百万级GPS监控运营平台构建方案.docx
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百万级GPS监控运营平台构建方案.docx
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百万级GPS监控运营平台构建方案
百万级GPS监控运营平台的构建方案
百万级系统构建背景分析
1.1传统GPS平台面临的问题
传统的GPS监控平台一般由GPST家单独开发,随着需求及应用扩展,GPS行业也细化分工,GPS监控平台需要专业化、高端化的整体解决方案,特别是传统GPS监控平台只解决了某地区、某部分领域的应用,监控的车辆数量没有那么多,真正需要整合大部分领域、地区的GPS监控平台的时候,万台以上的设备监控需求,传统GPS监控平台无法满足应用,以下是传统的GPS监控平台遇到的一些问题:
问题
描述
解决
数据处理弱,统计分析数据难
传统GPS监控系统的数据处理能力较弱,超过软件处理瓶颈导致软件频繁重启
优化数据处理,分布式均衡负载部署
系统容量小,无法支持大并发连接
传统GPS监控平台一般不超过万台,超过万台的平台都经历过平台开发商多次优化升级才稳定运行,对于大规模的终端的并发请求不能进行很好的处理,单个GPS监控平台不能支持大规模的终端应用
优化的移动目标通过GPRS/CDM的IP接入并均衡负载
无法支持规模
化访问
客户访冋不支持大规模的并发访冋,目前大部分平台的分布式都是各自独立的一个系统,不支持统一的、规模化的访问
支持多级分中心,支持分布式部署,支持通过分布式的系统架构以达到负载均衡,方便扩展
接入客户多
目前平台基本在万台终端接入以下,而GPS监控平台的需求越来越多,成本上考虑不适宜每个客户单独建立平台,另外单个GPS平台一是客户不支持大规模的并发访问,另外对于终端又无法支持又无法支持大并发的连接
百万级平台满足多领域、多地区的客户需求
海量历史数据、数据存储压力大
终端达到万台以上每天约产生7G的数据,现有数据库存储的模式,对数据库引擎、存储空间压力非常大
由于优化了数据处理,数据存储将存在在多台服务器里面,通过主服务器指引去读写数据
系统不稳定
在较大规模的应用中,系统变得不够稳疋
分布式均衡负载部署
数据扩展不方
系统里与数据通讯采用的是XML乍为通
开放式协议支持,并
便
信协议,不能很好的满足客户的新需求扩展
可提供第三方信息平台的接入接口
多种车载设备协议
由于市场上存在多种车载设备并且通信协议互不统一,传统GPS监控平台没有考虑多种车载设备协议的兼容问题
支持多种主流GPS移动设备的接入,支持多种终端协议解析,通过模块化和接口技术达到动态加载协议实现终端协议解析
数据挖掘空间小
传统GPS监控平台一般不超过万台,可供分析数据很小
1.2百万级GPS系统构建的必然性
随着计算机技术、网络技术以及GIS技术的飞速发展,GPS监控平台技术也有长足发展。
传统的GPS监控平台应用领域十分广泛,在交通局的营运车辆监管、公交11101出租车/消防车辆调度、出租车监管、危险品运输监管、物流运输、银行金融押运、租赁车辆监控、大型企业/制造业运输车辆监控、烟草运输、食品运输等领域具有举足轻重的地位,随着GPS应用的广泛深入,传统GPS监控平台无法满足海量设备统一平台使用的问题。
在途无忧百万级GPS监控系统平台目标就是解决传统GPS监控平台的诸多问题,提供满足交通局的营运车辆监管、公交/110/出租车/消防车辆调度、出租车监管、危险品运输监管、物流运输、银行金融押运、租赁车辆监控、大型企业/制造业运输车辆监控、烟草运输、食品运输等领域GPS1营级整体解决方案。
在途无忧百万级GPS监控系统的构建有其必然性和迫切性,系统在较好的硬件环境支撑环境下,达到如下目标:
技术成熟度:
支持百万级别的移动目标通过GPRS/CDM的IP接入;支持
终端以TCP或UDP的方式进行数据收发。
数据安全性:
分布式均衡负载部署,系统的管理和操作实行严格的权限管理,只有持有一定权限的用户才能访问、监控、实施相应的管理和操作,确保系统信息的安全和运行操作的安全;对系统数据库提供备份能力和恢复手段;同时对关键数据和应用采用冗余备份的方式有力保证系统的正常运行;在与公共网的接入界面上,在网络安全方面,通过采用防火墙技术、VPN技术。
系统稳定性:
支持多级分中心,支持分布式部署,支持通过分布式的系统架构以达到负载均衡;数据处理优化并且均衡负载,单台服务器数据处理能力提升,单台服务器永远不会超过其最大处理能力;海量存储的数据存储和数据处理并不局限于单台服务器,方便扩展存储服务器。
系统开放性:
网站系统、数据库系统和信息枢纽采用标准数据接口,具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力;提供标准的网络通讯协议(如TCP/IP等)开放接口,提供同其它系统相连接的需要,具有很强的开放性,可以非常容易进行系统扩充。
系统拓展型:
开放式协议支持,协议通过组件化dll加载程序调用;提供第三方信息平台的接入接口:
通信接口,用于第三方通过该接口获取通信数据;数据库接口,第三方可以通过该接口操作和查询数据库的相关信息;客户端系统插件,用于快速开发基于客户端的第三方功能应用;并且支持多种主流GPS移动设备的接入,支持多种终端协议解析,通过模块化和接口技术达到动态加载协议实现终端协议解析。
百万级GPS系统的构建
2.1系统技术构成
如上图所示,系统主要分为数据接入、协议分发、业务处理、业务应用几大
重要组成部分
2.2系统拓扑图
.信转发服务器
监控座席
/联通网关
移动目标综合服务系统
7
监控座席
短信接入服务器
IP接入服务器
数据库中间件数据库服务器
2.3系统性能分析
2.3.1IAS终端接入系统设计要求
IAS设计目标
稳定数据转包率能达到1000包/秒。
同时支持10万个的终端在线。
支持终端以TCP或UDP的方式进行数据收发。
支持分布式部署,即支持通过RTS路由转发服务器)连接多个IAS以达到负载均衡,也可支持多个RTS连接一个IAS实现数据分发。
支持制定的系统通信协议,用于向RTS路由转发服务器)直接进行数据通信。
支持多种终端协议解析,通过模块化和接口技术达到动态加载协议解析器实现多终端协议解析。
终端通用协议,支持定位数据、车辆状态、报警状态、图像数据、附件
数据、下发指令、行车记录数据等数据的通用协议,将从终端收到的各
种厂家的终端数据转换成通用协议进行转发到RTS将从RTS攵到的通用
协议的相关指令转换成各个厂家不同的指令数据进行发送。
GPRS/CDMAIP接入系统(IAS主要组成:
IAS系统核心服务程序
核心服务程序是IAS系统的主体,以服务的方式存在,完成整个IAS系统的业务流程、数据处理等核心功能。
IAS系统监控客户端程序
监控客户端程序主要用来监控核心服务程序的运行状态、数据处理状态
及客户关心的一些界面数据显示(如:
在线终端列表)。
整个架构预期如下列图所示:
IAS系统架构图
GPSServer(GPS业
务服务器
Yudpa
IAS系统
核心服务
RTS(通信路由服务器)
IAS1.0系统监控客户端
2.3.2路由转发系统RTS设计要求
设计目标
稳定数据转包率能达到10000包/秒。
支持以客户端方式连接多个IAS或者SAS
支持以服务端方式打开多个GPS业务服务器或者其他类型服务器连接。
支持终端数据路由配置,通过路由表配置达到多级中心之间的数据分发。
RTS主要由以下部分组成:
RTS系统核心服务程序
核心服务程序是RTS系统的主体,以服务的方式存在,完成整个RTS系统的数据接收发送、数据路由等核心功能。
RTS系统监控客户端程序
监控客户端程序主要用来监控核心服务程序的运行状态、数据处理状态
及客户关心的一些界面数据显示(如:
接收数据数、发生数据数)。
整个架构预期如下列图所示:
RTS系统架构图
2.3.3业务处理服务器设计要求
总体设计思路
i.采用模块化设计,将协议处理、业务处理、数据处理、通信处理设计成独立模块,封装成调用库,大大降低各模块之间的耦合,提供了复用性、可维护性及可测试性,同时更有利于团队的协同开发。
ii.支持协议解析模块及业务处理模块的动态加载。
iii.采用消息队列的方式进行数据存储,提高整个系统数据处理及转发的速度。
总体架构图
协议协调器
协议解析器
协议解析器
协议总线
协议解析器
协议解析器
定位监控
报警处理
其他业务
其他业务
GIS
系统模块组成及描述
b)系统通讯模块-DLL方式封装
通讯模块:
实现与系统内部通信协议的相关逻辑,连接RTS
c)协调器
协议处理协调器(ProtocolCoordinator):
负责协调系统通讯模块和协议总线之间的数据交换
业务处理协调器(BusinessCoordinator):
负责协调协议总线和业务容器之间的数据交换
d)协议总线模块一DLL方式封装
负责协议适配器的加载和卸载,并根据数据的类型为其选择相应的协议适配器进行协议的解析和封装,支持协议适配器的动态加载(需要建立终端类型和对应适配器的关系,用Access实现)。
e)协议适配器模块一DLL方式封装负责某种协议的解析和封装。
f)业务容器一DLL方式封装
负责业务处理模块的加载和卸载,并根据上传的数据将数据分发到一个或多个业务处理模块中进行处理。
支持业务模块的动态加载,支持数据分发规则自定义(需要建立上传数据类型和对应业务处理模块的关系,用Access实现),考虑加入垃圾收集站,对于不处理的数据进行收集。
g)业务处理模块一DLL方式封装
定位监控业务报警处理其他
h)数据中间层(考虑独立进程实现)一DLL方式封装封装了所有对数据库的读写操作、日志文件的读写操作,包括对系统频繁使用的数据进行缓存。
2.4系统功能实现要求
2.4.1资料权限管理
1.用户资料管理管理下属用户的基本资料,根据运营企业的服务对象,建立各级用户资料,并可对每级用户所能使用的系统功能权限进行设定;
2.车辆资料管理管理车辆的基本资料,包括车辆编号,车牌号,车辆类型,终端类型,驾驶员,SIM卡等车辆资料。
3.人员资料管理管理公司相关人员的资料,包括驾驶员、乘务员、售票员、系统操作人员等资料管理。
4.账号管理管理登录系统的账号,每级单位可根据权限设定,管理自己单位内的账号资料。
5.系统管理管理系统的相关字典表、系统编码、系统操作日志等基本资料;
2.4.2车辆监控
1.多个全国地图,支持Google卫星图,51全国地图
2.地图操作方便快捷的地图常用操作:
放大、缩小、漫游、测距、全图等。
3.地物搜索对单个图层或多个图层进行快速地物搜索定位,自动定位地图显示
4.最新位置查看车辆最新位置,并立刻对车辆的位置发送位置查询。
5.实时监控自动监控选择的车辆的实时位置与状态。
6.目标图标状态停车、行车及其他各种状态下使用符号及图标两种不同的显示方式。
7.区域查车根据所选的时间及在地图上框选的范围,查找符合条件的车辆,并通过列表方式显示,或显示在地图上。
8.车辆报警报警列表提示:
系统在接收到报警时,会以列表的方式显示报警信息,具体显示报警的目标、报警类型、报警时间等信息。
9.信息收发收发信息查询:
可以对系统跟终端的历史收发记录进行查询。
10.目标资料查询系统提供查询目标的详细信息的功能,并且信息的显示内容及格式可以通过xml文件动态定制。
11.车辆轨迹回放及分析可任意选择时间段查询车辆的历史轨迹信息,并进行回放。
2.4.3报表分析
可以对所有车辆按天、月、年生成行驶里程统计报表,超速、越界报警等警情报表,行驶轨迹报表等。
并且每个报表支持excel导出,打印功能。
具体统计表如下超速统计报表报警统计报表表里程日统计报表里程月统计报表里程明细报表车辆轨迹报表进出关键区域统计报表车辆定点跟踪报表车辆偏移线路报表
2.5车辆扩展服务2.5.1一键导航服务
根据要求,输入目的地的关键字,选择线路规划,设置为起点和终点,起点默认为当前客户的位置,设置完成后即可点击查看方案来查看规划结果。
以下为北京路美食街的规划结果:
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2.5.2紧急救援服务
一键呼叫客户中心,系统自动获取车主联系电话,锁定救援车辆位置,记录救援需求,派发任务单,配合救援机构进行车辆紧急维修、保险理赔。
确定事故发生的时间、地点、事故类型、合理救援步骤和最佳救援路线,实现公路紧急救援管理常规业务的自动化。
从而可以最大限度地减少事故本身的直接经济损失和伤亡人数,降低交通阻塞,迅速恢复正常的交通状态,提高高速公路服务水平。
2.5.3道路流量分析
通过GPS全球车辆定位,配合道路部门固定道路流量统计器、摄像头。
整合资源,分析城市道路不同时间段的车辆流量,减少交通事故发生,合理那排出行路线,提高城市效率,减少城市污染,节约能源。
2.6系统数据挖掘分析拓展
为保证投资者的长远利益,系统必须具有一定的开放性、扩展性。
将根据用户具体管理工作模式并结合相关的国家公安部安防管理措施,为客户留有系统扩充的可能。
系统所采用的技术功能模块可调用的接口,可以识别扩展的参数和数据格式。
支持与ERP系统OA系统对接。
三系统应用及价值
3.1系统的应用范围
系统可应用于传统的GPS监控领域,如前述交通局的营运车辆监管、公交/110/出租车/消防车辆调度、出租车监管、危险品运输监管、物流运输、银行金融押运、租赁车辆监控、大型企业/制造业运输车辆监控、烟草运输、食品运输等领域,实现百万以上个设备同时在同个系统运营服务。
同时系统可方便的扩展其他应用,提升系统的价值:
系统已经涵盖了GPS位置相关大部分功能:
停车监管、超速监管、疲劳驾驶监管、定点跟踪、区域报警、线路监控等,并开发了一键导航。
系统应用于各省、地市交通局营运车辆GPS监管平台,支持各地交通局数据对接;可扩展应用于城市公交/110/出租车/消防车辆调度,实现车辆的实时位置查询、实时调度;应用于物流运输车辆,物流运输过程透明化;系统应用于危险品运输、金融押运车辆,可定制线路监控,偏移线路报警;应用于租赁车辆,除可监控车辆实时位置,还可通过与人员信用数据对接,可实时查询租赁人员的信用等等。
3.2系统应用价值
3.2.1社会效益
百万级GPS监控运营平台的构建,可实现对移动车辆进行实时监管,强化车辆的安全管理,有效预防和减少道路交通事故发生,同时也提高企业管理效率,对车辆的运营时间、运营里程、超速、疲劳驾驶监管、停车管理等,实现车辆在途运输的全程透明化监管,减少了车辆的违章、违规驾驶,根据统计,安装GPS监控的车辆交通事故明显减少,得到很好的社会效益。
3.2.2经济效益
百万级GPS监控运营平台的构建,对交通监管部门,方便交通局部门批量的导入社会车辆,减少推广应用成本。
针对运营商,减少了运营企业的服务器、网络带宽等投入,而且百万级GPS监控平台扩展了很多应用,减少企业的重复投入,运营商减少了投资,最终用户则可以以更低的价格享受到GPS监控的服务。
对于物流运输或企业车辆,通过对运输过程的全程监管,减少司机拉私活、司机绕路、多报路桥费、多报油费等成本开支,而且统一的监管平台,有利于深入的数据挖掘,比如方便与各个物流园实现货物信息、车辆空重载信息的数据共享,实现车辆配货,减少车辆空程返回出发地的情况。
可方便扩展应用或对接其他系统,比如平安城市、数字城管等系统可方便实时调取平台里的车辆实时数据,企业ERP系统也可方便对接本监控平台的数据,减少了其他系统的重复投资建设成本。
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