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1、专网通信GPS卫星定位系统在烟草行业中应用口中国电信贵阳分公司网络维护监控中心 余 波摘 要：本文根据烟草行业对GPS卫星定位系统的需求, 分析了烟草行业建立卫星定位系统的系统结构和系统监控中心，并介绍了卫星定位系统在烟草行业的具体应用。关键词：卫星定位系统 烟草行业 车辆运输管理 应用一、 前言烟草运输是高价值、高科技行业。由于烟草运输过程存在漏洞，在运输过程极易发生被盗、中途掉包、异地倒卖等现象，给企业造成巨大损失。一车烟草的价值少则百万元，多则四五百万元，使得运烟车有“流动金库”之称，司乘人员及烟草往往成了不法分子觊觎的目标，盗抢运烟车的事件时有发生，司乘人员生命安全也受到极大威胁；甚至
2、还有个别司乘人员监守自盗。此外，运烟车在公路上超速行驶或疲劳驾驶也可能引发交通事故。以上种种迫切需要用一个高科技手段来对烟草运输实施有效地监控。各级烟草企业目前都应用各种科技手段来解决业务运营中遇到的实际问题，以提升管理水平。各企业虽然积累了实践经验，但由于车辆动态信息的实时监控一直未得到解决，企业无法准确知道运行车辆的具体位置，无法与司机随时随地保持联系，不能为其灵活配送；司机只能凭个人经验确定路线，有时不能找到最佳路径，不仅延误时机而且增加运行成本；另外，客户也不能及时了解烟草配送过程情况，不能和企业本部协调配合。这些信息反馈不及时、不精确等问题，导致了烟草运送不及时以及企业运作成本居高不
3、下的局面。利用GPS卫星定位系统对烟草运输车辆进行监控，可随时清楚地掌握车辆行驶情况，不管汽车开到省内还是省外，一切都在掌握之中。充分运用GPS监控界面对车辆进行监控、调度、即时定位等多项操作，实现了车辆实时动态信息的全程管理。二、系统结构（一）系统设计目标通过对烟草运输车辆的研究，确定以下设计目标：采用GSM通信技术的GPRS/SMS业务、GPS全球卫星定位技术、GIS技术、计算机网络和数据库等技术，建立一个以总公司为总控中心、以其它分公司为分控中心、可通过互联网接入总控中心的用户终端工作站的综合烟草运输车辆卫星定位系统。系统由控制中心系统、无线通信平台（GSM）、全球卫星定位系统（GPS）
4、、车载设备四部分组成一个全天候、全范围的烟草运输车辆监管平台。入网车辆主要是烟草运输车辆，也可以是烟草企业的公务用车。系统采用分组管理，不同类型的车辆归入不同分组，也可以按照用户指定的任意分类方法和分层方法来分组，便于管理。系统可对注册车辆实施动态跟踪、监控、调度、管理，实时记录车辆冷藏门开启次数、开启时间等功能。对于监控车辆，可以在电子地图上显示出来，并保存车辆运行轨迹数据，实时监控车内温度，一旦异常就把信息发送到中心。保证系统安全的前提下采用国际通用的系统规范和传输协议，实现与其他系统的网络连接和数据共享以及系统扩容。（二） 设计原则系统高可靠稳定性:为保证系统能良好运作，在满足各项功能的
5、同时，车载设备、总监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GSM通信条件对本系统的支持状况。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，充分考虑总控中心的市场化经营模式。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；系统计算机网络可适应将来广域网的扩展。车辆通信终端智能化多接口结构，适应业务发展需要；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。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。采用智能接口技术，能够满足将来系
6、统向3G等不同无线通信系统平台的平滑过渡，建立一个跨平台的网控中心。对于不同的通信平台，只需要在总控制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。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。（三）系统总体结构烟草运输车全球卫星定位系统以互联网为骨架，将监控中心、远程监控工作站、数据服务器、无线移动通信网、GPS车载终端有机地结合在一起，以互联网服务器为核心实现分布式
7、多级监控，具有“经济、实用、性能价格比高、可伸缩性强”的优点。系统总体结构如图1所示。图1 系统总体结构拓扑图（四）监控中心总体结构监控中心采用多级体系结构，即总公司总控中心、各分公司分控中心及专控中心、用户终端工作站以及GPS车载终端和电子铅封设备。总控中心是整个系统的总控制中心；分控中心是根据系统要求建设的各地市或车队控制中心，可管理自己分控入网的车辆；用户终端工作站是针对车辆数目较少、不必建设分控中心的单位可以通过建设终端操作平台，直接接入总控中心或分控中心；车辆是安装车载设备的移动台，与中心系统通信完成系统功能。全省所有的移动台都是通过GSM网络与总控中心通信，通信方式采用GPRS数据
8、通信，为提高系统可靠性利用短消息作为数据通信的备份。通信系统采用GSM网络。系统所有数据都是通过总控中心接收、处理和分发。系统与移动网络的唯一接口位于总控制中心，这样可以节约系统建设成本，有利于统一管理。整个系统与移动接口只有一个，也就是说只有一条专线用来做系统的收发，相对于各分中心分别接入当地网络的数据处理方式，可大大节约系统成本。总控制中心与移动公司的短信网关和GPRS网关间通过专线接入。安装监控调度终端软件通过互联网接入总控中心管理单位车辆。监控中心总体结构如图2所示。图2 监控中心总体结构拓扑图（五）核心基础软件的选择操作系统选择：数据库服务器和各种处理服务器选择Windows 200
9、3 server操作系统，监控调度终端、车辆管理分析系统等操作终端选用的是Windows 2000 professional操作系统。数据库选择：数据处理与应用服务器等选用Microsoft SQL Server 2000作为主数据库。该数据库支持分布式管理、数据同步、数据仓库等技术，能够多线程同步存取记录，业界得到广泛应用。数据处理较少的设备如各种类型终端日志等采用Microsoft Access 2000作为本地数据库。该数据库是基于单机处理的小型数据库，数据处理能力不是很强，但小巧、灵活，适合于数据量较少的场合。GIS软件选择：实现具有GPS定位功能的监控工作站采用桌面地图化软件。选用M
10、apInfo公司的MapInfo MapX 4.5作为地图开发构件，该软件是通用ActiveX控件，支持各种开发语言，功能强大。选用MapXtreme Server 2.5作为WEB服务器的GIS开发软件，这是基于Internet/Intranet的地图服务器开发软件，应用该软件可以使用户通过Internet浏览器查看车辆。三、系统监控中心（一）监控中心网络结构监控中心是整个系统的控制中心，可以控制本系统中任何中心注册的车辆，控制各分控中心的权限等。监控中心提供整个系统唯一对外的通信接口（通信网关），连接短消息服务中心、GPRS接入网关等。监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
11、注册车辆。监控中心系统结构图如图3所示。图3 监控中心系统结构图监控中心从功能上划分，可以分为4个主要组成部分：通信子系统、数据库管理子系统、终端操作平台、分控接入系统。为直观表示，现在每个软件分布在每台机器上，对于烟草运输车GPS监控管理系统，可以把数据中心、应用服务器、互联网关安装在一台服务器上，通信子系统安装在一台服务器上。通信子系统的主要设备包括通信服务器、通信网关、短信前置机和GPRS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，系统下行数据的备份数据通道。系统短
12、信接入短信中心,与短信中心进行通信，实现数据收发。GPRS接入采用INTERNET接入GPRS网络的方式，如图4所示。图4 通过INTERNET接入GPRS网络在系统建设时不用与当地移动公司协商，只要系统具备一个互联网IP地址即可，目前整个GPRS网络支持从移动GPRS终端与互联网的通信，此种方式接入比较简单。数据库管理部分是系统数据库的核心管理部分，并负责监控整个系统的接入和维护。分控接入部分是监控中心对子级控制中心的唯一接口，分控中心通过互联网网关转发到监控中心的数据，从而把监控中心内网的设备与分控等其它系统设备有效的隔离，保证了监控中心运行的稳定性。监控中心中通信子系统、数据库管理子系统
13、与分控接入部分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。（二）监控中心组成应用服务器：应用服务器对系统中所有设备进行登录验证，这些设备包括监控工作站、车辆管理分析系统、交换机等。设备登录时，需要验证设备ID和系统口令，系统禁止同一设备重复登录。应用服务器的数据处理包括对设备信息，操作员信息，车辆信息，轨迹数据，日志信息，以及其它信息的保存，查询和数据路由。同时还包括数据同步。监控中心要监控分控中心的移动台，必须取得分控中心的移动台信息。但是各分中心的网管数据库中只保存属于本中心的移动台信息，所以系统设计了数据
14、中心，数据中心数据库保存了所有的移动台信息。分中心对移动台信息所作的修改必须同时反映到数据中心数据库中，这就是应用服务器与数据中心之间的数据库同步。通讯服务器：通讯服务器通过TCP/IP与系统各中心设备和下层设备通信。中心设备包括应用服务器，监控工作站等；下层设备包括通信网关。通讯服务器是GPRS系统中协议层的核心设备，负责整个系统中心设备和车载终端的所有协议转换。具体包括下行数据协议转换和上行数据协议转换。中心设备向车载终端发送指令时，由于只有一个下层设备通信网关，通讯服务器把所有指令发送给通信网关。车载终端向中心发送数据时，由通讯服务器通过保存节点或是向应用服务器路由的方式确定把数据发送个
15、哪个特定的上层设备。其中，通信网关是GPRS系统中通信层的核心设备，所有车载终端上行的数据和中心下行的数据都必须通过通信网关。监控工作站：监控工作站是网络监控中心或监控分中心的组成部分，与网关、网管通过局域网通信，可实现对车辆的监控、查询、监听、报警自动显示、车辆轨迹回放、地理信息查询、车辆调度文本信息发送、车辆黑匣子数据查询等一系列功能。四、GPS卫星定位系统在烟草行业中应用针对烟草行业应用，烟草运输车辆管理系统是监控中心或分控中心以及用户中心的组成部分，它为应用服务器提供注册、修改、注销车载终端用户的操作界面。同时为配置报警路由信息、车载终端参数提供操作界面，也整合了大量的烟草行业专门的业
16、务分析管理工具。在烟草行业的应用有以下各项业务内容:（一）车辆监控控制中心可以通过监控工作站选择监控单车或按特定条件组合的多车，控制中心主动监控烟草运输车辆，可以根据需要选择监控时间、车辆回传数据时间间隔、距离间隔、压缩数据回传等。（二）实时定位控制中心可以选择配置烟草运输车载设备，使其满足特定条件时车载终端主动上报位置数据。（三）车载设备上报数据烟草运输车载设备根据初始参数配置，自动向控制中心发送GPRS数据（GPRS在线）。（四）车辆报警、报告功能实现车辆报警、报告功能主要有以下几项：车门开/关报告。其目的是统计车门打开的时间长度，保证车门不会被非法打开，造成烟草的丢失。越出区域/进入区域报警。当烟草运输车越出/进入该报警区域时，终端会主动上传区域报警信息，并支持多区域报警。 路线报警。当烟草运输车偏离规定行驶的路线时，终
