车辆监控系统中GPS,GIS,GSM的应用

车辆营运监控是一种典型的实时监控系统。作为一种实时的车辆运营监控系统，必须解决定位采集、通讯传输处理、图形可视动态显示等相关技术。

目前，GPS全球卫星定位技术己日趋成熟，其动态定位精度己完全满足车辆监控定位的需求。安装在车辆上的GPS，可以实时采集车辆当前的位置信息（经掉度），以及速度、方向、时间等间接信息。借助GSM国家公众移动通讯网络，可以把GPS信息通过信令的方式无线传输到监控中心。监控中心解析回传GPS信息，通过GIS图形功能进行图形的可视动态显示，以及GIS的分析功能进行路线的*优、*短分析进行决策指挥调度。因此，由GPS，GSM，GIS的集成，可以较好地解决车辆监控系统中位置采集、通讯传输、图形显示的关键技术。

为车辆监控系统的原理图。车载GPS把接收到的GPS信号，通过车载的工业手机将信息无线发送给GSM的基站，基站收到信息后，传送至移动或联通的MSC（交换机），MSC再把信息送至SMSC（短消息中心）SMSC与GIS*Center通过局域网或广域网，以TCPP协议建立连接通讯，GIS*Center接收到来自SMSC的信息后进行解析数据包处理，显示车辆的定位信息、相关数据库信息检索以及其他的控制处理。控制处理过程信息传输则是接收信息过程的逆向传输。

三、功能需求GIS地图浏览、查询及分析功能完成对所有被监控车辆的信息查询、统计。

图形、属性互动双向查询。

基于对地图的查询分析：点、线、面缓冲区目标搜索，生成导航信息*短路径、*优路径查询。

通讯处理通讯处理主要是基于TCPP协议，通过Winsock技术进行计算机局域网或广域网的有限传输，它具体包括以下功能：①通讯数据流量的动态控制；②接收GPS信息、分析处理GPS信息；③接收并处理请求、报警等信息。

呼叫车辆（组）进行实时的跟踪，生成轨迹路线，并自动捕捉道路中心线（阀门值自动设置）。

向车辆发送控制命令或短消息。

车辆轨迹路线的历史回放。

米用SQLServer或Oracle大型网络数据库，以支持多用户信息共享、并发处理。

完善的数据安全保护、数据备份、数据故障恢复功能。

基本数据信息应满足车辆信息及相关调度的查询、录入、修改等基本操作。

本系统软件设计主要涉及地图空间数据引擎、GPS数据接收与处理、短消息发送GPS数据及车辆控制命令3方面的内容。整个系统结构如。

~DataBase（用户敌据库）软件结构框图第2层为中间层，封装GIS及通讯底层；第3层为应用系统层，GPS监控应用系统属于应用层。

开发GPS监控应用系统可以不必顾忌底层细节，仅向中间层的COM组件调用所需功能。

事实上中间层本身就是对底层的封装，这样只要中间层提供的功能完备，则对于应用层的开发及版本升级维护都是一件很容易的工作。因此，此系统结构具有很强的伸缩性和可扩展性。

根据系统结构可知，凡是涉及到GIS及通讯处理的功能，基本上是在调用中间层的COM组件功能GIS组件功能是否完备不是主要障碍，关键是GPSX及SMCX的功能是否完善。

地图功能大部分调用中间层的功能，也可以直接调用MapX的功能。事实上若对MapX底层功能熟悉的话，直接调用相应功能更为灵活、方便。

保证地图可以进行无级缩放，根据不同的视野范围，自动确定图形信息的实体加载显示，以加快地图的显示速度。

1）进行监控，为保证所有车辆均在屏幕视野范围，软件应能自动调整实时的显示比例。

实现地图不同范围、视野的平移，程序还应提供地图鹰眼功能以便地图漫游时有一个参照范围。

1）进行监控，为保证所有车辆均在屏幕视野范围，软件应能自动确定平移的位置，当然还应兼顾其当前比例的自动。

自动切换地图功能，涉及地图加工过程中图幅的管理或区域的划分，为避免车辆监控时进入盲区，必须以行政区域划分。当有监控车辆被呼叫时，可根据其传回的离散位置数据判断点落在那一个区域，然后判断该区域地图是否己加载。若未加载则加载相应区域地图，实现方法有2种：①调用MapX点与区域包含关系的空间分析函数；②预先存储分块地图的区域边界数据，利用Windows的区域函数先创建一个区域，然后调用点与区域关系的Windows函数。

不管用以上那种方法，都面临着是否每获得一个位置点，都去做区域判断的大运算量的工作。为减少速度瓶颈，我们可以手工设置点判断的时间间隔，甚至可以根据实际情况，在某些车的监控可不做这种大运算的判断。

中心定点显示主要是指用户可以锁定特定监控车辆，让被跟踪目标始终在当前视野、当前比例的地图中显示其运行轨迹，此时地图自动实现平移。另外，当用户进行查询时，也可以根据实体的特征位置示。

通讯处理这部分功能，主要通过Winsock完成TCP/IP协议的通讯。当然，底层还涉及SMPP、CMPP协议。这部分功能*好由中间层封装好，应用层直接调用COM组件功能。

通讯数据流量的动态控制当通讯数据量较大时，软件应自动平衡通讯数据流量。在这种情况下，应自动限制后续被呼叫车辆传输数据的时间间隔，或者也能自动调整己被呼叫车辆回传数据的时间间隔。具体实现时，显示提供可供选择的*小时间间隔，即限定用户选择呼叫的时间间隔。

传的信息，对信息进行解码，确定位置、估算车速、确定方向、定位状态、卫星数量。问题关键在于如何判别轨迹数据的真伪，否则轨迹数据与真实数据出入较大。因此，这一功能*好中间层解决。

监控软件必须实时接听报警信息并处理报警。

当接听到报警信息，电子地图以报警事故点为*高优先级闪烁显示在视野中心，同时监控计算机发出蜂鸣声并给出提示信息，再者屏幕上立即弹出当前车辆的所有信息，尤其是与该车相关的所有联系人的电话号码，并仅可能自动向所有联系电话人发送报警信息的短消息。处警过程应是这样一个过程，值班人员根据其权限发送断油、断电等指令或转接110等执行警务部门。

车辆监控是本应用系统的核心。对被监控车辆或车辆组提供实时的各种信息报告，它包括当前车辆的速度、方向、星数、行驶的街道或路名、坐标经掉度、轨迹显示等信息。

为便于管理车辆，对车辆进行树型分级组织数据，即按应用部门的行政管理机构进行数据的具体录入与存取。这样的结构便于指定对一组车辆进行同时快速选择监控。在软件界面设计时可提供树型选择人机界面。

选择好车辆或车辆组后，在数据库中找到相应的SIM卡号及车台，便可发送呼叫的指令，令其传回信息，同时在电子数据表格中显示被呼叫车辆（组）实时的报告信息。当然，用户可在被监控车辆的列表中选择目标释放跟踪命令，指令其回传数据。

呼叫车辆实时跟踪轨迹线的显示车辆监控系统中GIS主要为各种定位仪的位置跟踪、车辆导航、固定点报警提供可视的、实时的位置地理图，同时依靠GIS查询及地理分析功能，进行有效的导航以缩短处理突发事件的时间。

车辆监控系统充分利用了GPS的卫星空间定位技术，完成车辆实时的位置信息采集；借助GSM有效解决了野外的无线通讯传输，并且GSM的短消息进行数据的传输大大减少了通讯成本；GIS则实现了实时的动态定位及可视显示以及对运营车辆的有效导航、远程监控。从大庆某公司运油车辆监控系统的实际运行情况来看，系统的处理瓶颈在于GSM带宽、GIS复杂空间分析决策、GPS信号接收等因素。当监控车辆数量太多、车辆所处地理位置不太开阔的情况下，系统时有接不到信号或接收延迟等情况。相信随着GPS技术的发展、GPRS的深入应用以及GIS空间分析技术的完善，以上车辆监控模式将会有更加广泛的应用前景。