城市公共车联网综合服务平台方案

城市公共车联网综合效劳平台工程建议书罗克佳华工业修订记录日期修订版本描述作者2021/04/27D01收集整理资料，启动本文档。陈江峰2021/04/29D02修改完善本文档。陈江峰2021/05/03D03修改完善本文档。陈江峰目录TOC\o"1-3"\h\z\u1. 工程背景及必要性 41.1 工程背景 41.2 需求分析 42. 工程建立目标和主要内容 42.1 工程目标 42.2 建立内容 52.2.1 系统建立总体架构 52.2.2 应用系统建立方案 62.2.3 平台软件建立方案 72.2.4 硬件选购方案 72.2.5 根底设施建立 72.2.6 关键问题研究 73. 工程的技术根底、特点和实施条件 73.1 技术根底和先决条件 73.2 系统特点 74. 工程建立单位及人员 74.1 工程建立单位 74.2 建立单位简介 75. 工程进度 76. 投资概算和资金来源 76.1 资金筹措方案 77. 效益分析 77.1 社会效益 77.2 经济效益 7工程背景及必要性工程背景我国经济的快速开展极大的提高了人们的生活水平，但是随之而来的一些问题也不容无视。其中一个非常严重的问题就是交通拥堵问题，而且近几年严重的交通拥堵问题不仅仅局限于大城市，在二线甚至三线城市也开场蔓延。根据中国汽车协会2021年所发布的数据，2021年中国全年的汽车销售量达1364.48万辆，超过美国成为全球第一，其中乘用车数量为1033.13万辆，同比增长53%。而去年全国公路增长里程共计9.8万公里，同比下降33%。二者之间的这种不均衡的开展和增长速度导致了一系列的问题，比方交通平安事故频发、城市居民乘车出行不便、上下班时间增加等。众所周知，制造业是我国的支柱产业之一，我们需要汽车工业来大力开展我国的经济；而扩建公路虽然能在短时间内迅速拉动GDP的增长，并且能够缓解交通拥堵的问题，但是从长远来看这一举措并不是一种可持续的开展方式，而且这种解决交通拥堵问题的方式已经遇到了无法突破的瓶颈。因此这一系列的问题不能简单的靠抑制汽车消费或者盲目扩建公路来解决。从60年代末到70年代，美国就致力于开展电子道路导航系统〔EGRS〕，运用道路与车辆间的双向通信来提供道路导航。1991年12月，跨模式道路运输效率法案〔ISTEA〕获得通过。1992年5月，IVHS战略方案构建了今后20年ITS(IntelligentTransportSystem)的开展蓝图。1995年3月制定了美国ITS工程方案，深入探讨了开展和应用ITS的规划及其最终目标。目前ITS在美国的应用已达80%以上，而且相关的产品也较先进。美国交通部估计，智能交通系统的应用消除大约每年120万起交通事故，挽救上万人的生命，节省260亿美元因交通堵塞及交通事故所造成的损失。在未来20年里，美国智能交通相关产品及效劳市场容量将超过4200亿美元，相关工程将超过60万个。需求分析目前国内的交通系统信息化应用还比拟落后，智能交通系统在国内根本处于空白阶段，在地域分布上，国内的各大城市对于智能交通的开展都非常重视。应用先进的物联网技术，可以实现并对公共交通资源数据的实时获取和高效管理和维护，并自动反响信号到车载系统等终端设备，以此实现智能交通，解决一系列的公共交通问题。工程建立目标和主要内容工程目标在对公共交通资源数据进展高效的管理和维护的根底上，搭建“城市公共车联网〞综合效劳平台，部署交通信息网络，通过车载系统、GPS、GIS等系统，整合公共交通各类特种车辆运行状态、车内的信息、乘客流量信息、交通信息等，为城市交通管理提供导航、提示、救援、指挥疏导效劳。具体目标如下：通过对运行车辆的动态监测，分析车流量，结合可调动储藏量，联动交通指挥系统〔改良现有逻辑运算模式〕、乘客分布信息、物资配送信息，实现公共车辆动态调度；实现车辆与车辆之间、车辆与平台之间的动态联动，利用地理信息〔GIS〕、GPS系统、查询效劳，对车辆进展动态跟踪，提高车辆运行透明度，同时，提高交通应急反响能力，保障特殊情况下交通平安高效；通过物联网车载系统，对车辆主要部件〔如，发动机、变速器〕的运行状态监测，结合设备维护信息，对车辆进展实时有效运营维护管理，优化采购和库存，减少维护费用，降低重大故障率。统一车辆管理，实时监控车辆油耗，统一燃料配送；通过城市道路根底设施建立〔在路边控制站安装激光、摄像和系统技术〕，对车辆进展探测、识别，并按照不同时段采取不同的费率收费，降低交通量，减少等待时间，降低尾气排放；电子化交通规则，预警车辆违章，自动记录交通违规。通过碰撞预警雷达预警碰撞事故发生，减少交通事故，保障旅客平安；整合公路、公管、港航、铁路、民航等交通信息系统，发布交通实时信息，提供动态出行选择；建立内容系统建立总体架构“城市公共车联网综合效劳平台〞是一个庞大的系统工程，该工程的建立由管理体系建立、一卡通标准体系建立、平安保障体系建立、运维体系建立、根底资源建立、网络通信建立、应用软件系统建立、全媒体展示建立六大局部组成。如下图：图2.1城市公共车联网建立总体架构应用系统建立方案“城市公共车联网综合效劳平台〞可以有效解决目前普遍存在的公共交通的诸多问题，提高公共交通行业的运营效率和效劳质量，随时掌握供需信息，增加运营效益。它便于改善市民生活方式，提高市民素质，减少社会上现金流通，有效维护社会生活的正常秩序。该工程的实施将极大地提升我市的城市形象，有力地促进我市社会经济的繁荣和开展。根底数据通信平台根底数据通信平台运营数据根底数据车辆调度系统车载碰撞预警系统移动终端系统应用层传输层感知层用户用户电子车牌指令下发数据入库车辆位置信息车载终端监控设备数据挖掘业务支撑城市公共车联网……车辆监控系统物联网车载系统道路指示系统图2.2城市公共车联网综合效劳平台架构图城市公共车联网综合效劳平台基于物联网三层架构设计，感知层包括：车载终端(GPS/GPRS模块)、手持终端(POS机)、电子车牌、监控设备等；传输层为根底数据通信平台；应用层由城市公共车联网综合效劳平台和数据库构成。车辆监控系统实时报警实时报警拍照管理轨迹回放车辆监控……定位跟踪区域通过率统计行驶里程统计车辆信息统计报警查询报警设置车辆信息设置线路设置GPS统一通信平台车辆监控数据库统计报表……根本设置……位置信息报警信息照片信息保存设置数据检索实时数据车辆监控图2.3车辆监控系统架构图系统说明车辆监控系统是城市公共车联网综合效劳平台的一局部，可以作为单独的系统运行。车辆监控系统包括：车载终端。车载终端安装在物流运营车辆上，其主要功能有采集车辆位置信息、发送报警信息、拍照等，所有的数据由终端的GPRS模块通过移动网络进展传输。GPS统一通信平台。数据采集平台按照车载终端传输的协议进展数据解析，得到车辆的行驶记录、报警记录和拍照记录，同时将这些数据做入库处理。车辆监控应用系统。车辆监控系统的核心是应用系统，应用系统能够提供车辆定位、轨迹查询等基于GIS平台的实时数据显示，也能够对采集到的数据进展汇总统计，提供各类统计报表。车辆监控数据库。车辆监控数据库作为数据和应用的桥梁，起到中转的作用。所有的定位、报警和拍照数据都存在数据库中，也为统计分析的扩展提供依据。数据采集平台和数据库同时也对城市公共车联网综合效劳平台中的其他系统提供效劳。 GPS统一通信平台由数据采集效劳、数据处理效劳、应用交互效劳、数据入库效劳、在线设备维护效劳、协议库几局部组成。数据采集效劳数据采集效劳应用交互效劳数据处理效劳车辆监控系统数据入库效劳车辆监控数据库在线设备维护效劳协议库雅讯、艾伯…队列组解包指令图2.4GPS统一通信平台车辆调度系统智能化的交通指挥调度系统通过对智能交通各子系统的高度集成，汇总融合、分析处理各类交通数据，并依据最终获取的有效信息进展决策和交通指挥调度，同时对各种交通突发事件进展判断、确认和处理；以到达提高城市交通的管理水平，加强对道路交通宏观调控和指挥调度的能力，并对突发事件形成快速高效的应对机制。图2.5车辆调度系统逻辑架构物联网车载系统通过物联网车载系统，对车辆主要部件〔如，发动机、变速器〕的运行状态监测，结合设备维护信息，对车辆进展实时有效运营维护管理，优化采购和库存，减少维护费用，降低重大故障率。统一车辆管理，实时监控车辆油耗，统一燃料配送。车载碰撞预警系统系统通过GPS定位系统和短距离无线通信技术实现车辆距离过近时提前预警，并可以与物联网车载系统协调工作，及时自动制动。以保护人员及车辆平安，降低城市道路交通事故率。道路指示系统交通物联网中的道路指示系统，通过从数据中心获取相关车辆和路况的实时信息，为乘客提供必需的路线及乘车信息，比方哪条线路堵车，哪条线路畅通，公交现在还有没有车，车辆还有多长时间到站等信息，从而可以使乘客心中有数，合理安排出行路线和时间，提高办事效率。移动终端系统系统使用者，可以通过移动终端实时查询路况，看哪个路段堵车，哪个路段畅通；可以通过移动终端导航。平台软件建立方案表21平台软件列表及用途说明序号系统支撑软件名称数量用途说明1操作系统假设干采用UNIX、WINDOWS两种操作系统，其中数据库效劳器操作系统使用硬件自带的UNIX操作系统。2数据库软件1数据库软件是数据存储使用的根底平台，保存数据中心所有资源库数据，为各种应用系统的使用提供数据支撑。该软件部署在数据库效劳器上，数据存储在磁盘阵列中。3应用中间件软件8各种开发的应用软件部署在应用中间件平台上供用户使用。该软件部署在应用系统效劳器上。4GIS中间件1车辆位置、轨迹回放进展展示。5备份软件1定期对系统的重要数据进展备份，出现异常情况时，如有必要进展数据的恢复。该软件部署在备份效劳器上，备份数据保存在磁带库中。6多模式异构数据交换软件1各种数据交换的系统支撑软件，主要完成数据采集、处理、存储、共享、交换等功能。该软件部署在数据整合和交换效劳器上。7网络管理软件1网络管理，带宽控制。8呼叫中心系统 1为物流交易信息平台、车辆救援与维修效劳系统提供根底的热线平台硬件选购方案硬件列表及用途说明表22硬件配置列表序号硬件名称数量用途说明1数据库效劳器2两台数据库效劳器形成双机热备，保证高可靠性、可用性。用于部署数据库软件，为各类应用系统提供数据效劳。2应用系统效劳器6用于部署各种应用系统，包括：车辆监控系统、信息发布系统等。3数据整合与交换效劳器1用于部署多模式异构数据交换平台，用于外部数据的各种交换。4数据备份效劳器1用于部署备份软件，为定时进展数据备份及灾难时的数据恢复提供硬件支持。5光纤交换机2用于主机系统与磁盘阵列之间的连接。6磁盘阵列1用于存储数据中心的所有数据。7光纤磁带库1用于存储藏份软件定时备份的数据。842U标准机柜2配套KVM，PDU，液晶套件等。用于安放机架式效劳器、存储设备及网络平安设备。9LDAP效劳器1用于CA中心的目录效劳器10GPS效劳器1用于部署GPS应用的效劳器11GIS效劳器1由于部署GIS应用的效劳器12短信效劳器1用于收、发短信的效劳器13信息点办公设备假设干用于信息点的信息采集的计算机、、、打印机、复印件等办公设备。14信息点空调及办公家具假设干用于信息的日常办公15信息点网络交换机假设干用于信息点网络集成〔每个信息的1台〕根底设施建立本工程的的根底设施建立包括总机房建立、信息点建立和网络建立三大局部。关键问题研究本工程涉及物联网感知层技术和短距离无线通信技术。物联网的感知层技术〔一〕传感器技术传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。从仿生学观点，如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑〞，把通信系统看成传递信息的“神经系统〞的话，则传感器就是“感觉器官〞。传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进展处理〔变换〕和识别的一门多学科穿插的现代科学与工程技术，它涉及传感器〔又称换能器〕、信息处理和识别的规划设计、开发、制／建造、测试、应用及评价改良等活动。获取信息靠各类传感器，它们有各种物理量、化学量或生物量的传感器。按照信息论的凸性定理，传感器的功能与品质决定了传感系统获取自然信息的信息量和信息质量，是高品质传感技术系统的构造第一个关键。信息处理包括信号的预处理、后置处理、特征提取与选择等。识别的主要任务是对经过处理信息进展辨识与分类。它利用被识别〔或诊断〕对象与特征信息间的关联关系模型对输入的特征信息集进展辨识、比拟、分类和判断。因此，传感技术是遵循信息论和系统论的。它包含了众多的高新技术、被众多的产业广泛采用。它也是现代科学技术开展的根底条件，应该受到足够地重视。微型无线传感技术以及以此组件的传感网是物联网感知层的重要技术手段。〔二〕射频识别〔RFID〕技术射频识别〔RadioFrequencyIdentification，简称RFID〕是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术。在国内，RFID已经在身份证件、电子收费系统和物流管理等领域有了广泛的应用。RFID技术市场应用成熟，标签本钱低廉，但RFID一般不具备数据采集功能，多用来进展物品的身份甄别和属性的存储，且在金属和液体环境下应用受限，RFID技术属于物联网的信息采集层技术。〔三〕微机电系统〔MEMS〕微机电系统〔MicroElectroMechanicalSystems，简称MEMS〕是指利用大规模集成电路制造工艺，经过微米级加工，得到的集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。MEMS技术近几年的飞速开展，为传感器节点的智能化、小型化、功率的不断降低制造了成熟的条件，目前已经在全球形成百亿美元规模的庞大市场。近年更是出现了集成度更高的纳米机电系统〔Nano-ElectromechanicalSystem，简称NEMS〕。具有微型化、智能化、多功能、高集成度和适合大批量生产等特点。MEMS技术属于物联网的信息采集层技术。〔四〕GPS技术GPS又称为全球定位系统〔GlobalPositioningSystemGPS〕，是具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS是由空间星座、地面控制和用户设备等三局部构成的。GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的准确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛应用于军事、民用交通(船舶、飞机、汽车等)导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、准确农业以及日常生活(人员跟踪、休闲娱乐)等不同领域。GPS作为移动感知技术，是物联网延伸到移动物体采集移动物体信息的重要技术，更是物流智能化、可视化重要技术，是智能交通重要技术。短距离无线通信技术短距离无线通信的主要特点为通信距离短，覆盖距离一般在几十m或100m〔200 m〕之内。无线发射器的发射功率较低，发射功率一般小于100 mW。自由地连接各种个人便携式电子设备、计算机外部设备和各种家用电气设备，实现信息共享和多业务的无线传输。目前比拟常见的短距离无线通信技术包括以下几种。Bluetooth〔蓝牙〕技术WLAN〔无线局域网〕技术IEEE802.11系列HiperLAN系列IrDA(红外数据协会)技术UWB〔超宽带〕技术Zigbee〔紫蜂〕技术Adhoc〔自组织网络〕技术RFID〔射频识别〕技术HomeRF技术NFC(短距通信)技术无线1394工程的技术根底、特点和实施条件技术根底和先决条件1〕城市公共车联网综合效劳平台的建立以物联网三层架构为根底，因此物联网的感知层技术和通信层的建立是工程建立实施的技术根底和先决条件。2〕终端设备采集的信号需要通过通信网络传输到数据中心，调度中心的调度信号也需要通信网络传输到车辆终端。因此系统需要设计通信网络并明确数据流向。系统特点实时性：本系统涉及车辆实时状况及道路实时状况监测，对实时性要求很高。扩展性：“城市公共车联网综合效劳平台〞整体解决方案既可独立应用于公交领域，也可应用于公交、消防、私家车领域，方案为多应用预留了充分的扩展空间。灵活性：可系统可以对接不同类型、标准的GPS设备和车载感应设备。减少了因系统改造造成的浪费，降低了工程的实施本钱。工程建立单位及人员工程建立单位工程名称：山西物流综合效劳平台工程建立单位：太原罗克佳华工业法人代表：李玮工程负责人：吴晓闯企业性质：有限责任公司建立地址：太原市小店区佳华街8号罗克佳华工业园建立单位简介太原罗克佳华工业是高新区重点引进的高科技企业，注册资金5000万元人民币，园区占地面积63亩，厂房面积2万余平方米，员工600余人，以技术开发人员为主。技术骨干多为海外留学归国人员，法人代表、董事长李玮为中组部“千人方案〞成员，国家特聘专家。首席执行官CalvinTeng博士、技术负责人吴晓闯博士为外国专家局特聘专家。目前正在申报独立上市。罗克佳华各项专利63项，承当多项国家级课题和工程。罗克佳华是国家火炬方案重点高新技术企业，是国家环保工程技术中心。承当国家发改委企业技术进步和产业升级重点专项、国家科技支撑方案、国家重点火炬方案、国家科技攻关工程。公司先后通过了“ISO9001质量管理体系认证〞、“ISO14001环境管理体系认证〞、“职业安康平安管理体系认证〞、“CMMI认证〞；被评为“中国信息化出色企业〞、“AAA级信用企业〞、“全国产品质量、信誉双保障示范单位信用企业〞、“山西省守合同重信用企业〞、“2021年山西省环境保护产业示范工程〞；获得“第三届中国国际建立环境友好型社会成果展览会金奖〞、“环境保护科学技术三等奖〞、“科技进步二等奖〞；先后获得“计算机信息系统集成壹级资质〞、“建筑智能化工程专业承包企业资质叁级资质〞、“环保工程专业承包企业资质叁级资质〞、“建筑业电子工程专业承包贰级资质〞；水、气、固废3项“环保工程设计甲级资质〞；是集产、学、研为一体的科研生产型企业。在“高科技要深入基层、面向应用〞的理念下，罗克佳华一直坚持走引进吸收和自主创新相结合的道路，应用工业物联网技术，研究和解决事关国计民生的问题，创立在各行业生产、平安、节能、环保四效合一的新技术模式。罗克佳华致力于物联网应用技术，被国家工信部评定为国家物联网技术节能减排示范基地，智能煤矿〔CACC〕四效合一新模式工程被国际清洁能源峰会评为中国最具投资潜力的26个工程之一。罗克佳华在事关国计民生的领域中取得的成绩，得到党和政府的高度重视和大力支持，胡锦涛、贾庆林、习近平、陈至立等党和国家领导人屡次莅临罗克佳华视察指导，给予罗克佳华极大的鼓舞和开展的动力。工程进度表5SEQ表\*ARABIC\s11工程实施进度表阶段任务启动期招标期建立期验收期3个月3个月12个月3个月初设阶段1.1初步设计1.2初步设计批招投标阶段2.1标书编制2.2招投标2.3评标及合同签订工程实施阶段3.1施工设计3.2系统开发与集成3.3配套工程建立3.4设备采购及供货3.5系统安装调试验收阶段4.1系统测试与试行4.2系统竣工验收投资概算和资金来源本工程总投资为5420万元，投资费用估算表如下：表6SEQ表\*ARABIC\s11工程投资概算和资金来源工程名称：单位：万元序号费用名称工程资金来源工程资金使用方案单位自筹政府补贴资金补贴比例第一年第二年合计总计1080434045308905420〔一〕建筑工程费1机房建立或改造费280280小计：280280280〔二〕系统硬件设备购置费1网络设备2102102主机及存储设备9509503平安设备