在众多行业领域中用户不仅仅需要在中心端查看到车辆信息，车载端或者移动端的人员同样需要看到自车的位置，进行自导航或者需要向中心端发回一些信息，及获得中心端发来的命令或信息。
文 _ 郭建斌 超图公司导航软件事业部
近年来随着卫星定位技术的广泛应用，基于GPS的车辆监控系统，融合全球卫星定位技术、地理信息技术和无线通信技术于一体，已经越来越多地应用于各类车辆或移动设施的管理和监控。
传统的车辆监控系统在车载端通常仅集成了GPS和通讯模块，只允许中心端查看车辆信息，但由于在众多行业领域中用户不仅仅需要在中心端查看到车辆信息，车载端或者移动端的人员同样需要看到自车的位置，进行自导航或者需要向中心端发回一些信息，及获得中心端发来的命令或信息。同时随着嵌入式设备配置不断提高，价格不断降低，通讯技术不断发展，在车辆监控系统中引入自导航系统已经不存在困难。
基于超图导航软件开发平台SuperNavigation Engine，结合GPRS无线通信技术，能够方便地实现车辆监控和自导航功能，并可以将很多业务功能加入嵌入端软件，使传统车辆监控系统得到升级，并能更多地满足各类行业用户的特殊需求。
技术方案介绍
SuperNavigation Engine（以下简称SNE）是超图公司面向卫星定位导航市场推出的新一代导航应用软件开发平台。SNE基于超图共相式GIS架构和车载导航电子地图应用存储格式国家标准开发，支持多操作系统、多种集成开发环境和多种CPU类型。SNE充分运用了超图在GIS领域的技术积累，创新地拓展了GIS在导航领域的应用，能够快速地开发出适用于不同行业需求并与导航功能无缝结合的嵌入式应用软件。
基于SNE开发的车辆监控系统嵌入端软件，主要实现将接收到的GPS数据(经纬度、高度、时间、速度等)进行解析，在车载端电子地图上实时显示当前位置，并可以进行自导航对车辆实现引导，也可以将车辆或者执行任务的状态输入系统，通过设备带有的GPRS无线通信模块，将当前位置信息及其他状态信息实时上传至监控中心。监控中心在电子地图上对被监控车辆的各种参数进行显示、监控和查询，并对监控数据进行分析，能够对历史轨迹进行回放等。
该系统适用于不同的行业和监控场合，经济效益和社会效益明显，可广泛地应用于客运、物流、危险品运输、公安、消防、智能交通管理等领域。
1 GPRS介绍及其数据传输优点
GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)是一种以分组交换技术为基础，采用IP数据网络协议，传输高速、低速数据及信令的高效数据传输网络。相对于传统的远程传输方式，GPRS数据传输具有突出的优点：一方面，GPRS资费比较便宜，可以采用多种资费方案。对于大数据量业务的用户可以采用包月的方式，对于小数据量业务的用户可以根据通信的数据量和提供的服务质量进行计费。另一方面，在GPRS网中，用户只需与网络建立一次连接，就可长时间的保持这种连接，并只在传输数据时才占用信道并被计费，保持时不占用信道不计费。这样，数据采集点不用频繁建立连接，也不必支付传输间隙时的费用。而且GPRS能够较好地支持频繁、少量突发型的数据业务。此外，GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。
GPRS数据传输的主要优点：
移动通信：GPRS无线通信打破了过去有线通信的固定位置限制，可根据业务需要随时增减数据传输点，极大地拓展了通信的领域。
费用低廉：GPRS网络按照客户收发数据包的数据流量来收费，极大地降低了通信使用费用。
永远在线：客户随时都与网络保持联系，即使没有数据传送时,客户仍然在网络之间保持一种连接。
快速登录：连接时间很快。GPRS无线终端一开机，就已经与GPRS网络建立了连接，每次登录网络，只需要一个激活过程，一般仅需1到3秒。
高速传输：由于GPRS网络采取了先进的分组交换技术，数据传输最高理论值可达171.2kb/s。实际使用中一般能达到20～40 kb/s。组网灵活：中国移动的GPRS网络覆盖面广，可在全国漫游而不增加额外费用，特别适合中小用户以低成本方式在短时间内组建自己的跨区域性数据网络。
信道保障：GPRS通信链路由中国移动这样的专业运营商维护，在出现通信链路中断的情况下能得到及时抢修，免除通信链路维护的后顾之忧。
防雷击：GPRS采用小功率短天线，不需要室外架设大天线，克服了有线传输设备和无线电台容易被雷击而损坏和中断通信的情况。
2 系统组成
基于GPS／GPRS车辆监控系统由车载移动终端、通信网络和监控中心组成。其系统组成如上图所示。 移动车辆配备的GPS硬件终端需具备GPS模块和GPRS模块，用以接收自车当前的位置、时间等信息，通过GPRS方式上传到中心位置服务器。在监控中心站，位置服务器接收各监控目标的位置信息，并储存到位置数据库中。基于SuperMap Objects开发的中心端通过读取数据库中的位置信息并在地图中显示，对当前受监控车辆所在的位置、车速及行进方向进行实时监控，完成对车辆运行状态、安全状态、技术状态的监控。
3 基于SNE的车载终端系统的主要功能
导航地图常规操作功能：完整的导航电子地图显示，实现地图无级缩放，快速浏览、漫游等电子地图功能。
GPS数据解析功能：负责实时解析GPS数据，包括经纬度信息、车速、方向、时间等信息。巡航功能：车辆行驶过程中，系统将解析后的GPS信息实时定位到地图上以达到巡航功能。查询索引功能：可对电子地图中的POI点进行索引分类，并可以根据首字母、全文、分类等方式进行查询。
路径分析功能：可以当前GPS信号点为起始点，对选择的目标点进行路径分析，可提供最短或最快分析方式供选择。车辆引导功能：可按照路径分析路线或预设路线对车辆行驶进行引导，可提供路口放大图，并可进行语音提示。轨迹记录功能：记录车辆轨迹，并提供查看轨迹功能。
工作状态选择发回功能：可通过预设的状态选项，由操作者选择相对应的工作状态（如巡逻、赶往目的地、到达目的地、处理完毕等状态），并可以人工输入文本信息传回中心。可与车辆装配的视频采集系统结合，可以在嵌入端显示视频，也可以在通讯许可的情况下传输视频或图片回中心端
GPRS自动连接功能：系统启动后自动连接GPRS、在E网和G网切换过程中自动连接GPRS网络来保证网络的连通性。 GPS位置信息无线IP
传输功能：GPRS专用数据终端内嵌完整TCP/IP协议栈，可以将数据封装成IP帧，然后通过无线模块传送到GPRS网络上。而大多数传统数据终端设备（如GPS设备）一般不具有IP功能，通过GPRS专用数据终端，能轻松联网。
4 中心端系统功能
车辆地理位置信息查询：车载设备通过GPS模块接收卫星信息，可以提供实时的车辆位置信息。该信息通过无线通信（GPRS）手段传回控制中心后在电子地图上显示出来，可以确定车辆的地理位置。基于车载设备提供的信息整个系统可以提供如下基本功能：
车辆监控：控制中心可以通过监控终端选择监控单辆车或按特定条件组合的多辆车。控制中心监控车辆时可以选择指定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。中心可以同时监控多辆车。电子地图功能：总控中心通过监控终端上的电子地图可以实现——地理位置信息查询；地图漫游缩放、全副显示、鹰眼图功能、任意两点或多点之间的直线或折线距离。
车辆轨迹数据保存、回放：控制中心保存车辆的所有监控数据，可以选择在任意时间查询任意车辆的轨迹回放数据。轨迹回放时可以选择回放速度，回放时间，是否显示轨迹等。车载设备保存一定时间的黑匣子数据，中心可以选择查询保存在车载设备的数据。
决策信息管理：监控中心根据车辆位置获取当前点的警力部署情况，预案准备情况等决策数据。
中心端的车辆监控系统可基于SuperMap IS或SuperMap Objects产品进行开发。功能方面结合各个行业的业务方向有大量丰富的应用，此处不多做介绍。
在大型公众活动警用车辆监控中的应用 使用GPRS作为GPS移动车辆综合监控系统的无线传输手段，具有费用低、无需线缆施工及安全可靠、维护方便的特点。它是一种经济可行、技术先进的系统构建方案，这将使车辆监控系统具有更为广阔的应用前景。 因此这一基于SNE的应用方案已在公安、地震应急、烟草物流、卫生防疫等领域投入实际运行。其工作稳定，能够较精确地完成车辆监控、导航和相关业务处理。上图的应用实例就是基于这一方案，与公安应急指挥系统结合的警用车辆监控项目应用。该系统结合了GPS、GIS和RS，应用于警用护卫车辆的监控和对应急突发事件的实时调度处理，车载端软件提供了前面方案中的各项功能，使得车上人员可以随时得到自车位置，并按照既定路线行驶，同时可以随时向中心上报各种情况。而中心端也可以实时接收到车辆位置信息，结合各类视频和应急管理系统对大型群体活动的行进路线进行管理和监控，对可能发生的应急突发事件进行处理和管控。
