车辆G P S/北斗定位监控方案河北任安电子科技有限公司2014年7月20日目录一、概述北斗系统是自行研制的全球与（BDS），是继美（GPS）和俄之后第三个成熟的。

系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度高，授时精度高。

2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版1.0正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。

北斗卫星导航系统和、格洛纳斯系统及欧盟一起，是卫星导航委员会已认定的供应商。

采用BD2B1/GPS/北斗L1双模模块，实现北斗/GPS/北斗双模卫星定位监控，结合汽车行驶记录?仪，信息显示屏，TF卡存储，打印机，驾驶员IC卡身份识别，语音通话，多媒体监控存储，多种数据接口。

汽车标准安装嵌入式结构设计，一体化结构。

完全符合国标GB-T19056-2012/?部标JT/T794-2011标准和交通部《道路运输车辆卫星定位系统北斗兼容车载终端技术规范》的要求。

适合于交通部推广客车、货车和危险品车北斗应用的要求。

1.1系统设计目标及原则1.1.1系统设计目标通过对GPS/北斗应用需求的认真分析与仔细研究，确定以下设计目标：车辆监控平台与TMS之间无缝对接，能够实现车辆状态实时查询，提升客户满意度。

系统设计为各类车辆分别提供各种专有报表，系统统采用分组管理，不同类型的车辆归入不同分组，便于管理。

保证系统安全的前提下采用国际通用的系统规范、传输协议和子系统接口，能比较容易的实现与其他系统的网络连接和数据共享以及系统扩容。

1.1.2系统设计原则系统设计必须遵循以下原则：1)经济高效性。

技术方案设计充分考虑市场经济原则，既有利于车辆的安全方便管理，又有利于降低系统投资成本，特别是运营成本，能够充分考虑主控中心的市场化经营模式。

2)系统的开放性。

系统设计遵循开放性原则，能够支持多种硬件设备和网络系统，并支持二次开发。

3)系统的继承性。

最大限度利用原有部分设备，充分利用已有硬件设备和网络资源。

4)系统的可扩展性。

对系统终期容量及网络发展设想进行方案设计，实现平滑扩容。

对于不同的通信平台，只需要在主控中心分别设置一台前置设备进行数据交换即可实现连接。

降低系统维护升级的复杂程度，提高系统更新、维护、升级的效率。

5)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。

6)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同时，还考虑了通讯系统运营费用。

7)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，车载设备、主控中心软硬件等必须有很高的稳定性和数据的安全和可靠性，充分考虑了当地通信条件对本系统的支持状况。

1.1.3系统设计要点除GPS/北斗系统常规功能之外，以下为该服务系统的设计要求。

1）高可靠稳定性的保障。

2）兼容第三方设备接入。

3）开放性二次开发接口。

1.2总体方案设计1.2.1系统总体结构图主监控工作站负责对包括分控中心在内的所有车辆进行管理及监控，通过授权的各行业部门（如出租车公司、交警、运管等）也可监控全部或部分车辆；针对车辆数目较少，不必建设分控中心的单位可以通过建设监控工作站，直接接入省监控中心；对于个人用户，可通过网上查车系统管理及监控所属车辆信息，也可以通过手机短信查询车辆实时位置信息。

北斗隐蔽安装在车上的车载设备（车台）与中心系统通讯完成系统功能，所有的移动车台都是通过GPRS/4G网络与主控中心通信，通信方式根据不同的车辆类型，可以采用GPRS/4G数据通信，为提高系统可靠性可以利用短消息作为部分数据通道备份。

系统的所有数据都是通过主控中心接收、处理和分发，主控中心与当地移动公司短信网关和GPRS网关间通过专线接入。

1.2.2系统逻辑结构图结构说明：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，与各种车载终端及分控中心实现数据交换、报文解析、链路维持等；从车台以及分控中心接收的数据从经过报文解析后，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台控制命令，按各类终端或分控中心的协议要求形成通讯报文发送给车台终端。

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。

数据层：数据层是系统的数据存储中心，只与业务逻辑层及业务功能层有数据交换，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。

1.2.3网络拓扑结构图该GPS/北斗服务系统的网络系统分为内部局域网和广域网两部分。

内部局域网包括省监控中心（主控中心）各类服务器及监控工作站；广域网包括互联网的接入、运营商专网的接入以及与分控中心的互联。

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，及移动专线的接入。

分控中心、行政主管单位、相关企业用户及个人通过互联网访问GPS/北斗中心数据；各个车台通过移动线路，访问GPS/北斗数据中心。

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GPS/北斗数据中心通过移动专线连接，在入口处设置一台防火墙，保证内部网络安全。

对前置机、通讯服务器采用负载均衡器来进行负载均衡。

本中心设置一台负载均衡器，采用划分VLAN的方式，分成多个逻辑负载均衡器。

分控中心前置机和GPRS/GPRS前置机均设置两台，分别利用负载均衡交换机的1个VLAN作为系统的负载均衡器。

两台通讯服务器同样利用负载均衡交换机的1个VLAN作为负载均衡器。

主要数据流向：车台上行数据：车台?数据中心?防火墙?负载均衡器?GPRS/4G前置机?通讯服务器?业务处理服务器?数据库服务器。

分控中心数据：分控中心?防火墙?负载均衡器?分控前置机?通讯服务器?业务处理服务器?数据库服务器。

监控工作站(位置查询命令/轨迹回放)：监控工作站?业务处理服务器?数据库服务器。

监控工作站(车辆控制命令)：监控工作站?业务处理服务器?通讯服务器GPRS/4G前置机?车台。

个人/企业网上查车（定位查询命令）：IE?防火墙?网上查车服务器?业务处理服务器?数据库服务器。

个人/企业网上查车（实时定位请求）：IE?防火墙?网上查车服务器?业务处理服务器?通讯服务器GPRS/4G前置机?车台。

1.3主控中心主控中心是整个系统的控制中心，主控中心可以控制本系统中任何由中心注册的车辆，可以控制各分控中心的权限等。

主控中心提供整个系统唯一对外的通信接口（通讯服务），通讯服务器与短消息服务中心，GPRS接入网关、分控中心等连接。

主控中心拥有整个系统唯一的数据中心，统一管理整个系统的注册车辆。

1.3.1主控中心系统结构图主控中心从功能上划分，可以划分为五个主要组成部分：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。

通信子系统的主要设备包括通讯服务器、短信前置机、GPRS前置机以及分控接入前置机。

通信子系统负责整个系统与车载设备的通信，其中GPRS前置机通过GPRS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设备GPRS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）网关接入；2）网关代理接入；3）短信MODEM接入。

GPRS接入也提供多种方式：1）CMNET；2）CMWAP；3）专网接入；接入方式可以根据与移动公司的合作协议而定。

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。

主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，可完成系统日常的一般车载设备管理和监控控制操作。

1.3.2主控中心设备功能1.3.2.1通讯服务器通讯服务器是系统通信层的核心设备，所有车载终端上行的数据和中心下行的数据以及与分控中心的通讯数据都必须通过通讯服务器。

具体功能如下：1)接收来自短信前置机或GPRS/GPRS前置机的车辆终端数据，经过报文解析处理后，发送给业务处理服务器进行数据处理。

2)接收来自分控前置机的分控中心上行数据，经过报文解析处理后，发送给业务处理服务器进行数据处理。

3)接收来自于业务处理服务器的下行数据（包括车载终端下行数据以及分控中心下行数据），按不同的终端类型进行数据打包后，根据数据类型及车载终端当前状态，发往短信前置机或GPRS/GPRS前置机或分控中心前置机。

1.3.2.2短信前置机短信前置机负责整个系统的所有短信接收以及发送，内置以下短信接入类型：CMPP协议：中国移动短信网关协议，支持CMPP2.0以上版本，可根据各地CMPP参数的不同进行各个设置。

SGIP协议：中国联通短信网关协议。

短信代理：由于短信代理无固定格式，需根据代理协议进行有针对性的二次开发。

短信猫：TC35i等支持GPRS标准AT指令的短信猫。

1.3.2.3GPRS/4G前置机GPRS/GPRS前置机实现各种厂家终端的GPRS/4G通讯接入，它是通讯服务器和车载终端通过GPRS/GPRS进行通讯的桥梁。

实现中心与所有车载终端GPRS/4G链路的维护。

接收来自车载终端GPRS/4G上行数据，对数据进一步封装后转发给通讯服务器。

接收系统发给终端的下行数据，并转发给相应的终端。

1.3.2.4分控前置机分控前置机负责各第三方GPS/北斗监控系统的接入，实现主控中心和第三方系统的互联互通。

主要实现以下功能：实现与各分控中心通讯链路的维护。

定时获取各分控中心的车辆基本信息，实现主控中心与分控中心车辆基本信息的同步。

接收来自分控中心的终端上行数据，经过进一步封装后转发给通讯服务器。

接收系统发给终端的下行数据，并转发到终端所在的的分控中心。

1.3.2.5业务处理服务器业务处理服务器是整个系统的数据处理中心，其主要功能如下：1）对所有来自于通讯服务器的数据进行数据处理，并送往数据库服务子系统进行数据存储，如实时跟踪数据、报警数据等。