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一、需求分析
運輸管理的最終目標是降低成本、提高工作效率以及服務水平，這需要企業(yè)能夠及時、準確、全面的掌握運輸車輛的信息，對運輸車輛實現(xiàn)實時監(jiān)控調度。現(xiàn)代科技、通訊技術的發(fā)展，GPS/GIS技術的成熟和3G/4G無線通訊技術的廣泛應用，為現(xiàn)代車輛管理提供了強大而有效的工具。GPS/GIS/3G/4G對企業(yè)優(yōu)化資源配置、提高市場競爭力，將會起到積極的促進作用。
一般運輸行業(yè)需求的特點是：
- 業(yè)務覆蓋地域廣
- 車輛眾多，信息量大
- 區(qū)域與線路監(jiān)控要求突出
- 與運管單位配合緊密
- 對旅客安全保障要求高
- 對系統(tǒng)響應要求靈活、及時
- 需要位置服務信息的需求多
- 數(shù)據(jù)共享程度要求高
- 需要完善車輛統(tǒng)一信息管理
二、3G/4G網(wǎng)絡概述
3G/4G無線是目前解決移動通信信息服務的一種較完美的業(yè)務，它是以數(shù)據(jù)流量計費、覆蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)傳輸速度更快。3G/4G無線網(wǎng)絡的推出，為行業(yè)和企業(yè)用戶開展無線辦公提供了基礎設施平臺，為推動移動辦公的應用和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。與有線網(wǎng)絡相比，3G/4G無線網(wǎng)絡具有租用費用低、移動辦公，不受地域制約等優(yōu)點。3G/4G無線網(wǎng)絡的出現(xiàn)為企業(yè)和行業(yè)用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。
3G/4G無線網(wǎng)絡的傳輸方式對比行駛中的車輛上的位置信息傳送到中心必須依賴于無線傳輸系統(tǒng)，現(xiàn)在覆蓋范圍最廣的是GSM系統(tǒng)，所以目前市場上的大多數(shù)車載定位終端都采用GSM通信模塊作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，利用GSM提供的短消息功能傳輸車輛的位置數(shù)據(jù)到控制中心。但是實際使用中發(fā)現(xiàn)，利用短消息傳輸數(shù)據(jù)存在兩個主要缺點：
- 傳輸速度慢。一般情況下，采用擴展短消息實體的方式直接連接到短消息中心可提高短消息傳輸?shù)乃俣龋瑢嶋H測試結果發(fā)現(xiàn)車輛的位置信息從車載設備發(fā)送到中心正常時需要3-5秒，在短信中心忙的狀態(tài)下還達不到這個速度。相對于車速正常為60-80公里/小時的車輛，中心收到數(shù)據(jù)的實際誤差可能達到80-120米。
- 傳輸費用高。短消息的收費是按發(fā)送短消息的條數(shù)計費，一般情況下是0.1元/條，對于大業(yè)務量可適當?shù)膬?yōu)惠，但是即使這樣其費用也無法滿足實際應用中隨時監(jiān)控車輛的需求。
對于一般單位車輛采用GPS系統(tǒng)應用于車輛管理方面，那么上面兩點缺點可能影響不大，但是對于實時性要求較高的車輛，關鍵時刻需要盡可能準確的位置信息才能正確定位車輛并采取必要的措施。采用3G/4G無線傳輸數(shù)據(jù)則不存在這些缺點。3G/4G無線通信模塊一旦接通就永遠在線，在線時數(shù)據(jù)的傳輸速度在1秒以下。這就是說車輛的位置信息發(fā)送后中心在1秒鐘之內就可以在電子地圖上顯示出來。而且3G/4G無線一般采用包月制或按流量計費的方式，數(shù)據(jù)傳輸成本遠低于短消息的方式。
三、系統(tǒng)概念
3G/4G無線網(wǎng)絡運輸車輛管理調度系統(tǒng)是集全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）以及3G/4G無線通信技術于一體的軟、硬件綜合系統(tǒng)。主要由三部分組成：車載終端（GPS設備＋CM510 DTU）、3G/4G無線數(shù)據(jù)鏈路和監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)�？蓪σ苿榆囕v進行統(tǒng)一集中管理和實時監(jiān)控調度指揮。
鑒于旅游行業(yè)的特殊可靠性要求，信息系統(tǒng)在總體建設上利用寬帶固定IP（ADSL綁定IP或DDN業(yè)務）＋3G/4G無線網(wǎng)絡技術，保證網(wǎng)絡的互聯(lián)互通性，提供具有一定QOS的帶寬保證，所采用的設備以及網(wǎng)絡構架都具有良好可擴展性，可以根據(jù)后續(xù)發(fā)展的需求，在不改變現(xiàn)有組網(wǎng)方案的情況下，通過增加3G/4G DTU設備，實現(xiàn)遠程無線數(shù)據(jù)傳輸功能。
四、系統(tǒng)拓撲
五、系統(tǒng)特點
- 強大的車輛準確定位、實時監(jiān)控、高效調度功能
- 提供標準的數(shù)據(jù)接口，可實現(xiàn)與企業(yè)管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)的無縫對接
- 可同時支持多種通信方式，包括GSM短消息、語音、3G/4G無線網(wǎng)絡
- 支持多級架構，多中心級連、分布式互聯(lián)，支持移動中心
- 系統(tǒng)具有完整安全以及自動災難恢復機制，保證安全穩(wěn)定，降低系統(tǒng)維護成本
- 精確的數(shù)字地圖及專業(yè)的地圖服務支持，擁有全國至地級市的精確電子地圖
- 業(yè)界領先的高速2DGIS及3DGIS引擎，特別適合實時監(jiān)控系統(tǒng)
六、系統(tǒng)綜合
A:總控中心結構
總控制中心是整個系統(tǒng)的控制中心，總控中心可以控制本系統(tǒng)中任何中心注冊的車輛，可以控制各分控中心的權限等�？偪刂行奶峁┱麄�系統(tǒng)唯一對外的通信接口（通信服務器），連接GPRS接入網(wǎng)關等。總控中心擁有整個系統(tǒng)唯一的數(shù)據(jù)中心，統(tǒng)一管理調度整個系統(tǒng)的車輛。
本系統(tǒng)總控制中心系統(tǒng)和安裝在車輛上的車載設備（GPS設備＋CM510 3G/4G DTU）之間通過通信實現(xiàn)車輛地理位置信息實時上傳，車輛報警、求助，調度與信息發(fā)布，遠程參數(shù)設置與菜單修改等功能；通過中心系統(tǒng)實現(xiàn)基于電子地圖的地理信息查詢，車輛信息查詢，車輛軌跡保存、回放等功能。
本系統(tǒng)總控制中心系統(tǒng)和安裝在車輛上的車載設備（GPS設備＋才茂CM510 3G/4G DTU)之間通過通信實現(xiàn)車輛地理位置信息實時上傳，車輛報警、求助，調度與信息發(fā)布，遠程參數(shù)設置與菜單修改等功能；通過中心系統(tǒng)實現(xiàn)基于電子地圖的地理信息查詢，車輛信息查詢，車輛軌跡保存、回放等功能。
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3G/4G無線通信終端CM510 DTU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。
實時定位：
控制中心可以選擇配置車載設備，使其按特定時間或到達特定位置通過3G/4G無線傳輸設備發(fā)送位置信息到控制中心。對于指定時間回報數(shù)據(jù)是保存在網(wǎng)管數(shù)據(jù)庫，監(jiān)控終端可以查詢。對于指定位置回報數(shù)據(jù)是直接送到監(jiān)控終端。
車輛跟蹤調度：
系統(tǒng)建立起了車輛與系統(tǒng)用戶之間迅速、準確、有效的信息傳遞通道。用戶可以隨時掌握車輛狀態(tài)，迅速下達調度命令。同時，可以根據(jù)需要對車輛進行遠程控制，還可以為車輛提供服務信息。有多種監(jiān)控方式可供選擇。
敏感區(qū)域監(jiān)控：
旅游涵蓋的地理范圍如此之廣，隨時隨地的需要知道在各個區(qū)域內車輛的運行狀況、任務的執(zhí)行情況、任務安排情況，讓所轄范圍的運輸狀況在眼前一覽無余。在運輸過程中，有某些區(qū)域經常發(fā)生錢物丟失、交通事故，在運輸車輛進入該區(qū)域后，可以給與車輛提示信息。
客戶服務功能:
客戶在運輸過程中需要隨時了解自身的狀態(tài)，客戶可以通過兩種途徑得到需要的信息，一是通過系統(tǒng)查詢，二是通過撥打呼叫中心電話查詢。通過這兩條途徑客戶可以獲得如車輛定位、地物、路線規(guī)劃、車輛狀態(tài)等信息等。
車輛統(tǒng)一信息化管理:
由于旅游集團下屬車輛眾多，需要對車輛進行集中統(tǒng)一的信息化管理。管理內容涵蓋車輛的基本信息(如車牌號、車輛類型、噸位、顏色等)、保險信息（盜險、自然險等）、安全紀錄、事故借款等。系統(tǒng)將對車輛的所有這些信息進行采集、錄入，而后向用戶提供修改、刪除以及查詢功能。
調度與信息發(fā)布:
總控中心具有信息發(fā)布的功能。信息發(fā)布時可以選擇預先定義好的信息或自定義信息，向所有車輛或分組車輛發(fā)送信息。
行車軌跡記錄與查詢:
車輛行駛過程中的信息將被紀錄保存，方便事后查詢。用戶可選定過去一時間段，查詢該時間段內指定車輛的歷史數(shù)據(jù)，進行歷史回顯、分析。
車況黑匣子:
車況黑匣子業(yè)務提供了車輛行駛過程中最近狀態(tài)的記錄，數(shù)據(jù)保存在車載終端設備中，包括：
（1）位置記錄；
（2）報警記錄；
系統(tǒng)通過3G/4G無線網(wǎng)絡讀取黑匣子數(shù)據(jù)。保存黑匣子數(shù)據(jù)的時間間隔可以通過中心的實際情況進行配置。
B: cm510 DTU
廈門才茂2G/3G/4G DTU是一款工業(yè)級無線數(shù)據(jù)傳輸設備，支持電信、移動、聯(lián)通三大運營商的無線網(wǎng)絡，支持無線網(wǎng)絡有：GPRS/CDMA/WCDMA/TD-SCDMA/EVDO/LTE-FDD/LTE-TDD；設備為用戶提供TCP透明無線遠距離數(shù)據(jù)傳輸或者UDP透明無線遠距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?/p>
設備支持串口RS232接口、RS485接口、RS422接口、TTL接口或者USB接口，設備可以直接客戶的上述接口設備直接相連，把客戶的PLC設備、工控設備的數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)娇蛻舻臄?shù)據(jù)中心，實現(xiàn)對客戶端末設備的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、設備控制等功能。
采用ARM9工業(yè)級高性能嵌入式處理器，以實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺,超大內存,內嵌自主知識產權的TCP/IP協(xié)議棧；設備支持雙數(shù)據(jù)中心備份，以及多數(shù)據(jù)中心同步接收數(shù)據(jù)等功能；設備提供在線維持技術，保持數(shù)據(jù)終端永久在線，保存數(shù)據(jù)鏈路任何時候暢通，實現(xiàn)高速、穩(wěn)定、可靠的TCP/UDP透明數(shù)據(jù)傳輸功能。針對網(wǎng)絡流量和產品功耗比較敏感的客戶，本產品支持語音、短信、數(shù)據(jù)觸發(fā)上線以及超時自動斷線的功能，降低流量降低產品功耗，實現(xiàn)低功耗功能。
擁有ARM9工業(yè)級處理器和智能三級保護，它不但通過電力3000V電擊測試，還擁有專利技術，產品性能穩(wěn)定可靠。
已廣泛應用于電力集中抄表、水表集中抄表、熱網(wǎng)監(jiān)控、燃氣監(jiān)控、水利監(jiān)控、環(huán)保檢測、氣象檢測、地震監(jiān)測，交通控制等等行業(yè)。
七、系統(tǒng)效應
- 旅客和司機的安全有了更高程度的保證；
- 企業(yè)及旅客可以主動、隨時了解到當前的運行狀態(tài)信息及到達目的地的整個過程；
- 增強旅游企業(yè)和客戶之間的相互信任；
- 企業(yè)可以充分了解車輛信息，通過調度等途徑提高企業(yè)的經濟效益和管理水平；
詳細的行車記錄，事后有備可查，可糾正駕駛人員的不良習慣，降低車輛運行、維修成本；
八、總結
運輸車輛調度管理解決方案提供的服務依賴于通信3G/4G無線網(wǎng)絡技術體制。隨著公眾通信網(wǎng)絡的建設，特別是3G/4G通信網(wǎng)的高速發(fā)展，為GPS在通信目標中的應用開辟了廣闊的前景。本方案同樣可以使用于各種車輛的監(jiān)控調度領域。
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