gps出租车调度监控系统项目可行性研究报告文档格式.docx
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定位卫星网络是本系统中不可缺少的一个组成部分，车辆在行驶中的状态（经度、纬度、以及速度、方向等）都是由定位卫星来确定，如果没有定位卫星网络，那么调度中心及分监控中心将无从得知所要调度的车辆的实际位置。
目前，国际上通用的卫星定位网络有两种：
一种是前苏联的双星定位系统（GLONASS），苏联解体后，俄罗斯缺乏必要的经费对它进行维护，这套系统现已出现很多盲区，并且这套系统的地面接收设备代价昂贵，因此，一般来讲都不采用这套系统。
另一种是美国军方的全球卫星定位系统（GPS），它是由美国政府历经20多年，耗资一百二十亿美金，实施的一项庞大的宇宙及航天工程。
GPS系统由24颗卫星组成，覆盖全球，每颗卫星连续发射数字伪随机码信号，在地面的GPS用户通过同时接收三颗以上卫星信号来计算出自己在地球上的位置、三维速度和当前时间。
目前，GPS工作卫星共有24颗，均匀分布在倾角为55度的6个轨道上，各轨道升交点（与赤道交点）之间的角距为60度角，每个轨道分布4颗卫星，相邻轨道之间的卫星还要彼此叉开40度角，以保证全球均匀覆盖的要求。
系统提供P码和C/A码两种定位服务，P码提供精确定位服务（PPS），其误差为米级，主要为美国军事服务；
C/A码提供标准定位服务（SPS），主要应用于非军事项目，如航天、航空、航海、测量、勘探等诸多领域，这套系统现免费向全球开放，美国政府曾经许诺给用户至少十年的免费使用时间，即如果美国政府2001年2月1日宣布要对用户收费，则收费的开始时间为2011年2月1日。
另外，出于商业竞争的需要，美国政府已取消原来的SA政策，即将人
为的干扰取消，使GPS定位精度由原来的100米提高到25米。
GPS运行示意图
三、通信平台的选择
本系统中无线通讯平台的建设是一项首要任务，它是连接监控管理中心与各个车载单元的唯一通道，所有信息和数据都是通过此通道来进行传递，如果无线通讯平台不能可靠地工作，将会影响到整个系统的工作质量，甚至会造成整个系统的瘫痪。
监控管理中心与车辆之间需要双向传输语音和数据信号，其要求是：
覆盖范围广、用户容量大、支持数据和话音通讯。
从现有的无线通信技术角度看，可选的通信网有：
GSM蜂窝移动网、集群通信网或自建常规网等。
自建通讯网因涉及到建设中的实际问题，如基站网点的选择、频点的申请等，自行建网将耗时太久且投入成本太大，因此，本设计中建议采用现有的无线公用网络。
GSM蜂窝移动网
GSM（GlobalSystemForMobileCommunications）数字蜂窝移动通信，它是由模拟蜂窝移动通信发展起来的。
GSM系统集中了现代信源编码技术，信道编码、交织、均衡技术，数字调制技术，话音编码技术以及慢跳频技术，同时在系统中引入了大量计算机控制和管理。
GSM系统提供多种电信服务，包括话音、电文、图像、传真、计算机文件、消息等。
它的优点：
具有高频谱效率，安全性、稳定性好，集成度高，容量大（GSM用户量比模拟蜂窝系统用户量多10倍以上），开放性接口，抗噪声性能强，业务灵活，覆盖范围广，容易实现全国联网，所有条件下覆盖区域内信号质量都较好，包括高噪声环境，小区无干扰及漫游性能好，移动业务数据可靠率高。
GSM提供了多种数据业务。
只要无线传输允许，它基本上包括了提供给固定电话用户PSTN和ISDN用户（包含一些专用网，如分组交换数据网）的绝大多数数据业务。
同时，GSM还具有传输点对点短消息业务，并能区分接收短消息的“移动台被呼点对点短消息业务”（SMS－MT/PP）和使GSM用户能向另一个GSM用户发短消息的“移动台呼叫点对点短消息业务”（SMS－MO/PP）。
以及另一种短消息业务“蜂房广播短消息业务”（SMS－CB），它能以固定时间间隔将一般的短消息向给定地理区域中所有用户广播。
短消息业务适合于传输一百六十个字符以下的信息的业务要求（本系统每次所需传输的数据都在100个字节以下）。
它使用GSM的公共控制信道，通话期间也不影响短消息的传输。
短消息业务的优点：
单个数据传输价格便宜，不占用话音通讯信道。
缺点：
一是增加控制信道的负担，使控制信道的单个用户占有时间增加，系统需作相应的改动；
二是传送SMS要经过数据打包、排队发送等过程，因此在系统繁忙时，数据传输速度变慢（经测定一般在20秒—30秒，有时甚至数十分钟），如传送重要数据（如车辆被劫时的求救信号），其实时性不能得到有效保障。
但由于短消息业务有其他众多优点，且上述缺点可通过语音通道进行弥补，所以在通信方式上，我们认为GSM系统的短消息业务较适合本系统的要求。
短信息实现方法如下：
车载GSM
通讯模块
短信息
服务器
GPS全球
定位接收模块
计算机
及控制模块
监控中心
管理平台
电子地图及大屏幕显示设备
语音通道实现方法：
语音调制
解调器
语音调制解调器
无线集群移动通信系统
随着日益增长的大容量组网的用户需求，模拟集群移动通信系统逐渐被可靠性和保密性更高、通信容量更大的数字集群移动通信系统所代替。
随着微电子技术、自动控制技术、计算机技术和数字技术的发展，数字集群移动通信系统日臻完善。
集群通信具有先进可靠、功能齐全、覆盖面广、接通率高、一呼百应、操作方便快捷等优点，同时还能进行多级调度、电话互联、数据传输等功能。
该系统由全智能电脑自动进行操作管理，用户只需按下通话键便可在瞬间内取得信道直接通话，操作简易，方便快速。
并且具有组呼、单呼、数据传输、自动漫游、自动扫描等功能。
润迅集群调度系统能提供多条信道给用户使用，当其中一条信道受到干扰或出现故障时，系统会自动选择其它正常信道给用户继续使用，同时在用户通话过程中，信道随时在变动，增加了窃听难度，因此保密性很高。
使用润迅集群调度系统，调度员可以和某一用户单独通话，也可以和某一小组同时通话，更可以和某一大组同时通话，这些实际工作中必要的调度管理方式是传统对讲机无法实现的，能在提高工作效率的同时，带来显著的经济效益。
由于系统容量的限制，当用户很多时，在作调度管理时，应将每台车的刷新速率限制在5分钟/次以上，以免对网络造成压力。
1、使用信道共享技术
各个用户共用所有的信道，使信道分配更具灵活性，提高了通信效率。
2、具有调度指挥功能
3、共享覆盖区
将邻近覆盖区的网络互连，可获得更大的覆盖区。
4、共享系统的通信业务
可利用网络有组织的发送各种专业信息为大家服务。
5、共同分担费用
共同建网可以大大降低机房、电源等建网投资，减少运营能源，并可分摊费用。
6、共用设施
可将各家分建的控制中心和基站集中合建。
7、可兼容有线通信
8、智能化、微机软件化增加了系统的功能
9、具有控制、交换和中继功能
总之，集群通讯系统是共享资源，分担费用，向用户提供优良服务的多用途、高效能而又廉价的先进无线调度系统。
无线集群移动通信系统，由基地台、移动台、无线交换机、控制中心、调度直通电话等组成，并且无线交换机与市话交换机相连接。
集群移动通讯系统最基本的操作方式为组呼。
当不进行通讯时所有的移动台都监测控制信道的工作状态。
典型的呼叫处理程序为：
当一个用户欲于某用户通话组的用户进行交谈时，按下发话键（PTT），及其自动从控制信道发出一串数据到中央控制器。
这些数据指明要一个语音信道，此时，中央控制器对所有的语音信道的状态检查一遍并选择一个语音空闲信道，然后中央控制器发出一串数据，指使该通话组所有用户转到这个语音信道上来。
尽管所有用户都收到这个数据，但只有属于这个被叫组的用户才响应这条指令，这些被叫用户自动转到此语音信道上。
然后，原发起呼叫的电台自动打开发射机开始通话。
数字集群移动通信系统主要应用在以下几个方面：
一、共享专用网
（1）它由一个商业性实体，如运营公司等来运营，有偿向用户提供服务，而不是一个部门、单位或公司所拥有的、仅供内部使用的专网。
（2）它的服务用户可以从小企业到大公司，也可以到各个事业单位，包括公用事业、公共运输、市政非紧急机构、机场和港口、工矿企业，以及保安、运货、建筑、服务、维修等等大小行业。
集群公网可以为他们节省费用而提供更好的服务。
（3）它可以集中使用频率，使这些频率为更多的用户服务，也即真正发挥了集群通信的特点：
共用频率、共用信道、共享覆盖区、共享通信业务、集小群为大群等。
二、公共安全网
公共安全网一般由政府部门拥有并维护，如：
消防、交通管理部门。
公共安全网对系统的可靠性要求是第一位的，因为安全部门一般要求全天候工作且常有危急事务需要处理。
三、公共服务部门
公共服务部门通常负责将电力、煤气或其他基础服务送到各家各户以及厂矿企业，它们对于保证经济正常运转以及千家万户的日常生活其着极为重要的作用。
公共服务部门利用数字集群移动通信可以提高服务质量、降低成本。
基于集群通信手段的GPS车辆监控系统，其集群网为系统提供无线通信链路以进行话音和数据传输，数据传输可以借助话音的多种呼叫方式实现。
集群通讯实现方法如下：
车载对讲电台
数据传送控制器
基站对讲电台
GPS车辆监控中心以矢量化电子地图为基准，其监控软件具有实时显示移动用户全部信息的功能，并且还具有信息查询功能。
GPS车辆监控系统的各种移动用户设备由集群电台、GPS接收机和控制逻辑电路组成，其控制逻辑电路不仅能够形成GPS车辆监控系统所需的逻辑时序，并且还具有数据处理功能。
为了避免GPS车辆监控中心对某一用户的话音对其它用户的数据传输产生干扰，将话音呼叫和数据呼叫分开在不同的组内进行，移动用户在进行数据传输时，分配在数据组，借助专用信道实现数据传输。
如果GPS车辆监控中心需要对某一个移动用户进行话音呼叫，则首先发出切换命令，提前将该用户所在的组号切换为话音组，然后才进行话音呼叫，直至通信完成之后，再由用户自动切换到数据组进行数据传输。
GPS车辆监控系统的接收端和发送端无需同步，因此大都采用异步数据传输。
GPS车辆监控系统的各个移动用户的数据采集为TDMA方式，各个移动用户之间的时序关系必须同步。
各个移动用户的同步方式分为两种：
一种是借助GPS接收机的秒脉冲实现同步；
另一种是借助监控中心发送广播同步码实现同步。
这两种同步方式均能为各个移动用户提供统一的时间起点，不同车辆的发送时隙则由不同的延迟来实现。
GSM移动通讯网和无线集群移动通信系统的比较
从上面两种通讯方式的分别介绍中可以看出，这两种方式主要的功能都是把车载终端处理的数据发到中心，起桥梁作用，但对整个系统的稳定运行是至关重要的。
比较项目
GSM公众通信网
集群通信网
前期投资
投资较少，仅须计算机作为短信息服务器；
一次性投资较大，还必须买电台；
覆盖范围
范围广，能自动漫游，且盲点较少
范围小，不能实现漫游，
盲点较多
运行费用
利用语音通道报警时至少0.4元/分钟，可能会出现漫游等现象，利用短消息时每条信息0.1元/条，运营费用较高；
平时的运营费用较低，仅仅需要网络的维护费用。
车载终端
价格低廉
价格昂贵
功能
通话和定位跟踪两不误
只能单任务执行，通话和数据发送（即定位跟踪）不能同时进行；
容量
容量不受限制
容量有限制，且车载台的通讯时间不能太长
传输速度
语音通道较快；
短消息较慢，传输带有不确定性；
快速
系统稳定性
较稳定
稳定性较好
从系统建设的可靠性和性能价格比来看，我们首选中国移动通信公司的GSM网。
目前，GSM网除语音通讯外，还开通了短消息（SMS）服务。
在此方案中，根据传送数据的优先程度，我们选用不同的方式，具体为：
传送普通监控数据和调度信息时，采用GSM的短信息通道；
传送报警数据时，则无条件地从语音通道走。
在这种方式下，可做到既能保证重要数据的实时传送，又能节约运营费用。
四、功能实现方式
根据以上技术要求，我们提出本系统利用GSM移动电话网作为通信媒介，利用GPS定位技术及计算机技术等手段，运用矢量化地理信息电子地图软件平台，实现对车辆的位置监视、报警求助、信息服务、防盗报警、部分遥控操作及车辆工作状态监测等功能。
在本系统中，主要采用了数据库技术、数据检索技术、局域网技术和广域网技术、多媒体技术以及计算机远程控制操作等多项计算机相关技术。
本系统由安装在指挥监控中心的中央监控系统（CCU）、安装在每辆车上的移动单元（MU）以及GSM通信网络三个部分组成。
指挥监控中心的中心数据库还需实现互联网通信。
无线通信系统由于是利用了已建成GSM移动电话网，在本方案中不再说明。
移动单元设备可以为控制中心实时提供每一辆车的最新位置数据、车辆的状况和报警信息，并自动记录这些信息以便事后分析。
中央监控系统将收到的位置信息经过处理，在大屏幕显示器上实时显示出当前监控车辆的地理位置。
五、车载单元的设计方案：
1、车载单元是本系统中必不可少的组成部分，它的功能为：
a.确定车辆当前所处的地理位置与车辆当前的运动状态，如经度、纬度、（高度）运行速度和运行方向等；
b.完成对车辆的电子看护，即防盗功能；
c.完成车辆与管理中心的数据交换，如将车辆的各种信息数据传送至管理中心，并从管理中心接收指令；
d.实现人机交互功能，如简单的输入键盘、语音提示、PDA显示、免提通话装置等。
2、根据上述功能，我们设计出如下图所示的车载单元的组成示意图。
图中各功能模块的选择如下：
a.GPS接收机
目前，国际上通用的民用GPS接收机均接收来自美国军方全球卫星定位系统的民用频段，这种接收机的代表厂商及型号有如下几种：
美国CONEXANT公司（原ROCKWELL公司）生产的并行１２通道接收机JUPITER-221/231；
美国MOTOROLA公司生产的并行１２通道接收机NAVCOREGT30；
美国GARMIN公司生产的并行１２通道接收机GARMIN-25；
台湾Roytek公司生产的SIRF—952接收机，等等。
经我们对上述各型号接收机的性能对比（接收机灵敏度、冷启动时间、热启动时间、静态飘移及功耗），以及价格等方面的因素，我们推荐使用美国CONEXANT公司（原ROCKWELL公司）生产的并行１２通道接收机JUPITER-221/231。
b.GSM模块
因为采用GSM蜂窝网作为数据和信息传输的介质，为达到通话效果清晰和数据接收准确，我们采用德国西门子公司的TC35通讯模块。
c.人机对话界面——PDA
人机对话界面主要用来完成调度中心与车辆驾驶员之间的通讯联系，调度中心的各种指令可通过管理计算机直接发送至车载机的PDA显示屏上，驾驶员可通过按键的输入将各种信息反馈回调度中心，驾驶员也可从PDA显示屏得到当前车辆的位置。
PDA采用联想品牌，可作为记事、日历等用途。
d.检测电路
检测电路主要用来检测车辆的各种状态和来自报警接口的报警信号，检测电路的多少将根据用户的监测要求而定。
检测电路的电源由汽车电池（或发动机）直接供电，它与CPU输入部分采用光耦进行隔离。
e.控制电路
控制电路用来完成调度管理中心对车辆的各种控制命令，如启动汽车空调、切断汽车电路和油路，以及进行声光报警等。
控制电路部分由CPU的输出接口控制相应的继电器完成动作。
六、功能及特点
1．对于银行运钞车可实现以下功能：
●车辆非法移动时报警；
●车辆被劫持时司机主动报警；
●设定车辆的行驶路线及范围，当超出范围或偏离路线时报警；
●可设定车辆的最高时速，当超过该速度时报警；
●当车辆发生交通事故时，司机按下求助按钮，可以立即报告事故现场的位置；
●作为防盗器产品，可实现车辆被盗、被非法破坏，电瓶电压欠压报警，并可根据实际情况作出声光报警、断油断电或监听等控制功能；
●可以不受地理和地域的限制被实时跟踪（当前位置、移动方向、移动速度等）；
●免提通话功能，驾驶员可用车载免提电话进行通讯，当有电话接入时，系统还能自动将汽车音响的音量关闭。
（也可根据具体情况关闭此项功能）；
2．公安警车调度功能
●网内所有警车的分布位置和实时运行状况，控制中心能一目了然，尽收眼底，随时可由控制中心采取有效措施，利用短消息或语音对网内车辆进行合理调度。
●警车可自主导航，在PDA上显示当前警车的位置，并可点击出事地点得到最优化的路径，以最短路径到达目的地点；
●中心如有事须通知所有车辆或某一单个车辆，可发通知短信到该车辆，车辆内将通过PDA显示中心的命令；
第三章监控中心总体设计
监控中心通过GSM无线通讯网和PSTN公众电话网，来取得所有车辆的相关信息，并且可以将控制或调度指令经过GSM网和PSTN网传递给车辆。
监控中心利用TCP/IP、客户/服务、电子地图GIS等技术，对移动车辆进行指挥、调度、查询、控制，并具有声光报警等功能。
（1）数据通讯服务器：
●接收从车载台发送的定位信息和报警信息等；
并根据要求转发至各个工作站。
●向车载台转发调度指令或短消息（显示在车载PDA屏幕上）。
●向车载台转发其它指令（如解除报警、遥控熄火、声光报警、恢复点火等功能）。
（2）报警监控工作站：
车载GPS接收到当前的位置、时间、速度等信息，通过短信息（SMS）发送到管理监控中心，监控中心收到移动目标发出的各种信号后，能及时以不同颜色的轨迹在大屏幕或显示器上显示出此车辆位置，同时还显示出车载所发出信号的性质、时间（年、月、日、时、分、秒）、车辆所在地理位置、街道和车站名称、以及车主情况等。
监控中心可以同时监控多辆车的运行，对车辆进行指挥调度，同时系统还能记录这些数据以便需要时回放。
（3）110监视终端：
一旦发生报警经调度中心确认后，可通过此终端送给公安110指挥中心。
110可与总调度中心和分中心同步跟踪、监控报警车辆的情况。
对于其它有需要的单位（如：
119，112等），都可建立同样的监视终端。
（4）电子地图操作（GIS）：
GIS（地理信息系统）能将空间信息与属性信息的处理完美结合起来，以直观的方式显示报警或查询所有车辆的位置和状态。
并能显示宾馆酒店、商场、医院、厂区、政府机关、派出所、加油站等信息。
●图层显示：
可根据监控目标、内容、性质、范围等的需要分层显示厂区、道路、政府机关、加油站等信息。
●地图缩放：
数字地图采用矢量方式，可任意放大、缩小、移动，并能根据用户需要进行地图标注。
●属性查询：
系统支持对道路、地域、标识物等的多种查询方式，包括指定任意区域进行查询，指定图形中实体进行查询，数据库有关数据项的逻辑运算查询等。
如提供用户指定区域进行查询，按地名、行政区划进行查询，用户在屏幕上指定区域进行查询等方式。
●图层编辑：
系统提供了强大的图形编辑功能。
可以对输入有错误或者杂乱无序的原始数据编辑修改，也可以修饰图形，设计线形、颜色、符号注记等，还可以建立拓扑关系，组合复杂地物。
如用户可以增加新的道路等信息。
●自动漫游：
对移动车辆可以进行同屏多窗口监控，并且可以将监控目标锁定在某一窗口内，自动跟踪、实时监控。
●测量：
可以测量地图上任意两点间的距离和任意多边形区域的面积。
（5）车辆调度：
a.目标监控
管理监控中心可根据需要实时显示目标车辆的位置、状态；
可分组、分屏、分窗口、分类显示；
可设置对某些车辆进行实时自动跟踪；
也可设置某些车辆定时向监控中心汇报车辆位置和状态。
b.指挥调度
调度系统由计算机控制，调度中心的计算机能对多路信息进行实时处理，它接收多路通道送来的位置、时间、报警信号并进行分析融合，供调度员进行实时调度、决策使用。
调度中心可通过GSM的语音方式对车辆进行调度，也可用短消息向车辆驾驶员发出文字指令信息进行指挥调度。
c.车载自检
为了提高系统的可靠性及容错能力，调度管理中心定时向用车载终端发状态查询命令，车载终端接到该命令后对各种外设及硬件进行自检，并把自检结果返回给调度管理中心。
中心把这些状态信息保存在数据库中，供用户查询或做进一步处理，以提高系统的可靠性。
d.报警处理
调度管理中心收到车载终端发来的报警信号（比如非法破坏报警、非法入侵报警、非法移动报警），系统进行自动分类处理，以声、光方式提示指挥人员，报警的车辆在地图上以醒目方式显示报警状态和报警地点，并将报警目标的监视级别提升，同时自动记录轨迹。
指挥人员可根据报警情况及警力分布，用短消息或语音进行指挥调度，还可在车辆相对静止的状态下（经授权后）用遥控方式切断被盗、被劫车辆的电路，强行驶汽车停止（即可发送“遥控熄火”、“断油”、“断电”），此外还能通过遥控对车辆发出“恢复点火”、“清除报警”等指令。
e.管理
计算机以原始数据为依据，可以自动编制车辆的运营计划。
可以对各种采集的实时数据进行事后分析，以提高行业管理水平与决策能力。
f.监控设置
可设定所要实时自动跟踪的车辆列表，车辆位置实时刷新的间隔等。
（6）管理工作站
a.车辆信息管理
提供对车辆基本信息（车辆型号、
升级会员 