企业车载GPS系统设计和实现

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0 引言

从企业层面讲，道路交通安全是企业安全环保工作的重要组成部分。据国家统计数据，交通事故中因驾驶员行为导致的交通事故占事故总数的80%以上，因此为交通安全受控提供科技支持，减少或避免交通事故，保护企业员工生命财产安全，依托先进的信息化手段，采取切实有效措施强化道路交通安全管理办法，在大型及中型客运、生产指挥用车应推广运用GPS定位控制预警系统以为企业客运部门当务之急。

1 系统建设主要技术

GPS（Global Positioning System）是全球卫星导航定位系统的简称，它由空间卫星、地面测控系统和用户终端设备组成。空间卫星系统是由24颗分布在6个等间隔轨道上的卫星组成，可保证全球任何地区，任何时刻都有不少于4颗卫星以供观测。地面测控系统主要功能是监测并控制卫星的运行轨道及卫星上下行广播数据。

GSM（Global System For Mobile Communications）系统是目前基于时分多址技术的移动通信体质中应用最广的一种系统。定位信息传输过程是：GPS接收器根据卫星广播数据，计算出位置、高度、速度和方向等，通过GSM车载模块，以短信息的方式发送至GSM基站，基站将短信息传到移动通讯公司的GSM交换机，再传至短信中心，短信中心先将收到的短信息存在数据库中，再根据短信息的目标号码，以反向线路，发给控制中心的GSM接收器（点对点通讯），或通过DDN专线传到控制中心进行数据处理。

GIS（Geographic Information System）：为获取、存储检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机数据库管理系统。

2 系统建设基本构架设计及运行流程

gps车辆监控系统以局域网为骨架，将监控中心、分控中心、数据服务器、无线移动通信网、GPS车载终端有机地结合在一起，实现分布式多级监控，具有“经济、实用、性能价格比高、可伸缩性强”的优点。总体结构如图所示：

车辆上安装车载终端，车载终端上的GPS接收机接收卫星定位信息、获取车辆运行状态信息（如超速行驶、偏航等信息）、速度和位置信息。

信息通过GSM/GPRS网络发送至服务器端。

软件系统对传递过来的信息进行处理并把车辆的位置显示在调度中心的GIS平台上。

调度中心利用GIS平台对数据进行分析和管理，并根据车辆的运行状况实时对车辆进行调度、监控。

3 系统实现

基于GPS技术的车辆监控系统由GPS定位卫星、车载终端、GSM/GPRS网络、监控中心等部分组成。

3.1 GPS定位卫星

提供车辆的定位坐标、车辆速度等信息。

3.2 车载终端

车载设备利用GPS接收模块接收GPS卫星信号，经过计算后得到车辆动态位置，通过车载内置GSM模块经由GSM网络的短信息平台传输到主控中心的GPS服务器，利用TCP/IP网络协议转发至受理台，将车辆位置实时的显示在GIS地理信息系统上。同时各个受理台与车载台之间利用TCP/IP网络系统通过GPS服务器经由短信息中心进行信息传输，可以发送和接收各种调度指令、一般信息、状态信息等。车载设备主要包括GPS模块，接口及SIM卡。GPS模块负责接收GPS卫星信号；接口完成和其他辅助功能设备的对接，如调度显示屏，导航仪等；SIM卡负责将从GPS模块或者辅助设备采集的数据通过网络传输到服务器端。

3.3 GSM/GPRS网络

包括GSM/GPRS基站、短信息服务中心、GPRS服务中心三个部分。GSM/GPRS网络接入Internet，通过Internet与信息服务中心进行交互，通讯方式采用GPRS方式。目前系统采用中国移动公司的GSM/GPRS网络。

3.4 监控中心

监控中心是整个系统的控制中心，可以监控系统中任何一辆车，控制各分控中心的权限等。监控中心对所有数据具有收集、存储、分析、处理和智能检索的功能。系统通过车载GPS接收机、驾驶员按键操作、调度员操作等形式，收集各种数据，提高数据的实时性、准确性。存放所有车辆的运行轨迹，包括车辆运行位置、速度、方向、当时驾驶员等信息，调度人员可以利用该数据库进行历史任务执行情况的回放。监控中心主机通过GPRS网络或企业局域络发送控制命令和接收来自车辆的各种数据。监控中心由监控终端，调度终端，监控主屏等构成。

3.5 平台建设

根据企业车辆数量情况，搭建适合自身车辆数量的GPS系

统管理平台，需考虑后续车辆增多后扩容的需求。管理平台通常搭建在企业内部信息网络管理部门，可利用企业现有相关网络资源，和移动运营商取得对接。管理平台包括网络接入和服务器搭建两部分。

网络接入的方式：租用移动移动链路，经过路由器、防火墙进入企业局域网。

服务器搭建：服务器由GIS服务器，应用服务器，数据库服务器组成。GIS服务器为客户端提供地图和数据服务；应用服务器提供用户与服务器之间的访问，以及与数据库服务器之间的数据访问。

4 系统功能介绍

车辆实时定位与跟踪：通过双向数据传输实现对车辆和业务的动态管理。控制中心可以设置车载终端在指定时间间隔内如30S，主动上报位置数据到控制中心，车载终端上报的数据保存在数据库，可以用监控终端查询。

集群定位：实时更新车辆数据、显示数据变化、能够实时查询运输车辆的当前位置，同时显示该车辆速度、运行方向、所在地市、车辆基本信息、车辆工作状态、车辆所在地等信息，并能在中心的电子地图上形象地显示车辆当前的运营状态。

历史轨迹查看及回放：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、播放、单步播放等。

紧急报警：一旦遇有紧急险情（如遭劫等），可马上按动终端上的应急报警按钮，便自动向监管中心报警。

运营数据管理：可将数据实时或定时回传，便于对车辆营运数据的统计及分析；车辆上下线率是统计车载设备运行情况的重要依据,及时掌握车辆上下线情况,不仅能确保车辆的安全监控,而且可以确保运营数据统计的合理性及准确性.对下线车辆和运营数据不回传车辆及时维修；营运数据统计查询：根据车队对所有车辆的营运数据进行月、季度、年统计并生成报表。显示车辆出勤率、运输量、运输周转量等情况，并可根据时间段等条件进行查询。

5 结束语

通过GPS车辆监控系统在企业客运部门的应用，构建了一个智能化的客运车辆监控、调度管理平台，对车辆行驶中的超速行驶、不按线路行驶、超时运行、私自出车和出私车等易发事故的违章行为，及时发出预警提示和指令，使客运车辆的运行更进一步受控，有效避免道路交通事故的发生，也大大提升企业客运部门的管理水平，实现客运分公司车辆调度管理的现代化、实时化和信息化。

参考文献：

[1]黄丁发等，GPS卫星导航定位技术与方法，科学出版社，2009（6）.

[2]李琳、姜春雨，局域网技术与应用，清华大学出版社，2004（7）.