天然气运输公司车辆GPS监控系统解决方案

中国石油天然气运输公司是中国石油天然气集团公司直属的大型专业化运输物流企业，主要为新疆三大油田、四大炼厂和全国30多家石油石化、销售企业提供专业化运输和其它综合配套服务。公司总部设在新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市，并在全国31个省、市、自治区成立了分公司。该公司取得了国家一级道路货运企业、涉外运输、危险品运输、国际/国内/海陆空货运代理、进出口贸易、建筑安装、路桥施工、境外投资与对外承包工程等经营资质，通过了国家质量管理与质量保证体系认证，位列“中国百强道路运输企业”前3强和“中国物流百强企业”第5名，并被评为国家5A级运输物流企业，是行业内实力最强、规模最大的公路运输物流企业。

项目背景

石油石化行业危险化学品使用广泛，中国石油天然气运输公司所承担的是易燃、易爆、易中毒、易污染等危化品的运输任务，运输中一旦肇事就可能酿成后果严重的重特大事故。常见的危化品车辆监控平台信息量少、平台容量小、功能不全面，且不是集中管理，无法满足中国石油天然气运输公司危险品运输安全管理要求。为解决目前危险化学品运输监控中存在的监控功能不全面、建设成本高而服务能力差等问题，该公司开始立足于运输车辆集中监控管理需求，并着眼于为社会各种危化品运输监控提供全方位信息服务，在基于GPS和北斗定位系统的车载终端基础上加装危化品运输安全指标检测器，把危化品运输监控中的GIS监控平台、视频监控、移动危险源监控、应急信息管理与应急联动系统结合，建设中国石油天然气运输公司车辆GPS监控系统平台。

中国石油天然气运输公司车辆GPS监控系统针对危化品运输的特殊性，能够精确、实时的查看运输车辆的行驶位置;在车辆通过水源、隧道等特殊区域时进行提醒;能够对危化品车辆进行异常停车报警、能够按路段、时段进行超速报警;由于针对中石油全国危化品运输车辆的运输监控，需要在技术架构上支持巨大数量的车辆终端同时接入系统

解决方案

总体架构

该车辆GPS监控系统平台系统包括基础层、数据层、支持软件层和应用层4大部分，以及标准、规范和安全等支撑体系。

基础层是系统的硬件环境，包括机房/布线等基础环境、网络系统、主机/存储系统。基础层为监控平台提供一个稳定运行的硬件支撑环境。

数据层包括监控系统的基础信息数据和地理信息数据。地理信息数据不但有来自于第三方的基础地理信息数据，也有通过监控系统添加的道路、加油站等业务地理信息数据。

系统软件可为应用提供支持，包括消息中间件、Web应用服务器中间件、GIS系统、报表软件等系统软件;也包括通讯服务、消息服务等后端服务系统。

应用层提供业务用户相应的业务功能，主要包括GPS监控、报警、轨迹回放等具体业务功能。

系统功能

系统主要实现功能包括业务人员使用的实时监控、地图服务、基础信息管理和查询统计等业务功能，还包括支持监控平台后台运转的平台服务。如图所示，灰色部分是常规功能，红色部分是针对危化品运输所具备的特殊功能。

•实时监控：除包括位置监控、普通超速报警等功能外，还包括针对危化品运输车辆的细粒度管理功能，如偏航报警、分时分段限速报警，系统通过终端接收到的车辆行驶状态与预先设定的标准值的对比，得到该车辆是否超速、偏航等情况，及时的给予监控人员报警信息;指令交互主要包括短信互传、调度信息群发、传输模式修改等;移动短信中心终端远程管理系统向指定的终端发送的指令。

•地图服务：电子地图的基本功能包括放大、缩小、漫游、鹰眼、全图、测距、查询(单点查询、矩形查询、圆形查询、多边形查询、地理信息查询)、图层控制、地图刷新、保存地图、编辑地图、与卫星图切换等各种地图应用功能;历史轨迹回放、回放轨迹一次显示、轨迹回放复制多个点轨迹数据、特殊轨迹点双击定位、电子围栏等功能;

•基础资料管理：包括终端资料管理、车辆管理、司机信息管理、单位管理等;也包括针对中石油危化品运输特有的外单位用户可操作车辆管理等功能。

•报表统计：需要统计的数据主要包括车辆行驶情况统计、违章报警统计、车辆日上线率统计、里程统计、问题终端统计、停车时长统计、定位丢失统计等功能，并且可以将这些统计信息生成Excel表格。

•平台服务：针对海量数据巨量并发，提供终端接入、数据存储等后台服务。

系统特点

车辆GPS监控系统主要解决的技术问题，包括性能问题和功能问题两方面。性能方面，该系统要满足30万辆车，每5秒传输一次GPS定位信息的需求，同时这些信息需要在约5000个客户端上进行展示，这种海量数据对通信服务、存储服务提出极高要求，在国内外同行业应用中没有先例。功能方面，为满足对车辆管理的精细化发展，系统需要采用GIS系统来产生报警，这类功能对计算、处理能力要求很大，需要采用新技术来满足要求。

对大并发量访问的支持

该监控平台将定位车辆规模为30万辆，同时使用本平台的客户端数目也会有很大的膨胀。因此必须在技术体制上对大并发量提供支持，在尽量高效使用现有软硬件设备的基础上，应充分考虑系统的平滑扩充性，在未来并发量压力增大的情况下，能够通过简单的增加硬件和提升系统软件性能，即可线性提高系统的处理能力。在系统实现上考虑了硬件负载均衡分担通讯和页面访问压力、ESB企业消息总线快速分流处理任务、数据处理和分发服务缓存车载数据并批量插入数据库等，以减少数据库访问次数的大并发量支持。

软件技术体系创新

要满足30万辆车，每5秒传输一次GPS定位信息的需求，采用传统的通讯服务-数据库-查询显示的架构已经不能满足需求，因此在本系统中，采用面向服务架构，以服务总线为核心，将终端通信服务、数据处理服务、数据分发服务、实时数据访问有机整合起来，提供对大并发量、海量数据和容灾备份的统一支持。系统采用这种架构后，车载终端传输的GPS信息不用写入数据库，直接转发到了前端显示，因此能够带来性能的很大提升。同时，这种架构运行把同一个服务部署到不同的机器上，带来硬件的平滑扩展性，这为大型系统带来很大的便利。

应用价值

该中国石油天然气运输公司车辆GPS监控系统已于2011年初正式投入使用，并在2012年3月20日通过验收。该项目经过23个月的建设和试运行，目前运行状况良好，监控车辆总数为1.7万辆，随着系统的推广应用，监控的车辆数量将会越来越多，使用系统的用户也将越来越多。系统的投入使用，为中石油带来了更好的管理模式和良好的经济效益，主要体现在：

•用新的技术手段提升管理能力：通过新的信息技术、通信技术、地理信息技术、视频监控技术等，结合业务需求，提升中国石油天然气运输公司各级管理部门的管理能力，从原有的人的管理提升为系统和制度的管理模式;

•管理力度更强、更细致：系统可以实现全天24小时的监控，监控车辆上路后的各种信息，解决了原来只能做到装车和卸车的两头管理方式，可以对监控信息作实时统计分析、事故责任认定等，在细化管理的基础上，加大了管理力度;

•通过管理带来经济效益：通过监控系统，可以减小人员管理的压力;可以避免车辆绕路长距离行驶带来的油耗;通过语音、文字等提醒减少道路事故;杜绝个别司机盗油等行为等，均可为中石油带来可观的经济效益;

•带来良好的社会效益：油品、化工品等均属于危化品的运输，一旦出现事故，可能带来污染、爆炸、火灾等危险，通过运输环节规划化、和加强管理细节，可有效减少事故，从而带来良好的社会效益。