遼河油田車輛定位監(jiān)控平臺升級改造

吳文哲

（遼河油田信息工程公司設(shè)備智能管理技術(shù)中心，盤錦 124010）

1 引言

隨著國內(nèi)車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展，原車輛定位監(jiān)控平臺已經(jīng)不能滿足國家對車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)制定的標(biāo)準(zhǔn)，亟需對平臺進(jìn)行一次升級改造，使平臺不但滿足國家要求，而且使平臺的里程、報(bào)警、軌跡等主要功能更加精確，頁面更加易用。

2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施

2.1 研究內(nèi)容

升級后的車輛定位監(jiān)控平臺是一套高度集成的信息化應(yīng)用平臺，不僅擁有實(shí)時定位、軌跡回放、電子圍欄、報(bào)警分析、報(bào)表中心等廣義監(jiān)控平臺的核心功能，還包括車輛對外部平臺對接，多種協(xié)議車機(jī)接入、里程統(tǒng)計(jì)、駕駛行為分析和本地地圖定制等特色功能，會為運(yùn)輸企業(yè)提供一系列高效監(jiān)控服務(wù)。

2.1.1 駕駛行為分析

通過車載主機(jī)，將車輛行駛數(shù)據(jù)上傳到平臺，平臺經(jīng)過分析來判定駕駛員是否有違規(guī)駕駛行為，如發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為，向監(jiān)控人員彈出報(bào)警提醒窗口，并且向駕駛員發(fā)出語音報(bào)警提示。

2.1.2 多種協(xié)議車機(jī)接入

新平臺在支持原華強(qiáng)車機(jī)的基礎(chǔ)上，必須同時支持部標(biāo)808協(xié)議車機(jī)，可以滿足車輛在更換車機(jī)時與平臺無縫連接，保證數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性。

2.1.3 外部平臺對接

（1）省聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺的接入。新平臺能夠接入包括省聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺在內(nèi)的所有按照809協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的平臺，并且新增車輛轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)置功能、異常上行數(shù)據(jù)過濾功能、平臺查崗響應(yīng)功能。

（2）國家公共貨運(yùn)平臺的接入。新平臺支持與國家貨運(yùn)平臺對接，可以接收貨運(yùn)平臺透傳下發(fā)的車輛數(shù)據(jù)，還可以通過貨運(yùn)平臺下發(fā)指令到車機(jī)，充分滿足5號部令對于貨運(yùn)車輛的要求。

2.2 技術(shù)方案

2.2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

平臺服務(wù)器被油田專網(wǎng)防火墻和外網(wǎng)防火墻隔離開，位于網(wǎng)絡(luò)中的非軍事化區(qū)，內(nèi)外網(wǎng)用戶均可以使用該區(qū)內(nèi)服務(wù)器資源，而服務(wù)器不能訪問外網(wǎng)。平臺服務(wù)器均分配為獨(dú)立網(wǎng)段地址，目的是把敏感的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)和其他網(wǎng)絡(luò)分開，阻止服務(wù)器和外網(wǎng)直接通信，以保證服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)安全。

2.2.2 硬件配置

除地圖服務(wù)器需要使用ArcGIS服務(wù)安裝了windows server 2003系統(tǒng)外，其他服務(wù)器均安裝了Linux CentOS 6.5以上版本系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備極高的穩(wěn)定性與可靠性，并且免費(fèi)下載使用。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器使用RAID10磁盤陣列，先鏡像（RAID1），再條帶存放（RAID0）。RAID10從安全性和讀性能上都優(yōu)于RAID01和RAID5。

2.2.3 使用工具和技術(shù)

數(shù)據(jù)接入網(wǎng)關(guān)使用C++開發(fā)，后臺進(jìn)程使用Java開發(fā)，后臺腳本使用python開發(fā)，前臺使用Spring MVC框架開發(fā)，人機(jī)交互部分使用jQuery開發(fā)。使用Redis隊(duì)列存放網(wǎng)關(guān)下發(fā)的車機(jī)數(shù)據(jù)，同時拷貝多份提高進(jìn)程處理效率。

2.3 效果分析

2.3.1 系統(tǒng)性能測試

根據(jù)實(shí)際情況，我們選擇邏輯最復(fù)雜的車輛監(jiān)控頁面做壓力測試：

（1）打開監(jiān)控頁面，顯示車輛樹、報(bào)警信息和地圖標(biāo)注，不顯示地圖，并發(fā)100個用戶，運(yùn)行46分鐘，平均相應(yīng)時間為0.593秒，測試結(jié)果見壓力測試1[圖2]。

圖1 壓力測試1

（2）打開監(jiān)控頁面，顯示車輛樹、報(bào)警信息、地圖標(biāo)注、車輛上下線、監(jiān)控列表加載50臺車，不顯示地圖，并發(fā)100個用戶，運(yùn)行40分鐘，平均相應(yīng)時間為5.885秒，測試結(jié)果見壓力測試2[圖3]。

圖2 壓力測試2

2.3.2 使用效果

新平臺具有車輛定位數(shù)據(jù)補(bǔ)傳、車輛轉(zhuǎn)發(fā)、語音播報(bào)、里程精算、平臺查崗、本地地圖定制等功能。

2.4 關(guān)鍵技術(shù)

為滿足項(xiàng)目性能擴(kuò)展的要求，系統(tǒng)服務(wù)端設(shè)計(jì)為分布式部署，總體架構(gòu)分為接入層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)存儲層三層結(jié)構(gòu)。當(dāng)平臺接入新的車機(jī)后，如果原服務(wù)器集群數(shù)據(jù)處理負(fù)載過大，只需繼續(xù)添加服務(wù)器，而不用重新部署。

2.4.1 接入層分為車機(jī)接入部分與應(yīng)用接入部分

（1）車機(jī)接入部分：車機(jī)接入部分主要由接入服務(wù)器構(gòu)成，接入服務(wù)器的職責(zé)有兩個：協(xié)議解析和協(xié)議分發(fā)。

（2）應(yīng)用接入部分由負(fù)載均衡服務(wù)器構(gòu)成，負(fù)載均衡服務(wù)器的職責(zé)有兩個：負(fù)載均衡和動靜分離。

2.4.2 應(yīng)用層分為WEB應(yīng)用服務(wù)部分和業(yè)務(wù)分析應(yīng)用服務(wù)部分

（1）Web應(yīng)用服務(wù)：對所有動態(tài)的WEB請求進(jìn)行處理，處理完成后將處理結(jié)果返回給前端。（2）業(yè)務(wù)分析應(yīng)用服務(wù)：從業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中分析出報(bào)警、GPS狀態(tài)解析、車輛上下線的分析、處理結(jié)果的持久化。在發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)分析處理服務(wù)性能不滿足需求的時候，支持橫向擴(kuò)展進(jìn)程。

2.4.3 數(shù)據(jù)存儲層負(fù)責(zé)保存業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，平臺要存儲的數(shù)據(jù)分為三種類型，每種類型分別負(fù)擔(dān)不同的職責(zé)

（1）MySQL數(shù)據(jù)庫：用以保存關(guān)聯(lián)型數(shù)據(jù)，如用戶數(shù)據(jù)、組織機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)量不是很大但有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。（2）Mongo數(shù)據(jù)庫：用以保存Key/Value型數(shù)據(jù)，主要保存GPS、報(bào)警、指令等海量數(shù)據(jù)。（3）Redis緩存：用以保存車輛上報(bào)的最后一條經(jīng)緯度等經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)，以便達(dá)到對常用數(shù)據(jù)快速存取的目的。

3 結(jié)論和建議

3.1 總結(jié)

升級改造后的新平臺對功能和性能擴(kuò)展保留升級空間。只需要修改少量代碼，即可接入其他協(xié)議類型車機(jī)。新平臺已經(jīng)于2016年初順利切割，各個服務(wù)器負(fù)載均正常，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境正常，目前平臺平穩(wěn)運(yùn)行。工作日8小時之內(nèi)，同時在線的監(jiān)控用戶數(shù)峰值為140人，一般在100人左右。

3.2 建議

（1）路線規(guī)劃：可安裝導(dǎo)航屏，接收平臺下發(fā)的已經(jīng)規(guī)劃好的線路，遠(yuǎn)程指揮司機(jī)按路線行駛。（2）調(diào)度功能：可安裝語音對講設(shè)備，使監(jiān)控員或調(diào)度員與司機(jī)實(shí)時通信，更加合理的調(diào)配司機(jī)和車輛，降低運(yùn)行成本的同時方便報(bào)警提醒。（3）緊急報(bào)警：可安裝緊急報(bào)警按鈕，當(dāng)司機(jī)在遇到突發(fā)危險情況時，按動緊急報(bào)警按鈕，平臺彈出提示信息，如已安裝攝像頭，可自動上傳報(bào)警后的錄像到視頻服務(wù)器，保存視頻，以供取證。（4）油耗統(tǒng)計(jì)：可安裝油位計(jì)，使油耗統(tǒng)計(jì)更精確。不但可以實(shí)時監(jiān)控車輛的油耗，防止偷漏油情況發(fā)生，還可以更快速精確的統(tǒng)計(jì)單車、車隊(duì)的歷史油耗。