线，里程统计等数据。结算报表任务结束后，系统将根据用车车型、时间、里程、油耗等数据提供费用结算表，并将缴费通知下发给用车部门。用车统计系统可按月统计各部门用车情况，统计用车趟次、里程、油耗、费用的数据。4.3 报表统计功能根据车载终端上报的数据进行分析统计，形成可用的数据供相关部门及人员参考。报警报表统计对选定的车辆进行各类报警的统计，可按设置的条件如：车牌号、时间段或报警级别等进行统计。并可对单类的报警明

24、细进行更加详细的查询分析。里程统计报表对选定的车辆进行相关里程的统计，可按设置的条件如：车牌号、时间段、司机等进行统计。记录结果包含：开始时间及起始里程数、结束时间及结束里程数。另外，里程统计还支持特殊行业的不同的里程统计方法，如按司机进行里程统计、按空重车进行里程统计。服务到期车辆统计统计即将到期 /已经到期的车辆。包含的记录信息包括：车牌号码、所属区域、车主姓名、联系电话、到期天数、服务开始时间、服务到期时间。行车统计报表对选定的车辆进行相关行车情况统计，统计行车情况如：进出区域情况、趟次出行情况、按时归班情况、偏移路线情况等等。9故障疑点数据分析报表对于开启了行车记录仪功能的车载终端，可

25、以对其进行统计某个时间段内的详细行车情况，生成一段段的停车数据后，可在分析表里头形成图标数据供事后行车参考分析。操作指令报表所有的监控人员的操作指令都保存在该表中，以供事后查看相关人员对车载终端所作的操作，方便网管人员对用户的平台操作进行管理。统计的情况包括：操作时间、类型、流水号、操作员、车牌号码、操作信息、结果、描述等。轨迹报表统计车载终端回报的所有的数据，该报表主要包含以下记录信息：北斗/GPS 时间、接收时间、通讯方式、经度、纬度、方向、速度、总里程数、车辆状态、重车状态、车况、是否报警报文等。车辆管理实现对所属区域下的所有车载终端的相关信息进行管理。终端类型管理对平台下允许的不同厂家

26、的终端及相同厂家下的不同的终端型号进行注册管理。车辆类型管理对平台下允许的不同车辆类型进行注册管理，如：出租车、物流车、长途客运、私家车等等。区域管理对平台下不同的车辆所属的不同区域进行管理，方便车载终端的管理。驾驶员管理对车辆所属的驾驶员的相关信息如：姓名、性别、驾驶员证件、驾驶车辆的车牌号、车辆所属区域、初领证日期、驾驶证的有效期、是否能够驾驶、从业资格证号、驾驶员住址进行管理，助力企业的车队管理。同时运用动态信息掌握驾驶员行车状况，确保驾驶员安全与紧急事故实时管理，防止驾驶员因超时工作所引发的安全事故。标注类别管理在监控站上显示的标注信息的类别如：探头、电子眼、学校、高速测试区等不同种类

27、的标注及显示文字进行管理，以便在进行相关操作的时候具有灵活的可选性。车辆信息查询根据用户的需要提交的部分车辆信息，查询车辆的详细信息情况。10用户及权限管理用户及用户组管理对监控系统下的所有的用户进行管理，主要包括：用户所属的用户组、所能控制的区域及允许访问模块等。用户组主要包括如：中心管理员、区域管理员、接线员等。权限管理分级权限管理，中心管理员可实现对系统下的每一个用户的允许访问模块诸如监控工作站或管理分析系统等的每一个菜单的权限列表进行统一的配置管理。以方便对操作用户的允许操作动作进行细化管理。安全管理对于整个系统的各个部分进行安全性管理，主要包括： 车载终端操作安全管理、系统平台加密、

28、地图加密、客户端监控站加密。车载终端安全：对车载终端的操作可配置为需要密码的方式，当需要发送任何命令给车载终端的时候都需要输入车载终端密码；对车载终端发送断油断电指令的时候需要经过第2个用户的确认方可发送成功；对车载终端的任何配置的修改均需要超级密码进行确认。系统安全：平台上的软件需要加密狗或硬件证书来对其进行保护，防止软件的非法使用。地图加密： 监控站的地图需要专门的加密软件进行加密后方可使用，防止地图的非法盗用。监控站安全：监控站的正常运行需要加密狗或硬件证书来保证，防止监控站软件被非法盗用。五、终端设备参数终端融合了北斗/GPS 卫星定位、里程管理及汽车黑匣子技术，实现对车辆的智能监管及

29、调度。本产品符合交通部JT/T 794-2011,JT/T 808-2011 标准，支持 CAN 总线采集功能，多协议设计，兼容多种平台。主要功能01、实时监控08、禁驾报警15、车载电话02、智能调度09、紧急报警16、盲区补偿03、图像监控10、偏航报警17、广告发布04、电子围栏11、疲劳驾驶报警18、远程断油断电05、里程统计12、分段超速报警19、远程监听06、行车记录仪13、掉电 /欠压报警20、远程诊断07、汽车黑匣子14、短信远程配置、查21、远程升级11询产品特性支持多协议，兼容多平台支持北斗 /GPS 双模定位（选配）多级休眠设计，待机时间长多接口设计、扩展性强、维护性好、

30、升级简单集成语音播报功能，免提通话，提高行车安全标准配件主机、电源线、BD/GPS 天线、 CDMA/GSM天线、手动报警线、标准接口线、扩展接口线、免提喇叭、用户手册、合格证可选配件导航屏调度屏DB9 延长线油耗仪免提 MIC热敏打印机一体化摄像头图像采集器通话手柄IC 读卡器熄火继电器性能参数通讯模块通信协议：CMDA/GSM数据速率：最大下行传输速率：85.6 kbps振动指标：频率： 1055Hz ，振幅： 0.75mm ， 3 个轴向每个轴向2 小时工业级别：工业级（ 3 级）GPS 卫星接收机灵敏度：-160.dbm定位精度：10m速度精度：0.1 m/s更新率：1Hz卫星捕获时间：冷启动 32s热启动 1s接收方式：32 通道并行接收功耗12工作电压：DC9V36V最小电流：20mA最大电流：300mA最小功耗：0.24W最大功耗：3.6W物理参数外形尺寸：111 14232（ mm）外观材料：铝合金质量：380g环境条件工作温度：-2575 存储温度：-4085 工作湿度：95%13