物流已成為企業(yè)間競爭的關鍵領域，對供應鏈的整合和管理也意味著企業(yè)將面臨一系列的新技術、新挑戰(zhàn)。市場競爭加劇和需求的多變性等因素，促使產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售貿(mào)易商必須不斷加快前進的步伐，推出個性化和可靈活配置的產(chǎn)品，確保承諾，按時交貨，迅速響應客戶不斷提出的要求、愛好及外界的經(jīng)濟競爭環(huán)境。在本解決方案中，速度、效率、正確率、信息的整合是方案重點追求的目標。

　　系統(tǒng)介紹

　　物流公司可視化車輛及物流管理系統(tǒng)解決方案，是順應不斷發(fā)展的客戶需求而產(chǎn)生的。可視化運輸監(jiān)管系統(tǒng)是一個有機的整體，通過整個系統(tǒng)中各個要素的協(xié)調(diào)運作，實現(xiàn)從車輛監(jiān)控、合理調(diào)度到車輛配貨、貨物跟蹤的多項功能。系統(tǒng)是由GPRS/GSM/3G無線通訊網(wǎng)絡、無線射頻識別RFID技術、GPS衛(wèi)星定位、GIS地理信息系統(tǒng)、計算機圖形圖像、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡、車載設備、控制中心組成。這些部分相互協(xié)調(diào)，有機統(tǒng)一，共同構(gòu)成了可視化、自動化運輸管理平臺，從而達到對貨物和車輛的全程監(jiān)控和管理，不僅實現(xiàn)了對運載工具的定位，而且在3G無線通訊技術的支持下可以突破物流領域中底層數(shù)據(jù)采集的“瓶頸”難題，提高物流活動各環(huán)節(jié)的自動化處理水平，提高物流效率和準確性，降低物流成本，還可以解決物品脫銷、盜竊及供應鏈被攪亂帶來的損耗等問題。另外，在系統(tǒng)中可以實現(xiàn)貨物和運輸車輛信息的配對，減少車輛的空載率，有效地降低運輸成本，在節(jié)約型企業(yè)建設方面有較大的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　本系統(tǒng)由通信網(wǎng)絡、GPS車載終端和GPS監(jiān)控中心三部分組成(如圖1所示)，實現(xiàn)實時車輛監(jiān)控、車輛狀態(tài)查詢、車輛調(diào)度、車輛告警處理、電子鎖控制、車輛路線規(guī)劃、軌跡回放、車輛視頻圖片實時上傳、信息發(fā)布、物流管理等功能。

圖1  可視化車輛及物流管理系統(tǒng)組成

　　GPS車載終端

　　GPS車載終端主要由GPS模塊、無線通信模塊、中央控制單元和外部設備組成。其中GPS模塊接收GPS衛(wèi)星的定位信號，確定車輛的位置數(shù)據(jù)信息，包括經(jīng)度、緯度、高度、速度、行駛方向和時間等，并將位置數(shù)據(jù)信息傳送給中央控制單元;無線通信模塊負責將中央控制單元傳送的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到GPS監(jiān)控中心，同時，將接收到的由GPS監(jiān)控中心發(fā)送來的命令轉(zhuǎn)發(fā)給中央控制單元;中央控制單元由單片機及控制電路組成，負責處理各種數(shù)據(jù)信息和控制命令;外部設備包括手柄、天線、顯示屏、視頻設備、電子鎖、防盜器、記錄儀、RFID設備等。

　　在整個運輸過程中，視頻設備對貨物進行7×24小時監(jiān)控，監(jiān)控數(shù)據(jù)保存在記錄儀中，當發(fā)生緊急事件時，GPS監(jiān)控中心可調(diào)閱監(jiān)控圖像。在GPRS網(wǎng)絡條件下，系統(tǒng)支持JPG圖片格式，當網(wǎng)絡升級到3G時，系統(tǒng)支持流媒體格式。

　　通信網(wǎng)絡

　　通信網(wǎng)絡是連接GPS車載終端與GPS監(jiān)控中心的媒介。本系統(tǒng)采用中國聯(lián)通提供的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，包括GPS監(jiān)控中心到聯(lián)通服務器的專線，GPS監(jiān)控中心各節(jié)點之間的通信鏈路，GPS車載終端的GSM/GPRS/WCDMA無線通信鏈路。GPS車載終端采用GPRS/3G無線數(shù)據(jù)傳輸為主，SMS(短消息)為輔的方式，建立GPS車載終端和GPS監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸通道。

　　本系統(tǒng)對通信網(wǎng)絡的總體要求是：安全可靠、技術先進、便于擴展、經(jīng)濟實用、兼容現(xiàn)有通信設施。系統(tǒng)技術性能必須符合國家有關標準及物流運輸行業(yè)特殊要求，特別是車輛運行環(huán)境要求。[nextpage]

　　GPS監(jiān)控中心

　　GPS監(jiān)控中心是系統(tǒng)的信息管理和共享平臺，負責對接收到的各種數(shù)據(jù)信息進行過濾、分發(fā)、存儲、轉(zhuǎn)換和顯示等，統(tǒng)計車輛的數(shù)量，對車輛的行駛狀態(tài)和車內(nèi)狀況進行實時監(jiān)控，同時，負責對車輛的信息進行維護，通過無線網(wǎng)絡進行遠程配置管理。GPS監(jiān)控中心通過身份認證和權(quán)限管理，保證信息的安全性。

　　GPS監(jiān)控中心主要由通信網(wǎng)關、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡管理、業(yè)務應用等四個功能模塊組成。通信網(wǎng)關通過交換機、防火墻等設備接入中國聯(lián)通GGSN網(wǎng)關、短信中心服務器等設備，處理GSM/GPRS/WCDMA數(shù)據(jù)信息上傳和下發(fā)。數(shù)據(jù)中心負責業(yè)務數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)、位置信息數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等的存儲和管理。網(wǎng)絡管理負責GPS車載終端、系統(tǒng)設備、操作員等的權(quán)限管理和設備運行狀態(tài)監(jiān)控，記錄系統(tǒng)的運行日志。業(yè)務應用主要實現(xiàn)車輛和貨物的定位、監(jiān)控和管理等功能。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　本系統(tǒng)可實現(xiàn)多層次分級管理，包括總控中心、分控中心、多級用戶中心，如圖2所示?？偪刂行氖钦麄€系統(tǒng)的控制中心，提供整個系統(tǒng)唯一對外的通信接口，連接中國聯(lián)通GGSN網(wǎng)關、短信中心服務器等設備，提供Web/WAP訪問接口?？偪刂行呢撠熣麄€系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和管理，以及對分控中心、用戶中心、GPS車載終端的權(quán)限分配和管理?？偪刂行目梢员O(jiān)控系統(tǒng)所有車輛的運行狀況。分控中心根據(jù)總控中心分配的權(quán)限范圍進行相關業(yè)務的處理和數(shù)據(jù)管理，對接入的GPS車載終端和用戶中心進行權(quán)限分配和管理，可監(jiān)控所屬范圍的車輛運行狀況。用戶中心是系統(tǒng)的監(jiān)控和調(diào)度坐席，由業(yè)務操作員使用，對權(quán)限范圍內(nèi)的車輛和貨物進行定位監(jiān)控、報警處理和調(diào)度管理。

圖2  基于GPS的車載終端架構(gòu)圖

　　總控中心網(wǎng)絡

　　總控中心是整個系統(tǒng)的控制中心，提供整個系統(tǒng)唯一對外的通信接口，連接中國聯(lián)通GGSN網(wǎng)關、短信中心服務器等設備，提供Web/WAP訪問接口?？偪刂行呢撠熣麄€系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和管理，以及對分控中心、用戶中心、GPS車載終端的權(quán)限分配和管理，總控中心可以監(jiān)控系統(tǒng)所有車輛的運行狀況(總控中心網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖3所示)。

圖3  總控中心網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖[nextpage]

　　車載視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

　　系統(tǒng)設計

　　系統(tǒng)在運輸車輛上安裝：

　　? 前端設備(攝像機、車載視頻錄像機、車載臺);

　　? 后臺流媒體服務器;

　　? 存貯設備以及車載備份儀構(gòu)成。

圖4  車載視頻監(jiān)控子系統(tǒng)拓撲圖

　　前端設計

　　前端負責完成視頻的采集和本地存儲功能。

　　1、前端視頻采集

　　本系統(tǒng)在汽車內(nèi)安裝彩色高解析槍式攝像機，采集視頻圖像信號。

　　圖5中，車內(nèi)1使用紅外半球攝像機，用于拍攝駕駛座左側(cè)門出入狀況及駕駛員操作信息;

　　車內(nèi)2使用紅外半球攝像機，用于拍攝貨箱門出入狀況及卸貨相關信息;

　　2、數(shù)據(jù)本地存儲設計

　　系統(tǒng)采用專業(yè)的車載移動網(wǎng)絡監(jiān)控記錄設備(車載移動網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)終端)。對前端的視音頻信號進行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，并壓縮保存在硬盤中。

　　3、數(shù)據(jù)存儲量計算

　　以兩路視音頻錄像保存100天，每天7小時為例;在H.264壓縮方式下，采用變碼流方式，每路推薦512Kbps碼流，所需存儲空間最為：(512K/8×3600秒×7小時×100天)×2=315GB。若使用320GB的硬盤可至少保存2路圖像100天以上的歷史數(shù)據(jù)。

圖5  前端視頻設備安裝示意圖[nextpage]

　　傳輸和備份

　　實現(xiàn)實時視頻傳輸功能和視頻信息備份功能。

　　1、時視頻傳輸功能

　　車載硬盤錄像機作為系統(tǒng)的終端，啟動后主動與監(jiān)控中心專網(wǎng)上的應用服務器建立連接，并與應用服務器保持心跳連接，確保車載硬盤錄像機鏈路通暢。在報警按鈕啟動后，硬盤錄像機向服務器發(fā)出報警請求，并主動上傳圖像;監(jiān)控中心需調(diào)用車內(nèi)數(shù)據(jù)時，由服務器向硬盤錄像機發(fā)出請求，得到請求后立即將視頻上傳至視頻服務器。

　　2、視頻信息高速備份功能

　　系統(tǒng)采用最先進的e-SATA數(shù)據(jù)接口，對錄像數(shù)據(jù)進行高速備份。通過外接SATA數(shù)據(jù)備份儀導出數(shù)據(jù)，可進行“自動備份”和“自定義備份”。“自動備份”功能提供當天或預先設定時間內(nèi)的全部數(shù)據(jù)備份，“自動備份”功能無須人員干預，只需將外接車載備份儀直接插入備份接口即可進行數(shù)據(jù)備份;“自定義備份”功能可針對所需要的時間段進行有選擇性的數(shù)據(jù)備份。備份儀具備硬盤減振功能，可保證系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下正常使用。

　　通過后臺服務器備份視頻數(shù)據(jù)，并更新列表。

　　實時監(jiān)控與回放

　　1、監(jiān)控終端實時視頻監(jiān)控功能

　　監(jiān)控終端發(fā)出實時監(jiān)控請求，應用服務器用戶鑒權(quán)通過，可以獲取流媒體服務器分發(fā)的視頻流。通過監(jiān)控終端軟件內(nèi)嵌的播放插件呈現(xiàn)。

　　2、監(jiān)控終端歷史視頻回放

　　與實時視頻監(jiān)控功能不同在于，流媒體服務器根據(jù)檢索條件從存儲磁盤陣列中提取歷史視頻數(shù)據(jù)。

圖6   監(jiān)控終端實現(xiàn)實時視頻監(jiān)控

　　結(jié)語

　　本文中涉及的GPS、3G信道、RFID等都是現(xiàn)有成熟技術，關鍵是集成。3G是一個覆蓋面很廣的立體的信道，要快速實現(xiàn)3G移動視頻可視化物流系統(tǒng)建設，其關鍵點是怎樣去獲取一個相對低廉的通道使用費。