张海荣GPS车辆监控管理系统.docx
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张海荣GPS车辆监控管理系统
基于物联网的校车监控管理系统
姓名：
郭金学号：
07103227
摘要：
本文将结合实例对校车监控管理系统的发展现状，功能需求分析，数据分析，技术分析，系统结构分析，以及存在的问题及改进方案等方面展开讨论。
关键词：
物联网、GPS、校车、监控管理
引言：
学生是社会的将来，更是每一个家庭的希望。
校车作为孩子每天上下学都要乘坐的交通工具，其安全问题不容忽视。
校车安全问题一直是社会关注的热点问题，而现在很多校车不同程度地存在着这样那样的安全隐患，有的校车司机责任意识不强，还有的校车超速、严重超载等一系列的违规驾驶也造成不少的重大交通事故……另外，学生在乘坐校车的过程中容易发生人为原因的伤害问题，经常导致学校和家长之间的责任纠纷。
家长担忧，学校无奈，交警头疼，学校的校车安全问题该如何解决？
紧紧靠突击检查是不够的，必须通过技术手段对校车的运行安全进行监控，以预防事故的发生，同时在发生纠纷时可以作为划清责任的证据。
基于物联网的校车视频监控结合GPS卫星定位系统为解决这些问题提供了帮助，通过在校车上安装摄像机和录像系统，学生上下车以及校车行驶的全部过程都一刻不停地录像来，通过无线监控系统，家长或管理人员还可以通过上网随时随地追踪到校车的实时情况，让家长放心、学校安心。
一、国内外发展现状
1.国内外研究现状分析
自2000年，美国国防部将GPS向民域免费开放以来，国内外数家科研机和公司对GPS、GIS、移动通信技术等来实现对车辆的定位导航和跟踪监控等功能展开了许多研究工作，并取得了一定的成果。
其中，美、欧、日等国在车辆跟踪监控和车辆导航仪方面做了大量实验，成果丰硕，我国则将大量的开发应用热点放在车辆监控调度系统上。
2.国外车辆监控系统的现状及其发展
1990年，Trimble公司开发了第一套GPS车辆监控跟踪系统Vtrack。
1994年，最早从事这方面的开发工作的国外公司之一的美国的Navsys公司将GPS与蜂窝通信相结合，设计了TIDGET系统，在该系统监控范围下的车辆可以通过发送位置信息来请求中心的援助，是当今车辆救助服务系统的雏形。
Motorola也是将GPS与通信单元结合起来，并应用于多种领域的先驱。
近几年，国外的这类系统还有Ford的RESCU系统、Rockwell的ADT，ATX，的OnGard系统等。
他们设计的GPS车辆监控系统一般都和蜂窝通信联系起来，通信方面有较高的实用性。
现在，越来越多的这类系统通过测试，走入市场，而且功能走向多元化。
二、系统结构分析
校车GPS监控管理系统主要由服务器软件平台部分、客户端监控管理部分和车载终端三部分组成。
其系统网络结构图如图21所示。
服务器软件平台部分主要由通信服务器、数据库服务器、中心数据库、GPRS收发服务器等软件组成，主要完成对车辆GPS车载终端定位信息和报警信息的采集、处理、存储和转发，对客户端软件的指令响应与处理。
以及实现平台数据的管理，包括用户管理、车辆编组管理、车辆管理和日志统计等功能。
这部分由客户方投入建设，提供稳定的GPS车辆监控管理服务器软件平台，为客户方提供良好的技术支持。
客户端监控管理部分主要有监控客户端软件构成。
安装在校车单位监控中心的监控电脑上实现车辆远程监控和管理。
监控客户端软件完成对车辆的实时监控与各类历史数据查询以及设置、接收和处理车辆报警等功能。
车辆车载终端部分主要是安装在校车上的GPS主机及其它一些附属设备。
主要完成发送车辆位置信息、报警数据的采集与转发，响应远程客户端的各种指令以实现对车辆的管理和控制。
车辆监控管理中心与客户端之间通过Internet进行通讯
图21系统网络结构图
3、功能需求分析
GPS车辆监控管理系统的主要功能如下：
3.1.客户端登陆监控管理功能
用户可以通过C/S客户端登陆北斗导航GPS车辆监控管理系统对车辆进行监控管理。
A．登陆界面：
界面美观清晰，操作简便
B．监控平台界面：
平台界面清晰、具体、一目了然（界面分为功能区、地图区、信息区、车辆列表区）
3.2.车辆定位追踪
监控管理单位所有车辆的即时准确位置及车辆即时状态。
监控信息包含车辆所在全国范围内准确位置、车辆行驶状态如速度、方向、经纬度等信息。
图31车辆定位功能
3.3.遇劫报警
车辆配置紧急报警开关，在有紧急情况如遇劫、求助等发生时，驾驶人员按下按钮后车载终端会马上向管理中心报警，管理中心接收到报警信息后可根据具体情况，作出及时准确的反应。
同时预设的车载终端会向预设的手机号码发送求救信息，引起相关人的注意，帮忙及时的处理警情。
图3-2报警按钮（安装在隐蔽位置）
3.4.调度屏统一调度
调度屏连接车载GPS终端主机，用于语音通信和短信通信。
调度屏作为GPS移动终端的可视化界面产品，主要功能有收发短信、阅读短信、拨打接听（免提）电话、车辆调度等。
具有操作简便、安全可靠、一目了然等特点。
主要功能如下：
1、短信调度
·收到中心的短信调度指令后正确的向中心回码；
·收到中心的短信调度指令后，自动将指令内容显示在调度屏上；
·收到中心的短信调度指令后有提示音。
2、语音播报及电话功能
·集成有喇叭和有外接耳麦接口，插入耳麦可进行语音通道的自动切换。
·中心软件可设置调度屏的电话号码本；
·调度屏可按照电话号码本中设置的电话、通话权限正确的拨打、接听电话。
3、显示及操作功能
·当无按键操作时15秒内返回待机屏，实时行驶速度或实时日期时钟、GPRS信号强度、GPS信号强度和GPS定位是否有效、是否处于报警状态；
·通过操作按键能查看文本调度信息、照片信息、电话号码簿信息；
·通过按键和显示屏可查看当前所有的系统参数，提供以下这些参数查看和修改操作。
3.5.车辆越界报警
对于短途的市内校车，我们可以把市区划分为几个区域。
当校车行驶区域超出监控中心所设定的车辆行驶区域时，监控平台会报警显示车辆越界。
图3-3车辆越界显示
3.6.图像监控
通过在车内安装摄像头，当司机发送求救信号后，监控中心通过摄像头获取车内的实时图像，帮助了解车内的状况，便于处理警情，留下犯罪证据。
当司机出于疲劳驾驶的状态的时候也可以通过图像监控功能知道司机的状况，防止意外的发生。
3.7.航拍地图显示
在任务栏的设置中选择显示卫星图，双击出来的车辆可以在卫星地图上和电子地图上显示出车辆在地面上所处的具体位置，可以让用户对车辆的行踪一目了然。
图3-4航拍地图显示
图3-5视频监控图示
3.8.车辆远程控制
在车辆被盗，并车主有请求的情况下，管理中心可利用此功能对车辆进行远程断油断电，保障车主利益，提高出租车财产安全保障率；在某些情况发生下，利用此项功能，保障司机和校车公司利益。
车载主机的接线连接车辆的发动机，监控平台下发熄火指令后，即使有车钥匙也无法启动车辆，必须由平台下发恢复指令才可以重新点火启动车辆。
彻底打破“车在外，君命有所不受”的限制。
避免控制权随着使用权的转移而转移。
3.9.行驶路线设定
通过监控客户端可对所属权限车辆的行车路线进行设定，当车辆行驶过程中，车辆离设定路线超过一定距离就发出报警信号，传送至监控中心，使得主管单位能够迅速发现并及时采取相关的措施。
3.10.到达目的地提示
当车辆到达指定的地点后会在监控平台上提示：
某号车辆已经到达目的地。
让指挥中心对车辆情况了如指掌。
图3-6目的地到达提醒设置
四、数据及技术分析：
根据校车单位的具体情况，制定GPS车辆监控管理系统初步方案，其工程软硬件清单如下表：
序号
项目
数量
单位
备注
一
第三方软硬件设备
1
服务器
2
台
DELL服务器
2
监控电脑
若干
台
可选DELLINSPIRON™530s
3
WINDOWSSERVER2003
1
套
软件，服务器操作系统
4
sqlSERVER2005
1
套
软件，服务器数据库程序
5
WindowsXP
若干
套
软件，工作站操作系统
6
MapX5.0
若干
套
软件，地图显示组件
二
北斗导航公司软件
1
服务器软件
1
套
免费升级服务
2
监控端软件
若干
套
免费升级服务
三
北斗导航车载设备清单
1
GPS-S10
若干
台
用于校车
2
摄像头
若干
台
用于校车
3
调度屏
若干
台
用于校车
4
Led屏幕
若干
台
用于校车
5、系统结构分析
一个好的校车GPS系统应采用开放式系统平台和统一的系统结构，使整个系统具有良好的集成性、可控性和兼容性，更好的适应新业务拓展以及计算机技术发展的需要，在系统构架上应采用C/S+B/S结构。
在这种平台支持的基础上，应当以传统的车辆监控服务为基础，并提供更先进的手机移动定位服务，通过对多种技术的整合，为客户带来完整的行业解决方案、数据信息管理、移动资源管理以及以卫星导航定位为基础的综合信息服务。
六、存在的问题及改进方案
1、GPS硬件设施不尽完美；2、软件设置有瑕疵；3、GPS所依赖的网络资源有所局限；4、GPS管理队伍力量薄弱；6、GPS应用及管理经验不足7、基层营运单位资金紧张；8、没有专门的GPS法律法规可供参考。
针对存在的问题，应采取以下解决方法，以充分发挥GPS监控管理系统的作用。
1、购置质量过硬的GPS硬件产品；各有关部门和基层营运单位可从以下几个方面抓好GPS硬件设施：
第一、派出人员到各大GPS生产厂商进行实地考察。
第二、加大宣传力度，保护好GPS各个硬件设施；第三、学习一些专业维修技能。
第四、于GPS生产厂家协商售后服务协议。
购买的设备一定要协商好售后服务协议，以争取最佳的售后服务。
2、优化软件程序；由于GPS生产厂商不专门生产校车的GPS监控设备，对软件的设置就不能100%针对校车客运行业。
所以，校车运营单位可要求GPS生产厂商对校车进行专门的软件设置。
如增加线路汇总功能，线路运行道路整合功能（普通乡村道路、省道、国道等）、针对不同运行线路进行实地考察（可结合线路调查报告），增加不同线路不同的超速极限数值设定功能、及同种线路不同路段限速设定功能（须实地考察）等。
3、增大网络带宽，保障GPS监控数据收发流畅；网络宽带在GPS监控管理系统中的作用至关重要，然而网络带宽的不够直接影响着数据的接受和发送。
增大网络带宽、优化网络质量、增加网络稳定性是GPS监控管理的要求和发展趋势。
各企业可多方查找资源，以争取到最稳定的网络和最优化的网络服务，增大网络数据传输流量，以期达到理想化的全天候实时监控。
4、提高GPS监控管理队伍整体素质；首先要提高GPS管理人员计算机知识。
可购买计算机有关书籍、参加计算机学习班、以掌握基本的计算机操作和计算机故障排除维修技能。
保证计算机24小时正常开机，才能做好GPS的全天候实时监控。
其次，学习网络技术，懂得网络数据的传输、发送和保存，以留存各种监控证据，增加管理威信度。
三是专心研究GPS专业知识，只有专业知识弄明白了，才能去应用和管理，才能发现问题、处理问题，改善不足，增加长处。
5、完善GPS监控各种管理措施；出台GPS统一管理措施，进行突发交通事件GPS求救演练。
一、针对校车GPS监控管理工作在日常记录、发现超员、超速、不上线等问题如何处置等没有统一规范，希望交通主管部门能够针对此项工作出台统一的专项管理措施，以做好GPS监控管理工作有统一标准，有据可依。
二、开展交通突发事件的GPS求救演练工作。
7、基层营运单位适当加大资金投入；基层营运单位适当加大资金投入，确保资金到位、人员到位、技术到位。
基层营运企业可针对GPS监控管理设立专门帐户，用于GPS日常管理的开支和发展。
以满足GPS管理人员增加、培训费用和正常运行开支
8、期待GPS监控管理相关法律法规的颁布和实施。
七、结束语
随着该基于物联网的校车监控管理系统的建成与投入使用，将会使所有校车都得到有效的管理；3G远程视频监控，方便管理者实时抽查；遇突发性事情可在第一时间响应、事后有效取证；到接送点、学校自动语音播报；车辆行驶安全有效提高，学生安全有保障，家长安心。
参考文献
【1】朱庄生，万德钧，王庆，张小国GPS车辆监控系统存在问题的探讨及解决方案《中国工程科学》2003年09期
【2】陕西GPS新闻
【3】王卓GPS车辆监控信息管理系统研究《湖南大学》2006年硕士论文
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