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[2011-4-25]
 

【安防监控】物流已成为企业间竞争的关键领域,对供应链的整合和管理也意味着企业将面临一系列的新技术、新挑战。市场竞争加剧和需求的多变性等因素,促使产品生产和销售贸易商必须不断加快前进的步伐,推出个性化和可灵活配置的产品,确保承诺,按时交货,迅速响应客户不断提出的要求、爱好及外界的经济竞争环境。在本解决方案中,速度、效率、正确率、信息的整合是方案重点追求的目标。
  系统介绍
  物流公司可视化车辆及物流管理系统解决方案,是顺应不断发展的客户需求而产生的。可视化运输监管系统是一个有机的整体,通过整个系统中各个要素的协调运作,实现从车辆监控、合理调度到车辆配货、货物跟踪的多项功能。系统是由GPRS/GSM/3G无线通讯网络、无线射频识别RFID技术、GPS卫星定位、GIS地理信息系统、计算机图形图像、数据传输网络、车载设备、控制中心组成。这些部分相互协调,有机统一,共同构成了可视化、自动化运输管理平台,从而达到对货物和车辆的全程监控和管理,不仅实现了对运载工具的定位,而且在3G无线通讯技术的支持下可以突破物流领域中底层数据采集的“瓶颈”难题,提高物流活动各环节的自动化处理水平,提高物流效率和准确性,降低物流成本,还可以解决物品脱销、盗窃及供应链被搅乱带来的损耗等问题。另外,在系统中可以实现货物和运输车辆信息的配对,减少车辆的空载率,有效地降低运输成本,在节约型企业建设方面有较大的经济效益和社会效益。
  本系统由通信网络、GPS车载终端和GPS监控中心三部分组成(如图1所示),实现实时车辆监控、车辆状态查询、车辆调度、车辆告警处理、电子锁控制、车辆路线规划、轨迹回放、车辆视频图片实时上传、信息发布、物流管理等功能。

图1  可视化车辆及物流管理系统组成
  GPS车载终端
  GPS车载终端主要由GPS模块、无线通信模块、中央控制单元和外部设备组成。其中GPS模块接收GPS卫星的定位信号,确定车辆的位置数据信息,包括经度、纬度、高度、速度、行驶方向和时间等,并将位置数据信息传送给中央控制单元;无线通信模块负责将中央控制单元传送的数据信息发送到GPS监控中心,同时,将接收到的由GPS监控中心发送来的命令转发给中央控制单元;中央控制单元由单片机及控制电路组成,负责处理各种数据信息和控制命令;外部设备包括手柄、天线、显示屏、视频设备、电子锁、防盗器、记录仪、RFID设备等。
  在整个运输过程中,视频设备对货物进行7×24小时监控,监控数据保存在记录仪中,当发生紧急事件时,GPS监控中心可调阅监控图像。在GPRS网络条件下,系统支持JPG图片格式,当网络升级到3G时,系统支持流媒体格式。
  通信网络
  通信网络是连接GPS车载终端与GPS监控中心的媒介。本系统采用中国联通提供的数据通信网络,包括GPS监控中心到联通服务器的专线,GPS监控中心各节点之间的通信链路,GPS车载终端的GSM/GPRS/WCDMA无线通信链路。GPS车载终端采用GPRS/3G无线数据传输为主,SMS(短消息)为辅的方式,建立GPS车载终端和GPS监控中心之间的数据传输通道。
  本系统对通信网络的总体要求是:安全可靠、技术先进、便于扩展、经济实用、兼容现有通信设施。系统技术性能必须符合国家有关标准及物流运输行业特殊要求,特别是车辆运行环境要求。
  GPS监控中心
  GPS监控中心是系统的信息管理和共享平台,负责对接收到的各种数据信息进行过滤、分发、存储、转换和显示等,统计车辆的数量,对车辆的行驶状态和车内状况进行实时监控,同时,负责对车辆的信息进行维护,通过无线网络进行远程配置管理。GPS监控中心通过身份认证和权限管理,保证信息的安全性。
  GPS监控中心主要由通信网关、数据中心、网络管理、业务应用等四个功能模块组成。通信网关通过交换机、防火墙等设备接入中国联通GGSN网关、短信中心服务器等设备,处理GSM/GPRS/WCDMA数据信息上传和下发。数据中心负责业务数据、地理信息数据、位置信息数据、视频数据等的存储和管理。网络管理负责GPS车载终端、系统设备、操作员等的权限管理和设备运行状态监控,记录系统的运行日志。业务应用主要实现车辆和货物的定位、监控和管理等功能。
  系统结构
  本系统可实现多层次分级管理,包括总控中心、分控中心、多级用户中心,如图2所示。总控中心是整个系统的控制中心,提供整个系统唯一对外的通信接口,连接中国联通GGSN网关、短信中心服务器等设备,提供Web/WAP访问接口。总控中心负责整个系统的数据存储和管理,以及对分控中心、用户中心、GPS车载终端的权限分配和管理。总控中心可以监控系统所有车辆的运行状况。分控中心根据总控中心分配的权限范围进行相关业务的处理和数据管理,对接入的GPS车载终端和用户中心进行权限分配和管理,可监控所属范围的车辆运行状况。用户中心是系统的监控和调度坐席,由业务操作员使用,对权限范围内的车辆和货物进行定位监控、报警处理和调度管理。

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图2  基于GPS的车载终端架构图
  总控中心网络
  总控中心是整个系统的控制中心,提供整个系统唯一对外的通信接口,连接中国联通GGSN网关、短信中心服务器等设备,提供Web/WAP访问接口。总控中心负责整个系统的数据存储和管理,以及对分控中心、用户中心、GPS车载终端的权限分配和管理,总控中心可以监控系统所有车辆的运行状况(总控中心网络结构如图3所示)。

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图3  总控中心网络结构图
  车载视频监控子系统
  系统设计
  系统在运输车辆上安装:
  • 前端设备(摄像机、车载视频录像机、车载台);
  • 后台流媒体服务器;
  • 存贮设备以及车载备份仪构成。

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图4  车载视频监控子系统拓扑图
  前端设计
  前端负责完成视频的采集和本地存储功能。
  1、前端视频采集
  本系统在汽车内安装彩色高解析枪式摄像机,采集视频图像信号。
  图5中,车内1使用红外半球摄像机,用于拍摄驾驶座左侧门出入状况及驾驶员操作信息;
  车内2使用红外半球摄像机,用于拍摄货箱门出入状况及卸货相关信息;
  2、数据本地存储设计
  系统采用专业的车载移动网络监控记录设备(车载移动网络监控系统终端)。对前端的视音频信号进行模拟数字转换,并压缩保存在硬盘中。
  3、数据存储量计算
  以两路视音频录像保存100天,每天7小时为例;在H.264压缩方式下,采用变码流方式,每路推荐512Kbps码流,所需存储空间最为:(512K/8×3600秒×7小时×100天)×2=315GB。若使用320GB的硬盘可至少保存2路图像100天以上的历史数据。

图5  前端视频设备安装示意图

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  传输和备份
  实现实时视频传输功能和视频信息备份功能。
  1、时视频传输功能
  车载硬盘录像机作为系统的终端,启动后主动与监控中心专网上的应用服务器建立连接,并与应用服务器保持心跳连接,确保车载硬盘录像机链路通畅。在报警按钮启动后,硬盘录像机向服务器发出报警请求,并主动上传图像;监控中心需调用车内数据时,由服务器向硬盘录像机发出请求,得到请求后立即将视频上传至视频服务器。
  2、视频信息高速备份功能
  系统采用最先进的e-SATA数据接口,对录像数据进行高速备份。通过外接SATA数据备份仪导出数据,可进行“自动备份”和“自定义备份”。“自动备份”功能提供当天或预先设定时间内的全部数据备份,“自动备份”功能无须人员干预,只需将外接车载备份仪直接插入备份接口即可进行数据备份;“自定义备份”功能可针对所需要的时间段进行有选择性的数据备份。备份仪具备硬盘减振功能,可保证系统在恶劣环境下正常使用。
  通过后台服务器备份视频数据,并更新列表。
  实时监控与回放
  1、监控终端实时视频监控功能
  监控终端发出实时监控请求,应用服务器用户鉴权通过,可以获取流媒体服务器分发的视频流。通过监控终端软件内嵌的播放插件呈现。
  2、监控终端历史视频回放
  与实时视频监控功能不同在于,流媒体服务器根据检索条件从存储磁盘阵列中提取历史视频数据。

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图6   监控终端实现实时视频监控
  结语
  本文中涉及的GPS、3G信道、RFID等都是现有成熟技术,关键是集成。3G是一个覆盖面很广的立体的信道,要快速实现3G移动视频可视化物流系统建设,其关键点是怎样去获取一个相对低廉的通道使用费。


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