在眾多行業(yè)領(lǐng)域中用戶不僅僅需要在中心端查看到車輛信息，車載端或者移動端的人員同樣需要看到自車的位置，進行自導航或者需要向中心端發(fā)回一些信息，及獲得中心端發(fā)來的命令或信息。

文 _ 郭建斌 超圖公司導航軟件事業(yè)部

　　近年來隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的廣泛應用，基于GPS的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，融合全球衛(wèi)星定位技術(shù)、地理信息技術(shù)和無線通信技術(shù)于一體，已經(jīng)越來越多地應用于各類車輛或移動設施的管理和監(jiān)控。

　　傳統(tǒng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)在車載端通常僅集成了GPS和通訊模塊，只允許中心端查看車輛信息，但由于在眾多行業(yè)領(lǐng)域中用戶不僅僅需要在中心端查看到車輛信息，車載端或者移動端的人員同樣需要看到自車的位置，進行自導航或者需要向中心端發(fā)回一些信息，及獲得中心端發(fā)來的命令或信息。同時隨著嵌入式設備配置不斷提高，價格不斷降低，通訊技術(shù)不斷發(fā)展，在車輛監(jiān)控系統(tǒng)中引入自導航系統(tǒng)已經(jīng)不存在困難。

　　基于超圖導航軟件開發(fā)平臺SuperNavigation Engine，結(jié)合GPRS無線通信技術(shù)，能夠方便地實現(xiàn)車輛監(jiān)控和自導航功能，并可以將很多業(yè)務功能加入嵌入端軟件，使傳統(tǒng)車輛監(jiān)控系統(tǒng)得到升級，并能更多地滿足各類行業(yè)用戶的特殊需求。

技術(shù)方案介紹

　　SuperNavigation Engine（以下簡稱SNE）是超圖公司面向衛(wèi)星定位導航市場推出的新一代導航應用軟件開發(fā)平臺。SNE基于超圖共相式GIS架構(gòu)和車載導航電子地圖應用存儲格式國家標準開發(fā)，支持多操作系統(tǒng)、多種集成開發(fā)環(huán)境和多種CPU類型。SNE充分運用了超圖在GIS領(lǐng)域的技術(shù)積累，創(chuàng)新地拓展了GIS在導航領(lǐng)域的應用，能夠快速地開發(fā)出適用于不同行業(yè)需求并與導航功能無縫結(jié)合的嵌入式應用軟件。

　　基于SNE開發(fā)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)嵌入端軟件，主要實現(xiàn)將接收到的GPS數(shù)據(jù)(經(jīng)緯度、高度、時間、速度等)進行解析，在車載端電子地圖上實時顯示當前位置，并可以進行自導航對車輛實現(xiàn)引導，也可以將車輛或者執(zhí)行任務的狀態(tài)輸入系統(tǒng)，通過設備帶有的GPRS無線通信模塊，將當前位置信息及其他狀態(tài)信息實時上傳至監(jiān)控中心。監(jiān)控中心在電子地圖上對被監(jiān)控車輛的各種參數(shù)進行顯示、監(jiān)控和查詢，并對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行分析，能夠?qū)v史軌跡進行回放等。

　　該系統(tǒng)適用于不同的行業(yè)和監(jiān)控場合，經(jīng)濟效益和社會效益明顯，可廣泛地應用于客運、物流、危險品運輸、公安、消防、智能交通管理等領(lǐng)域。

1 GPRS介紹及其數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)點

　　GPRS(General Packet Radio Service，通用分組無線業(yè)務)是一種以分組交換技術(shù)為基礎，采用IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡協(xié)議，傳輸高速、低速數(shù)據(jù)及信令的高效數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡。相對于傳統(tǒng)的遠程傳輸方式，GPRS數(shù)據(jù)傳輸具有突出的優(yōu)點：一方面，GPRS資費比較便宜，可以采用多種資費方案。對于大數(shù)據(jù)量業(yè)務的用戶可以采用包月的方式，對于小數(shù)據(jù)量業(yè)務的用戶可以根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和提供的服務質(zhì)量進行計費。另一方面，在GPRS網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡建立一次連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時才占用信道并被計費，保持時不占用信道不計費。這樣，數(shù)據(jù)采集點不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時的費用。而且GPRS能夠較好地支持頻繁、少量突發(fā)型的數(shù)據(jù)業(yè)務。此外，GPRS網(wǎng)絡接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。

　　 GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕獌?yōu)點：

　　移動通信：GPRS無線通信打破了過去有線通信的固定位置限制，可根據(jù)業(yè)務需要隨時增減數(shù)據(jù)傳輸點，極大地拓展了通信的領(lǐng)域。

　　費用低廉：GPRS網(wǎng)絡按照客戶收發(fā)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)流量來收費，極大地降低了通信使用費用。

　　永遠在線：客戶隨時都與網(wǎng)絡保持聯(lián)系，即使沒有數(shù)據(jù)傳送時,客戶仍然在網(wǎng)絡之間保持一種連接。

　　快速登錄：連接時間很快。GPRS無線終端一開機，就已經(jīng)與GPRS網(wǎng)絡建立了連接，每次登錄網(wǎng)絡，只需要一個激活過程，一般僅需1到3秒。

　　高速傳輸：由于GPRS網(wǎng)絡采取了先進的分組交換技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸最高理論值可達171.2kb/s。實際使用中一般能達到20～40 kb/s。組網(wǎng)靈活：中國移動的GPRS網(wǎng)絡覆蓋面廣，可在全國漫游而不增加額外費用，特別適合中小用戶以低成本方式在短時間內(nèi)組建自己的跨區(qū)域性數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。

　　信道保障：GPRS通信鏈路由中國移動這樣的專業(yè)運營商維護，在出現(xiàn)通信鏈路中斷的情況下能得到及時搶修，免除通信鏈路維護的后顧之憂。

　　防雷擊：GPRS采用小功率短天線，不需要室外架設大天線，克服了有線傳輸設備和無線電臺容易被雷擊而損壞和中斷通信的情況。

2 系統(tǒng)組成

　　基于GPS／GPRS車輛監(jiān)控系統(tǒng)由車載移動終端、通信網(wǎng)絡和監(jiān)控中心組成。其系統(tǒng)組成如上圖所示。 移動車輛配備的GPS硬件終端需具備GPS模塊和GPRS模塊，用以接收自車當前的位置、時間等信息，通過GPRS方式上傳到中心位置服務器。在監(jiān)控中心站，位置服務器接收各監(jiān)控目標的位置信息，并儲存到位置數(shù)據(jù)庫中?；赟uperMap Objects開發(fā)的中心端通過讀取數(shù)據(jù)庫中的位置信息并在地圖中顯示，對當前受監(jiān)控車輛所在的位置、車速及行進方向進行實時監(jiān)控，完成對車輛運行狀態(tài)、安全狀態(tài)、技術(shù)狀態(tài)的監(jiān)控。

3 基于SNE的車載終端系統(tǒng)的主要功能

　　導航地圖常規(guī)操作功能：完整的導航電子地圖顯示，實現(xiàn)地圖無級縮放，快速瀏覽、漫游等電子地圖功能。

　　GPS數(shù)據(jù)解析功能：負責實時解析GPS數(shù)據(jù)，包括經(jīng)緯度信息、車速、方向、時間等信息。巡航功能：車輛行駛過程中，系統(tǒng)將解析后的GPS信息實時定位到地圖上以達到巡航功能。查詢索引功能：可對電子地圖中的POI點進行索引分類，并可以根據(jù)首字母、全文、分類等方式進行查詢。

　　路徑分析功能：可以當前GPS信號點為起始點，對選擇的目標點進行路徑分析，可提供最短或最快分析方式供選擇。車輛引導功能：可按照路徑分析路線或預設路線對車輛行駛進行引導，可提供路口放大圖，并可進行語音提示。軌跡記錄功能：記錄車輛軌跡，并提供查看軌跡功能。

　　工作狀態(tài)選擇發(fā)回功能：可通過預設的狀態(tài)選項，由操作者選擇相對應的工作狀態(tài)（如巡邏、趕往目的地、到達目的地、處理完畢等狀態(tài)），并可以人工輸入文本信息傳回中心。可與車輛裝配的視頻采集系統(tǒng)結(jié)合，可以在嵌入端顯示視頻，也可以在通訊許可的情況下傳輸視頻或圖片回中心端

　　GPRS自動連接功能：系統(tǒng)啟動后自動連接GPRS、在E網(wǎng)和G網(wǎng)切換過程中自動連接GPRS網(wǎng)絡來保證網(wǎng)絡的連通性。 GPS位置信息無線IP

　　傳輸功能：GPRS專用數(shù)據(jù)終端內(nèi)嵌完整TCP/IP協(xié)議棧，可以將數(shù)據(jù)封裝成IP幀，然后通過無線模塊傳送到GPRS網(wǎng)絡上。而大多數(shù)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)終端設備（如GPS設備）一般不具有IP功能，通過GPRS專用數(shù)據(jù)終端，能輕松聯(lián)網(wǎng)。

4 中心端系統(tǒng)功能

　　車輛地理位置信息查詢：車載設備通過GPS模塊接收衛(wèi)星信息，可以提供實時的車輛位置信息。該信息通過無線通信（GPRS）手段傳回控制中心后在電子地圖上顯示出來，可以確定車輛的地理位置?；谲囕d設備提供的信息整個系統(tǒng)可以提供如下基本功能：

　　車輛監(jiān)控：控制中心可以通過監(jiān)控終端選擇監(jiān)控單輛車或按特定條件組合的多輛車?？刂浦行谋O(jiān)控車輛時可以選擇指定車載設備按一定時間間隔或按一定位置間隔發(fā)送位置信息回中心?？刂浦行脑陔娮拥貓D上顯示車輛位置，并可顯示車輛行使的軌跡路線。中心可以同時監(jiān)控多輛車。電子地圖功能：總控中心通過監(jiān)控終端上的電子地圖可以實現(xiàn)——地理位置信息查詢；地圖漫游縮放、全副顯示、鷹眼圖功能、任意兩點或多點之間的直線或折線距離。

　　車輛軌跡數(shù)據(jù)保存、回放：控制中心保存車輛的所有監(jiān)控數(shù)據(jù)，可以選擇在任意時間查詢?nèi)我廛囕v的軌跡回放數(shù)據(jù)。軌跡回放時可以選擇回放速度，回放時間，是否顯示軌跡等。車載設備保存一定時間的黑匣子數(shù)據(jù)，中心可以選擇查詢保存在車載設備的數(shù)據(jù)。

　　決策信息管理：監(jiān)控中心根據(jù)車輛位置獲取當前點的警力部署情況，預案準備情況等決策數(shù)據(jù)。

　　中心端的車輛監(jiān)控系統(tǒng)可基于SuperMap IS或SuperMap Objects產(chǎn)品進行開發(fā)。功能方面結(jié)合各個行業(yè)的業(yè)務方向有大量豐富的應用，此處不多做介紹。

　　在大型公眾活動警用車輛監(jiān)控中的應用 使用GPRS作為GPS移動車輛綜合監(jiān)控系統(tǒng)的無線傳輸手段，具有費用低、無需線纜施工及安全可靠、維護方便的特點。它是一種經(jīng)濟可行、技術(shù)先進的系統(tǒng)構(gòu)建方案，這將使車輛監(jiān)控系統(tǒng)具有更為廣闊的應用前景。 因此這一基于SNE的應用方案已在公安、地震應急、煙草物流、衛(wèi)生防疫等領(lǐng)域投入實際運行。其工作穩(wěn)定，能夠較精確地完成車輛監(jiān)控、導航和相關(guān)業(yè)務處理。上圖的應用實例就是基于這一方案，與公安應急指揮系統(tǒng)結(jié)合的警用車輛監(jiān)控項目應用。該系統(tǒng)結(jié)合了GPS、GIS和RS，應用于警用護衛(wèi)車輛的監(jiān)控和對應急突發(fā)事件的實時調(diào)度處理，車載端軟件提供了前面方案中的各項功能，使得車上人員可以隨時得到自車位置，并按照既定路線行駛，同時可以隨時向中心上報各種情況。而中心端也可以實時接收到車輛位置信息，結(jié)合各類視頻和應急管理系統(tǒng)對大型群體活動的行進路線進行管理和監(jiān)控，對可能發(fā)生的應急突發(fā)事件進行處理和管控。