车辆监控系统的现状概述(一)

1 绪论
1.1车辆监控系统的现状概述
 现代车辆监控系统是一种集全球卫星定位技术（GPS）、地理信息技术（GIS）和现代通信技术于一体的高科技系统。全球卫星定位（GPS）技术和无线网络通信技术是车辆监控系统的两个关键的要素。如今GPS接收机已经商品化，其体积可以做得很小，提供串口标准数据输出，可方便地与微处理接口。而无限通信网络则是多种多样，其建设成本和系统容量也各不相同，可供选择的通信网络有集群无线网、卫星数据通信网、移动通信网等等。车辆监控系统将移动目标的动态位置（经度、纬度）、时间、状态等信息，实时地通过无线通信链路传送至监控中心站，而后在具有地理信息查询功能的电子地图上进行移动目标运动轨迹的显示，并对目标的位置、速度、运动方向、车辆状态等用户感兴趣的参数进行监控和查询。为调度管理提供可视化依据，特别适合公安、银行、保安、机场等单位对某些特种车辆的监控和调度管理。
 移动车辆安装的GPS接收机用以获取自己当前的位置、时间、速度等信息，然后通过通信链路向监控中心站发送位置和状态信息；在监控中心站，无线接收机接收各个子站的位置信息，并通过通信控制器送往电子地图，显示各移动车辆的信息，并可利用无线通信网络对各移动车辆进行调度指挥，这样就实现了对各个移动车辆的监控管理。
 现今出租汽车管理局就建立了这样的测量监控系统，就可以根据电子地图上动态显示的出租车的位置，准确的指挥、调度，以对用户的服务响应。同样，此系统也非常适用于公安部门110指挥中心、银行押运车。
 下面就目前已经应用的车辆监控系统的所用通信方案进行比较。
 现代通信网一般利用现有的具有数据传输功能的通信系统，以降低成本，或利用不具备数据传输功能的模拟通信系统，对系统进行一定的改造，开发接口与控制电路，采用音频调制解调器（MODEM），把数据调制在模拟通信所能够传输的音频带宽内，使之能够用以传输数据。目前GPS车辆监控系统所常用的通信方案主要有：VHF/UHF单信道呼叫网、集群移动通信网、卫星移动通信网以及MMS多媒体短信息通信网，以下分别介绍。
 1. VHF/UHF单信道呼叫网通信方案
 VHF/UHF单信道呼叫网属于早期的移动通信方式，组网简单，易于实现。网络由一个位于中心站的中继站和若干移动台组成。移动台的呼叫只有基地台可以收到，基地发出的呼叫所有移动台都能收到。有利于GPS查分信息的发送。但是不同频率组之间的移动台不能相互通信。
 用这种通信网实现的车辆监控系统各移动车台可用时分多址(TDMA)方式来避免车辆之间的相互干扰，保证移动车台与监控中心战的正常通信，中心战通信控制器按一定的时序把基准接收机收到的差分位置信息通过音频调制解调器（MODEM）调制成音频信号，送到基站/中继站的MIC输入，并控制电台发射。移动台通信控制器通过MODEM接收差分位置数据，并用它来修正子站的GPS接收机以使得子站获得精度更高的定位信息。各移动台按照一定的时序向中心站发送定位信息，中心站收到各车辆位置数据后在电子地图上显示，监控系统的容量由每两辆车发送信息占用的时间和发送定位信息的频度来决定，目前一个频率点可以监控约120台车。
 这种通信网的车辆监控方式优点在于：
组网简单，花费小
通信时延小，适于实时监控
便于差分GPS车辆监控，这种方式精确度高
专用网，费用低
 缺点在于：
容量小。每辆车占用一个固定时隙，组网容量受限
覆盖范围小，一般只能是在一个城市
通信质量差，多径效应影响严重，误码率高
保密性差，频率利用率低
 2. 集群通信系统通信方案
 集群通信系统（Trunk Mobile Ratio System）是专用调度通信系统，是共享频率资源、分担费用、共享信道资源、改善服务的多途径、高效能的无线调度系统。集群（Trunking）就是频率共用的意思，其特点是“资源共享”，即许多移动用户动态地公用少量无线信道，当用户欲和他人（有线和无线）通信时，集群系统在空闲信道时，为该用户分配某一个通信信道，通信结束后，该信道立刻释放供其他用户使用，这种频率的动态分配有效地汇聚所有信道的可用时间，并将信道的阻塞减至最小。由于集群系统内所有信道均忙的概率要远远小于单个信道忙的概率，因此用户通话排队或受阻的概率大大降低，使集群系统的话务量大大提高。另一方面从信道利用的角度来讲，它大大提高了信道利用率，缓解了频率资源紧张的问题。
 集群通信体制利用多信道共用技术，没有统一的国际标准，不同的系统使用不同的控制方式和信令标准，具有不同的实现方法。表1.1 为集群通信系统的几种分类方法。
表1.1 集群通信系统分类
按通话占用信道方式分 1.消息集群           2.（准）传输集群 
按控制方式分 1.集中式控制         2.分布式控制 
按信令方式分 1.共用信令方式       2.随路信令方式 
按信令占用方式分 1.专用式（固定式）   2.非专用式（搜寻式） 
按呼叫处理方式分 1.损失制系统         2.等待制系统 
 集群通信系统车辆监控有如下特点：
实现保密语音通信，数据以及状态信息传输。
多种呼叫接续方式和呼叫类型：移动台到移动台、移动台到调度台双向、有限接续等，单呼、组呼、全呼、有线无线互连呼叫。
可设置入网功能：遇忙排队、紧急呼叫优先、移动台脱网工作等。
系统维护管理功能：通话记录并计费、参数设置、收发机遇故障或干扰自行关闭直到故障消除、多区联网等。
 集群移动通信系统多样化的呼叫方式如群呼、组呼等加强了监控中心对车辆的调度能力；集群系统话务量的能力比常规系统高，系统容量大；系统有一定的保密性。因为 用户的通话是按发射键（PTT）以对讲的方式为单位申请和占用信道的，即一个完整的通话有可能分几次在不同的信道完成（信道是瞬间空闲的信道），所以，发射集群很接近调频的系统，这就是说，发射集群的集群系统信道利用率更高，能起到一定的保密通信作用。
 基于集群系统的车辆监控系统也有与单信道呼叫网类似的缺点。由于集群通信系统属于专用移动通信网，因此集群网的覆盖范围一般不大，容量也相当有限，这就限制了车辆监控的范围，不能满足大范围车辆监控系统的需要；而且由于集群系统一般采用大区制，通信受多径干扰以及通信盲区的问题依然不能改善，数据通信质量差。
 3.卫星移动通信网通信方案
 在发达国家广泛应用卫星通信网组建GPS车辆监控系统。这些体系中比较适合车辆监控的卫星通信是Inmar

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