1、系统设计目标

总体目标是建立一套能满足相关教育监管部门通过互联网管理辖区内所属校车及其相关事务的管理系统。是一个以总中心监控调度系统为总控中心、以其分支机构为分控中心、可通过互联网接入总控中心的分中心调度的综合校车监控管理系统，系统能够同时收集大量的车载终端各类数据，同时发送大量数据到车载终端。系统可根据用户需要呈现各类报表和车辆监控调度结果。

该方案是通过3G无线通信技术将现场情况视频及时传回主中心，便于远程监控调度和管理。通过对校车的调查分析，结合现在比较成熟的GPS技术、互联网技术、计算机技术等，为城市管理车辆量身定制的管理系统——校车GPS+3G视频管理系统，将对校车车辆安全管理产生积极影响。

总结一下，系统设计目标如下：

• 校车的实时监控；
• 规划行驶线路，车辆超越规定线路报警；
• 车辆的轨迹查询回放；
• 车辆相关信息记录、存储、历史查询；
• 车速限制，超速即报警设置电子栅栏，为学生的安全保驾护航；
• 为学生家长减轻压力；
• 可供多用户同时登陆查看车辆，不限用户数，家长与老师都可以随时查看车辆情况；
• 通过手机客户端，家长随时随地都可看到孩子一天的生活，真正做到学校贴心、家长放心；
• 提高学校的形象。

2、系统设计原则

2.1经济性

充分考虑系统运行成本，尽可能降低系统的数据通讯费用、运行管理费用等。

2.2实用性

系统能切实地为教育管理部门管理车辆提供服务，使*门感受到高科技带来的营运和管理方便性。系统能改善相关部门车辆的管理模式，使相关部门车辆管理信息化。

2.3系统的稳定性、可靠性、并具备一定的前瞻性

为保证系统的良好运行，系统设计多种手段提高系统的稳定性，采用多种手段保证数据传输的性、安全性、完整性。充分考虑无线传输的特点，实现无线传输的双通道备份等功能，同时，同时设备性能应考虑3G无线网的发展趋势，具有一定的前瞻性，以避免系统在建成后一段时间内不会因技术落后而作大的调整，并能够通过升级保持系统的*性，延长其生命周期。

2.4系统的可维护性

系统设计时，考虑系统维护的成本，开发专门的系统故障检测处理平台，提高系统的可维护性。

2.5系统的易用性

系统设计时，充分考虑系统的人机交互接口，提供尽可能简单和实用的人机界面。

2.6系统的可扩展性

车载设备预留部分接口，用于系统扩展；中心控制系统开发标准接口，可供二次开发，可便捷地与其他系统互联互通，软、硬件平台应具有良好的可扩展能力，能够方便地进行系统升级和更新，以适应各种不同业务的不断发展。

2.7系统的安全性

系统设计时考虑的安全性包括：系统在互联网上防止非法用户使用系统资源、防止网络病毒的入侵；在数据传输上，防止数据的泄漏，防止数据传输时出错；实现完整的网管系统，实时检测整个网络的运行状况；软件设计时，采用出错冗余技术，保证系统的运行的安全性。

3、总体方案设计

3.1系统网络结构

依据实际状况，本系统可由中心监控系统（分两级：包括主控制中心系统、分控制中心和车队调度中心）、3G通信网络、卫星定位系统（GPS）、车载设备四部分组成一个全天候、全范围的校车车辆管理和车辆跟踪的综合平台。

系统方案图如下所示：

3.1.1主中心监控系统

监控调度管理中心是定位业务系统的核心，本系统设两级监控调度管理中心。其中，一级监控调度管理中心设在总调度监控中心（教育监管部门或是交通监管部门），完成全网内车辆监控、调度及相应管理功能，在总中心不同职责人员分配不同系统权限，二级监控调度管理中心设在各学校，通过系统的部分*，监控调度管理本地车辆或特定车辆。

监控调度管理中心同时也是通信枢纽，负责与车载终端的信息交互和各个分中心的网络互连，完成各种信息的分类、记录和转发以及分中心之间业务信息的流动，并对整个网络状况进行监控管理。

3.1.2 3G通信网络

无线通信网络是车载终端与监控调度管理中心信息交互的通道。目前信息传输特点是通信次数比较频繁，每次的通信信息传输量很小，对实时性要求很高。

本系统用的是无线3G网络与Internet网络完成定位信息在车载终端与监控调度管理中心间传输。车载终端完成与无线3G网络的定位信息收发，再由3G网络通过与其互联的Internet网络将信息传输到监控调度管理中心。

3.1.3 GPS系统

GPS是英文Navigation Salite Timing and Ranging/Global positioning System的字头缩写词Navistar/GPS的简称。它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以构成定位系统。由于GPS具有覆盖范围广、精度高、全天候、接收信号免费等优点，在范围的各个领域内得到了广泛的应用，其中车辆及个人导航监控成为当前发展zui迅速、前景zui广阔的应用市场，并在欧美、日本等国发展成为规模庞大的产业。

3.1.4车载终端

车载终端由GPS＋3G组成，利用无线通讯网络与监控调度管理中心进行双向信息传输。通过接收GPS定位信号，对车辆 状态进行检测，并将状态数据传送到监控中心，同时接收监控调度管理中心的调度信息或控制数据并对车辆进行控制。

车载终端由GPS接收单元、无线通信单元、控制单元及电源四部分组成，完成定位数据及报警信息、服务请求信息的传送及监控中心控制、配置命令的接收和执行。其中，GPS接收单元能利用GPS作为定位信号源，计算出终端的距离信息；无线通信单元完成信号的传输和来自监控调度管理中心信息的接收，控制单元完成专门的命令设置及功能控制，以满足各种需要。

车载终端回传数据内容一般包括：车辆 ID号、经纬度、速度、航向、时间、车辆状态、音视频、请求服务等信号。

我公司提供车载终端基本功能如下：

1）自动定位：通过GPS接收单元，确定车辆的位置、速度、方向及时间等信息；

2）调度：由监控调度管理中心发出调度信息，车载终端播报调度信息；

3）服务请求：由车载终端的服务请求按钮触发，回传服务请求内容等。

4）超速、越界报警：对车辆进行速度及行驶路线进行界定，超过规定的速度和行驶路线中心进行声音提示；

5）视频传输：车载设备对车内情况进行条件（例如开关门、中心不定期触发、或者固定频率等）视频监控，同时实现本地存储,

3.2 监控中心网络结构

该系统采用四层网络结构。包括总控中心、分控(专控)中心、一级用户中心、二级用户中心。上级中心有控制自己对应的下级中心的车辆的权限。其网络结构如下图：

 3.2.1系统总控中心功能

总控中心是整个系统的控制中心，总控中心可以控制本系统中任何中心注册的车辆，可以控制各分控中心的权限等。总控中心提供整个系统*对外的通信接口（通信服务器），CDMA/GPRS/3G接入网关等。总控中心拥有整个系统*的数据中心，统一管理整个系统的注册车辆。

总控中心从功能上划分，可以划分为4个主要组成部分：通信系统、数据库管理子系统、终端操作平台、客户接入系统，另外，此系统已经包括了对图像拍照功能。

1）通信服务器负责整个系统与车载设备的通信，直接与车载终端通过3G网络使用TCP/IP进行通信。

2）数据库管理部分是系统数据库的核心管理部分，并负责总控制中心整个系统的接入和维护。

3）客户端和互联网接入部分是总控制中心对子级控制中心的*接口，分控中心通过互联网网关转发到总控制中心的数据，这样把总控制中心内网的设备与分控等其它系统设备有效的隔离，保证了总控制中心运行的稳定性。

总控中心中通信子系统、数据库管理子系统与分控／互联网接入部分的设备建议设在机房内，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。

3.2.2 各分控中心

分控中心由网管服务器、分控交换机、网管终端、监控终端组成。

1. 网管服务器是分控系统数据保存和管理的平台；
2. 分控中心交换机是分控和总控中心之间业务数据交换的软件。
3. 网管终端是分控中心车辆注册和管理的平台。
4. 监控终端是分控中心监控、控制车辆的GIS操作界面。

分控中心可根据需要接入用户中心，用户分中心可以控制所属用户分组的车辆，对其进行监控、调度、发布信息等控制。

分控中心的权限控制在总控中心，总控中心可以控制其可监控的车辆数目、车牌号和连接权限。接入分控中心的监控终端的权限由分控中心控制。

3.2.3 用户中心

用户中心适用于单位用户，可以组建成自己集团内部的虚拟网络，该中心主要设备是监控终端。用户中心可以分为两级建设，一级用户中心可以管辖256个二级用户中心。一级用户中心和二级用户中心物理结构可以上一样的，但是一级用户中心的权限比二级用户中心大。一级用户中心可以操作二级用户中心的注册车辆。如对于一个单位车辆，共计500辆，可在总公司建设一个一级用户中心，而总公司下面有一些分公司，各分公司可以监控其中的部分车辆，这样以及用户中心可根据下面分公司的实际情况再划分二级用户中心，二级用户中心的权限由一级中心控制。

4、管理调度中心系统功能

4.1 监控

系统根据车载终端上传的位置信息(如经纬度、时间、行驶方向、速度、车辆ACC信号等)在地图上实时显示车辆位置及状态信息，并能查询车辆的位置描述信息。系统会定时更新车辆位置及状态信息。

4.2 实时位置查询

中心可查询当前车辆的位置信息。控制中心可以通过监控终端选择监控单车或按特定条件组合的多车，命令发送到车载设备后，车载设备发送自身的位置信息回控制中心。控制中心监控车辆时可以选择车载设备按一定时间间隔或按一定位置间隔发送位置信息回中心。控制中心在电子地图上显示车辆位置，并可显示车辆行使的轨迹路线。多个中心可以同时监控一辆车。

中心主动监控车辆，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。

4.3双向通话

车辆接听通话：中心发送“通话"指令给的终端，司机通过手柄或者车载进行手动接听，实现双方之间的通话功能；拨号来实现语音通话。车辆通话：司机通过手柄或者车载拨号实现双方通话功能。通话限制：终端只能接听或预设的。

4.4监听

监控总中心在收到报警或求助信息后可以选择监听该车辆。监听可通过语音网关与车载设备的手机通话来实现，具体的实现方式有两种。一是中心发起的监听操作：当车辆处于报警状态时，中心可以发起监听操作，中心的语音网关车载设备的手机，车载将自动接听，处于监听状态。二是车载主动发起的监听：当车辆处于报警状态，而且预先设置成需要车载主动发起监听的话，车载设备将主动中心的，中心操作人员看到报警信息的同时，摘机就可以进行监听。监听语音文件保存在语音网关，中心可以在事后查询和回放。

4.5轨迹回放

控制中心自动保存车辆行驶记录，供事后进行位置查询和轨迹回放。可任意选择时段查询车辆历史轨迹，支持单辆或多辆车辆同时进行轨迹回放，且不限制轨迹条数和查询时间。轨迹回放时可以选择回放速度、回放时间、车辆颜色、轨迹线条类型、轨迹线条颜色等。轨迹数据可选择从数据库或本地获取。

4.6参数配置

?? LZ8713S系列有4种不同的配置方式，可根据用户现有资源选择相应的配置方法：

1）通过网线配置，这种方法是设备已经配置过，通过设备以太网口只能更改配置参数。

2）SD卡拷配置，这种配置方法可以是直接覆盖设备的配置文件，将随机光盘内的配置文件修改成实际应用的配置文件。

?3）通过中心对在线终端的任何参数进行远程参数配置。例如：修改终端采集定位信息的间隔时间，修改IP、端口等等。

主动上报的功能即远程设置车辆定位信息上传时间间隔。

4）U盘拷配置

用此种方法，一定要注意先把优盘清空，避免干扰。

4.7车辆调度功能 

车辆调度包括车辆指示、信息发布等。车辆指示指需要移动台应答的调度信息，可以设置成移动台自动应答或司乘人员按键应答，也可以设置是否需要司乘人员输入简单的回应信息。信息发布指中心可以发布一些广告、气象等信息。

调度指令分为调度信息和通知信息，两者的区别：调度信息是中心与车台互动，可收到车台的应答；而通知则没有应答；

调度信息可通过编辑文字发送给车载终端，车载终端通过TTS语音播报出来。用户可自行设置是否让车台自动应答，或者让司机通过调度屏编辑文字回应中心；如果有调度应答返回，在窗体的右下角会出现一个类似的通知窗体来通知您收到了调度信息，通过查看调度信息可以看到车台返回的调度应答列表，双击列表中的一项，可以查看该条调度应答的详细内容。

通知信息可通过编辑文字发送给车台,该指令不需要应答。

4.7.1消息发送、查询

本系统可以发送文本调度消息给某辆车或多辆车，在车辆上实时播报调度消息内容，并可以对所发送的消息进行查询。

4.7.2信息通知

安全短信、调度信息可以在车载终端显示屏显示，并转化为语音信号，驾驶员可以阅读或收听信息。监控中心可通过信息发布中的常用模板功能，将常用的语音提醒短信内容保存在平台中，方便监控人员快速便捷的发送提示信息。

4.8 车辆报警功能

4.8.1防劫报警(紧急报警)

对于所有入网的车辆，一旦遇到抢劫，司机只要按下报警开关，2秒钟左右中心系统就可以收到报警信息，这样，就能及时地处理车辆运营中遇到的问题，保障司机的人身安全。

4.8.2车辆疑似发生事故报警

车辆由高速突然变为0，平台语音提示监控人员2次，并同时自动回传报警车辆所有摄像头图像。

4.8.3疲劳驾驶报警

疲劳驾驶需改善为如当车辆行驶到3小时55分钟后车台主动提醒驾驶人员2次，若违章行为依然未得到改善，则到4小时05分后再次提醒驾驶人员。（假定连续行驶超过4小时为疲劳驾驶），系统可实现：

• 可设置疲劳驾驶时间值；
• 上报疲劳驾驶报警；
• 蜂鸣器提醒；
• 自然语音提醒；

4.8.4超速报警

当车辆运行速度超过预设限速值的时候，终端立即向监控中心发送报警消息，并同时能以声音方式提醒驾驶员注意，提示您以超速，请减速慢行。系统可实现：

• 设置限速值；
• 上报超速报警；
• 蜂鸣器提醒；
• 自然语音提醒；

4.8.5偏移路线报警

为了加强车辆的管理，一般要求车辆行驶在限定路线、特定区域活动，并且运输途中不能随意停车。监控中心可能预先设定限制的路线及行驶区域范围，一旦车辆驶出限定的范围，监控中心将自动发出相应报警信息，并转换成语音及文本信息及时提醒司机注意等信息。中心可以根据实际情况采取措施。

• 设置限定路线和行驶区域；
• 上报偏移路线报警；
• 蜂鸣器提醒；
• 自然语音提醒；
• 如果配有司机操作屏（选配），还可以文字形式在司机操作屏上显示；

4.8.6停车报警

中心下发指令设定停车报警的时间值，当停车时间超过停车报警的时间值，产生停车超长报警。

• 设置停车报警时间值；
• 上报停车超时报警；
• 蜂鸣器提醒；
• 自然语音提醒；

4.8.7断电、摄像头故障，SD故障报警

在车辆正常启动后或行驶中，车载终端未被供电时，自动发出告警。当摄像头或者SD卡故障时也会发出报警。

4.8.8私拉乱聘报警

对于每辆车都可以添加驾驶人员的相关信息（照片，姓名，驾龄等）以便监控人员通过图像进行比对。查处车厢内各种违规行为管理。

4.8.9 GPS天线短路，开路报警

终端实时监测GPS的接收情况，但GPS天线开路或短路（比如人为损坏）时，终端上发GPS天线状态至中心进行报警。

4.9图像触发功能

终端支持多种图像拍摄触发方式：

• 车辆停车、启动时触发；
• 客车在关闭车门后行车时速达到30公里时触发；
• 驾驶员按钮触发；
• 监控中心远程控制触发等。

4.10 实时视频

监控中心可以根据需要下达查看视频指令，选定对车辆进行视频监控，系统会将该车辆的实时运行线路显示在地图上，同时启动视频监控，将实时视频显示在旁边的窗口中。客户可同时直观地了解车辆所在位置和车内情况。窗口上方同时显示经纬度、时间、行驶方向、速度等信息。

多画面视频监控

另外，监控中心系统同样也支持不同类型事件的触发监控，如：当发生抢劫等报警时会主动把视频监控数据上传中心，当前可提供触发事件有：抢劫报警、开关车门、紧急求助等。并且为了满足用户后续需求，特预留信号传感线束，提供其他事件触发视频监控。

• 3G视频监控：当车辆关门，车速达到30公里/小时，视频监控自动回

  传车厢内一分钟图像。如因3G通讯故障，系统在3G通讯恢复后回传视频图像。

• 操作人员可以随时选择车辆，要求该车辆回传实时视频图像或调历史

图像。

• 视频图像显示车辆经纬度、速度信息。

4.11视频录像

根据需要进行实时录像，存储在终端的SD卡上。等车辆到站后，可以拷贝到服务器备份，或者及时查看录像情况。SD卡存储较硬盘存储的优点有：

1）稳定性能好。在车辆移动颠簸的复杂环境中，SD卡以数字格式存储数据，较之硬盘的机械式存取方式更防震，更稳定。

2）易维护。在调取视频录像和更换存储介质等工作时，SD卡较硬盘更容易实现。

3）体积小。SD卡体积较硬盘小，因此在相同集成度的情况下，选用SD卡为存储介质的设备体积更小。

4）低能耗。SD卡存取方式较硬盘存取更省电，发热量也小。

视频录像示意图

视频播放器播放录像

4.12 TTS语音播报

车载终端可以把中心下发的调度信息通过语音的形式播报出来,zui大限度地保证车辆行驶安全。

4.13 里程统计功能

终端可以保存从终端上电开始的累计里程，单位为米。用户可以随时查看车辆行驶里程。

终端同时支持两种里程统计方法：里程脉冲信号和GPS数据。如果检测到里程脉冲输出信号，则以里程脉冲统计计算里程，否则应该采用GPS经纬度计算里程。其中轨迹查询可以查询车辆在某时间段内的各时间点的历史轨迹记录，并可以将这些数据导出或打印。

里程统计

4.14分级管理（系统权限管理）

本系统可以在管理公司总部建立一个总监控中心，同时可以在异地的分公司或客户处建立不同的分监控中心；总中心控制所有的车辆，每个分中心只能监控到自已被分配的车辆；实现数据信息共享，多级异地联网协同监控管理。

对于存在于不同账号中的同一辆车，拍摄的照片只显示在发送指令的账号内进行处理。

4.15报表统计

系统具有数据统计分析功能，辅助事故分析，事故情况有据可查。监控中心可通过对车辆历史数据的统计分析，得到相应报表。如统计驾驶员驾驶时间、驾驶任务完成情况、违规次数、事故次数等，从而制定出切实可行的的行车方案；同时可对客车的运行和消耗进行数据统计，从而做到科学的管理和监控，节约开支，提高客车的行车效率和安全性，使客车更好地完成任务。

4.16电子地图调用功能

车辆3G视频监控系统支持对电子地图的调用，电子地图应具备包括漫游、放大、缩小、全图、拉框放大、拉框缩小、距离量算、比例尺显示、打印和当前屏幕图像保存等基本操作；具备电子地图的鹰眼功能、标注功能、图层控制功能、量算功能、地理信息查询功能和路径分析功能；具备对电子围栏设置、行驶区域设置和行驶路线设置功能。 地理信息查询具备对设施点、地名、道路和行政区域的模糊检索功能。

4.17 远程参数设置功能和远程升级

终端支持远程参数的设置功能，参数包括：监控中心号码设置、超速报警限值设置等。注：远程参数设置和远程升级需要在蓝斯技术人员的指导下进行。

4.18 扩展升级能力

3G视频终端具备I/O接口扩展和升级能力，满足日后应用升级的需要，保护用户的投资。

1. 数据接口扩展：随着技术的进步，终端可能需要与摄像头、身份识别仪、行车记录仪等进行接口，因此终端能预留与这些数据采集仪器的接口。
2. 终端软升级扩展：能对终端内部软件进行版本升级。
3. 硬件升级扩展：能在保留主机不换前提下进行板卡升级。

第三章 终端介绍

1、车载终端情况及优势

本方案使用的蓝斯LZ8713S系列车载终端，该系列结合了GPS定位技术和3G通信技术,内部集成了高性能、低功耗的处理器，工业机设计，一体式隐蔽型安装车载定位终端，具有定位、通信、录像、实时视频传输、强大的数据处理等能力；外形小巧，隐蔽性强，坚固耐用，稳定可靠，安装方便。