CN101039189A - 移动监控与指挥系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动监控与指挥系统，由各种车载信息智能终端，车载信息网络处理中间件，车载信息服务平台网格体系结构，车载信息服务中间件，车载信息服务接入单元构成，实现了计算机网络通信技术、数据分布式存储与网络发布技术、多媒体技术、全球定位系统以及地理信息系统等现代信息技术的综合集成与应用，并由此提供了一套基于网格技术的、服务于车辆用户的社会面综合防范与远程监控、通讯、管理、调度平台，该平台，可以远程无线监控、调度所有在通信网覆盖范围内的警用车辆、急救车辆、消防车辆、出租车辆、租赁车辆、民用车辆、水运船只及飞机等移动目标。

Description

移动监控与指挥系统

技术领域

本发明涉及一种以计算机硬件与软件开发的有关技术应用为基础，综合集成计算机网络通信技术、数据分布式存储与网络发布技术、多媒体技术、全球定位系统以及地理信息系统等现代信息技术的移动监控与指挥系统。

背景技术

“车载信息服务平台”是一种能够汇集和共享移动目标信息资源，并对其进行一体化组织与处理，具有按需提供服务能力的车载信息服务基础设施。中间件则是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件可以借助这种软件在不同的系统之间共享资源。

车载信息服务平台中基于中间件技术的总线系统模型：

以面向对象为基础的构件和中间件技术的逐渐成熟为车载信息服务平台的建模引入了新的思想，产生了基于中间件的总线系统模型。构件、中间件是继面向对象技术之后发展起来的新的软件工程技术，是面向对象技术的延伸。虽然基于总线的空间信息处理与分析系统模型仍然是一种面向对象的结构，但系统中的对象是按照规范设计的模块，这些定义良好的软件模块(构件)在各个系统中共存，并且基于中间件相互作用。从而可以将若干构件组合起来，基于中间件建立更大和更复杂的应用系统。因此，基于中间件的总线系统模型车载信息服务平台构建的关键技术。

基于WebService的中间件技术：

基于WebService技术的功能服务中间件的实现将把网络计算资源整合起来，把联网的无数台计算机的处理器、存储器整合起来，从而实现所谓的Just In Time Integration(实时集成)，即包括ApplicationOn Demand(按需供应)、CPU Ondemand(按需计算)、Memory OnDemand(按需存储)三方面集成。

基于GML的监控通信语言技术

基于GML的监控通信语言是中间件之间信息传输和存储的关键性技术。即使整体系统结构再好、采用的实现技术再先进，如果没有一个群体中间件之间可以相互理解和对话的标准语言，不同部门、分布在不同位置的数据信息共享、系统互操作、协同工作等将无法进行，而监控通信语言的制定和规范化，将担当起这个重要的角色。监控通信语言将是XML的扩展，用来存储和传输移动目标定位信息、空间地理特征的属性信息和几何信息，与任何图形规范无关，强调的是空间信息的传输，而不强调地理特征的可视化。

定位通信信息接入及分发负载平衡技术

定位通信信息接入技术是指如何将分散于全国各地的移动目标发回来的信息接收到服务器，并根据各移动目标安装AVL设备使用的不同协议进行通信数据统一处理的技术。定位通信信息接入技术的核心是GPS Server(GPS服务器)。它是联系通信信息中心与GIS服务器的中间件。

由于移动目标每时每刻都在移动，而用户每时每刻都在访问车载信息服务平台，为此，移动目标在每一时刻都将返回海量的数据，如何实时地将这些数据反馈给用户是一个关键问题，而其解决的关键技术则是负载平衡技术。

发明内容

本发明的目的是利用中间件技术建立移动信息网络处理环境，基于Web Service提供各类车辆等移动目标监控应用服务，并应用计算机网格技术实现覆盖全国范围的分布式车载信息服务平台的移动监控与指挥系统。

本发明系统包括：

1、各种车载信息智能终端：具有定位导航、无线通信、网络接入、多媒体服务功能的终端机；

2、车载信息网络处理中间件：实现专业系统互操作以及车辆监控、调度与导航服务功能；

3、车载信息服务平台网格体系结构：能够进行全国范围内车载信息服务的网格体系结构；

4、车载信息服务中间件：移动目标定位数据的存储、处理与分发，车辆监控、调度与导航等各项服务功能，基于XML技术的车载信息通信服务语言；

5、车载信息服务接入单元：面向不同车辆用户类型的车载信息应用的不同服务模式，各类车辆与车载信息服务平台的接入。

实现了计算机网络通信技术、数据分布式存储与网络发布技术、多媒体技术、全球定位系统以及地理信息系统等现代信息技术的综合集成与应用，并由此提供了一套基于网格技术的、服务于车辆用户的社会面综合防范与远程监控、通讯、管理、调度平台。基于该平台，可以远程无线监控、调度所有在通信网覆盖范围内的警用车辆、急救车辆、消防车辆、出租车辆、租赁车辆、民用车辆、水运船只及飞机等移动目标。

平台充分使用了下一代网络技术，即网格技术，将传统监控应用的单机及局域网模式拓展到新一代监控的网格应用模式，以实现在任何时间、任何地点都能够实时地监控、管理移动目标的目的。网格模式监控平台的建立还从根本上免除了应用部门自身设置监控中心的大量费用，不仅包括各种硬件配置，还包括各种管理软件。

附图说明

图1本发明系统结构示意图。

具体实施方式

基于Web Service的车载信息服务中间件

“车载信息服务平台”是一种能够汇集和共享移动目标信息资源，并对其进行一体化组织与处理，具有按需提供服务能力的车载信息服务基础设施。而中间件则是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件可以借助这种软件在不同的系统之间共享资源；中间件位于客户机和服务器的操作系统上，管理着计算资源和网络通信。因此，中间件能够为车载信息服务平台提供远程进程管理、空间信息资源分配、数据存储与信息访问、登录和认证、安全保障等服务功能。

“中间件”是一种重要的软件工程学方法，它即提供了一种概念清晰、条理清楚的软件系统工程设计与建设思想，又能够极大地提升软件系统的工作能力与运行效率。有关中间件的具体实现采用了CORBA、DCOM、Web Service等技术加以实现。车载信息服务平台是一个复杂的分布式软件系统，中间件与Web Service技术的引入将为实现车辆监控、调度与导航等服务功能提供一种全新的方法，该方法具有Just In Time Integration(实时集成)特点，即包括ApplicationOn Demand(按需供应)、CPU On demand(按需计算)、Memory OnDemand(按需存储)三方面集成。

基于GML技术的车载信息通信服务语言

在车载信息服务平台中，分布在不同位置的数据、信息、互操作、协同等都需要通过中间件来进行，因此，中间件不只一个，而是一群。在这一群中间件之间必须应用一种标准的语言使它们相互之间能够进行对话和交流，因此，应面向车载信息服务建立一种通信语言。

目前OGC颁布的地理标记语言GML(Geographic MarkupLanguage)将是解决这一问题的关键技术。GML是在可扩展标记语言XML(eXtensible Markup Language)基础上，结合空间数据的特点，扩展的XML语言，它能够描述现实世界中实体对象的结构及其关系，而与任何图形规范无关。

车载信息服务平台接入技术

在车载信息服务平台中，有关车辆等移动目标的定位与通信采用了北斗一号”通信定位系统技术。“北斗一号”定位导航系统由空间部分(两颗地球同步轨道卫星和一颗备用卫星)、地面控制中心站(负责整个导航定位系统的监控管理)及用户终端组成。可以全天候全天时提供区域卫星导航信息，在任何时间任何地点确定我国车辆用户的地理位置，实现无缝覆盖。我国北斗卫星导航系统服务范围包括我国大陆及东南海域所有地域，属区域性系统。目前该系统发射三颗星的投资较少，适合我国当前经济能力和有关方面的需求。具有快速定位、双向数字报文通信及精密授时等功能。

针对“北斗一号”定位导航系统，车载信息服务平台如何与其进行对接，服务平台采用什么技术来满足全国范围内移动目标的海量定位通信数据的快速处理与分发，平台系统数据流程结构等，这些都是车载信息服务平台接入技术需要研究的关键问题。另外，由于各类车辆用户往往要求个性化的、灵活多样的服务平台访问手段与措施，来满足他们的具体应用需要，因此，在车载信息服务平台建设时，用户接入模式、方式、方法等也是需要重点研究的一个问题。

基于OGSA的车载信息服务平台网格体系结构

“网格”是一种先进的技术和基础设施，是继Internet之后又一次重大的科技进步。它是一个集成的计算与资源环境，它能够将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通老百姓提供更多的资源、功能和交互性，让人们能够透明地使用计算、存储等计算机资源。

开放网络服务结构OGSA(Open Grid Services Architecture)是Global Grid Forum 4的重要标准建议，是目前最新的一种网格体系结构，被称为是下一代的网格结构，它以服务为中心，提供“网格服务”(Grid Service)。网格服务是一种Web Service，该服务提供了一组接口，这些接口的定义明确并且遵守特定的规则，解决服务发现、动态服务创建、生命周期管理、信息通知等问题。本项目将基于OGSA建立车载信息服务平台的网格体系结构。

车载信息服务功能

车载信息服务平台建立的目的是为用户提供车辆监控、调度与导航等各种服务，为此，必须设计出标准化服务功能，以满足车辆用户的日常工作与生活需求。车载信息服务功能设计的全面与否对于“车载信息智能终端及其服务平台”项目的应用与推广具有决定性作用。

车载信息服务功能主要包括：

(1)基础地理信息服务

包括电子地图控制、查询、鹰眼、量算、图幅自动匹配、多视窗监控等。

(2)移动目标实时跟踪

移动目标是指配备AVL车载单元，可通过通信网络获得车载信息服务平台服务的车辆。

移动目标实时跟踪就是向用户提供实时了解移动目标情况途径。车载信息服务平台要结合地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、管理信息系统(MIS)、计算机网络等技术向用户展现可视化的跟踪界面，并向用户提供多种查询地理信息的手段，让用户获得易懂而且精确的地理信息。

在进行移动目标跟踪时，监控者可以通过车载信息服务平台给远程移动目标发去指令或进行信息交流。车载信息服务平台与移动目标之间的信息交流内容主要包括：

行程跟踪

定点目标跟踪

移动目标点名操作

请求报位

移动目标显示状态控制

地图匹配操作

跟踪频率设置

道路模糊匹配

(3)通信中间件

通信中间件是车载信息服务平台与远程移动目标之间进行双向交流的桥梁，通过通信模块将完成文字信息发送、单向监听、双向通话、通信纪录查询等功能。

(4)报警中心控制中间件

报警中心主要实现对车载信息服务平台事先定义好的移动目标异常报警情况的监控和处理。当目标处于服务平台事先定义好的异常情况下时，服务平台将产生不同级别的报警，并以某种醒目方式在监控中心的屏幕上显示出来。当监控人员发现警情时，可以根据目标的报警类型对警情做出相应处理。

报警中心控制中间件将完成如下功能。

报警目标提示

报警确认

报警取消

报警分发监控

发送信息

警情日志

车辆档案查询

报警记录查询

行驶记录查询

界线设置

限速设置

单向监听

双向通话

报警类型划分为如下7个类别(根据需要可进行扩充)：

1)紧急求援报警：当司机在被劫或遇到紧急情况时，司机触动隐蔽的手动按钮或脚踏开关，“求援”信号即时发出。这种报警被定义为紧急求援报警。

2)非法启动报警：司机成功脱险后，如果移动目标未经正确登录而点火开动，设备将发出盗警信号，送到监控中心。这类报警被定义为非法启动报警。

3)区域及路线报警：事先设定移动目标行动路线及活动区域边界。当移动目标行驶时偏离设定路线，或者驶出设定区域时，系统将报警。

4)超速报警：如果某移动目标或某条公路被设置限速时，当目标的行驶速度超出限定的速度范围时，系统将报警。这类报警被定义为超速报警。

5)盗劫报警：可配接当前各种型号的防盗器，实现各种探头(门磁，红外，震动，声控等)触发的盗劫报警。

6)防拆报警功能：若打开或者私自拆卸AVL单元则立即报警。

7)断电报警功能：若拆除目标主电瓶，切断主电源线时立即报警(在接有后备电池的情况下有效)。

(5)历史行程跟踪

移动目标历史跟踪就是对目标的以往轨迹进行回放与查询。回放方式包括行程轨迹回放及制定地点移动目标通过情况的查询。

(6)移动目标管理

移动目标管理就是通过一系列的MIS功能对移动目标的相关属性信息进行管理。例如包括目标档案、驾驶人员档案、事故、维修、业务统计和日志等。

(7)路径分析

在建立网络拓扑关系的基础上进行最优路径分析。通过确定起点、终点、途径点及采用的权值变量进行路径最短、费用最低等空间分析。

本技术产生的技术效果

(1)基于Web Service建立车载信息服务中间件，实现了车载信息数据在服务器之间的无障碍传输，车载信息服务功能在网络之间的自由分享，进而为车载信息服务平台的建设提供了技术基础。

(2)基于GML建立了车载信息通信语言，该语言不仅是车载信息服务平台系统内部通信语言，而且也是不同专业移动目标监控系统交互的标准化通信语言。

(3)基于OGSA建立了车载信息服务平台网格体系结构，由此为车载信息服务平台的“网格服务”提供一个集成化的计算与资源环境，使分布在全国范围内的集体与个人用户只需使用车载信息服务平台，而不必关心具体数据和功能在什么地方。

Claims (1)

1.一种移动监控与指挥系统，其特征在于：该系统包括：

(1)各种车载信息智能终端：具有定位导航、无线通信、网络接入、多媒体服务功能的终端机；

(2)车载信息网络处理中间件：实现专业系统互操作以及车辆监控、调度与导航服务功能；

(3)车载信息服务平台网格体系结构：能够进行全国范围内车载信息服务的网格体系结构；

(4)车载信息服务中间件：移动目标定位数据的存储、处理与分发，车辆监控、调度与导航等各项服务功能，基于XML技术的车载信息通信服务语言；

(5)车载信息服务接入单元：面向不同车辆用户类型的车载信息应用的不同服务模式，各类车辆与车载信息服务平台的接入。

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