环境监测车载现场取证、远程监控系统完整解决方案

    一、前言

    随着无线通信技术、视音频编解码技术、Flash电子半导体技术、信息可视化技术、互联网络技术以及多媒体技术的不断发展，信息处理技术特别是与视音频数字化处理技术相关的应用在各行各业的不断深入。乐图 i-Patrol为汽车监控领域提供了一系列的解决方案，使公安系统、各管理部门信息处理方法、手段得以革新和普及；远程音视频监控、车载录像存储、GPS全球定位技术结合地理信息系统经过十余年的发展形成的一个全系列的信息可视化的管理系统，在汽车行驶远程管理中，犯罪分析、安全防范、综合指挥、管理规范等方面可广泛应用，为监督管理部门系统信息化管理提供了有力的工具。
 
    二、环保车载监控系统的特点

    1、需求

    根据“环境监测车载现场取证、远程监控系统”需求，现从管理各方面对“环境保护车载现场取证、远程监控项目”的需求进行分析。
    （1）提高网格监控和取证力度
    该系统在功能上既要能满足环境监测车载现场取证、远程监控、数据安全备份问题，又要能满足日常情况下环保监控车辆在城市中行进中的位置管理、指挥调度功能。
    （2）随时掌握突发事件地点和特定目标的实时状况，为制定决策提供依据
    新形势下制定环保监测部门决策需要多种实时、准确的信息支持，利用“环境监测车载现场取证、远程监控项目”，环保监测部门才能实时、准确、全面掌握事发地点的地理位置和图像，制定更加科学、合理的决策。
    （3）实现管理由单一型向多面型、低效型向高效型转变

    加快信息化建设，改进突发事件管理模式，增强指挥快捷性，重点建立快速高效的反应机制和指挥体系，使各级领导能对事发地点做出快速、准确的判断。以更加合理的决策防止和解决各种环境污染事件发生。

    2、建设目标

    （1）环境监测车载现场取证、远程监控系统的功能与作用：
    （2）满足日常情况下环境监测车影像数据现场取证功能。
    （3）满足环境监测车载远程视音频与位置相结合的监控功能。
    （4）连接各级分队车辆、连接指挥中心，及其他业务职能部门，提高资源利于率，实现快速报警、及时处警。
    （5）建立容量在100台左右，并能稳定、安全、快速运行的综合视音频、GPS监控管理平台。随着以后设备的升级，网络带宽的提高数据中心容量能到达500台。
    （6）更广泛、更及时、更准确、更统一地采集信息，为领导决策提供可靠的科学依据。
    （7）快速度、高效率地处理各类环境污染突发事件的现场。

 车载设备及系统应用图

    三、总体框架与结构

    环境监测车载现场取证、远程监控系统的总体框架与结构为：建设数据服务中心→在某市环境保护局建设一个高度统一，集信息采集与处理、指挥调度一体的、高度权威性的一级管理平台→在全市范围内的多个分局分别建设与一级管理平台互动互应的二级管理平台→在所有环保监测车辆上安装视音频监控、GPS追踪车载终端。
 
    四、实施途径

    1、关键性技术介绍

    （1）移动接入

    联通推出的CDMA1X也属于2.5G技术的一种。CDMA1X在技术上有许多优势，不但容量更大，而且具有良好的抗干扰性及抗衰耗性。CDMA1X按流量收费，费用比GPRS更低廉，特别适合持续大数据量的传输，如视频图像等，所以该种方式是无线数据传输的主流。

    （2）中心网络的安全防范

    网络安全最终归结为保护用户数据的安全。现实中用户数据的不同导致他们对安全的需求也是各不相同的，比如金融行业强调业务的保密性和可靠性；对外服务网站则强调抗拒绝服务攻击能力等。因此，安全解决方案和安全管理要针对用户数据要求特点进行定制。

    （3）移动终端数据传输的安全保密

    区别与普通民用系统，非常突出的一方面就是前者要求具有更高的安全性和可靠性。环境监测车载现场取证、远程监控项目不允许任何非授权用户进入，也不允许有任何信息外泄，更不允许任何非法的网络攻击和侵袭。

    （4）环境监测车载现场取证、远程监控项目组成

[NextPage]    根据“环境监测车载现场取证、远程监控项目”的特殊性、规范性的应用需求，以及以上技术路线分析结果，系统采用基于C/S与B/S体系结构相结合的应用方式。

    2、先进性和优势

    根据该系统应用特点和其需求及系统的设计决策，“环境监测车载现场取证、远程监控项目”除能满足使用者的功能需求之外，还具有如下特点。

    （1）满足案发现场取证  存储采用高抗震的电子存储介质。

    （2）车载终端灵活多变化  车载终端采用高达600M DSP 嵌入式芯片、嵌入式操作系统设计，升级、调整工作状态完全软件化。

    （3）GPS应用网络化  各管理层只要能够通过网络接入“”就能够获得实时监控管理服务、GPS应用相关的服务。

    （4）访问手段多样化  “环境监测车载现场取证、远程监控项目”提供台式计算机端、移动计算机、Web、PDA功能的手机等多种形式的服务访问；不同种类的网络接入方式(光缆、无线、宽带、ADSL等)均可使用系统服务，满足各种上网方式的需求。

    （5）服务能力弹性化  “环境监测车载现场取证、远程监控项目”兼容主流数据库如Oracle、SQL Server；充分利用不同分布式计算优点，系统可以在同一地点运行亦可在不同地点分布式运行；支持软件、硬件集群，为大用户量、大数据处理提供保障，同时为系统满足随用户数量增长平稳升级、扩容要求。

    （6）升级维护简单化  Web服务的客户端软件升级随服务器端软件升级而自动升级；应用客户端软件通过网络智能升级。由于所有的数据都存储在某市环保局中，指定的中心维护人员只要通过浏览器使用相应的管理系统就能很方便的管理各种数据信息。

    （7）资金、人员投入合理化  可伸缩性保证系统从小到大发展，无硬件、软件、数据投入浪费；集中式管理减少维护人员开支、硬件软件、数据升级费用。

    （8）松散耦合  当使用WebGIS服务的实现平台从J2EE迁移到了.NET或者是相反的迁移流程，用户都可以对此一无所知。对于松散耦合而言，尤其是在Internet环境下的Web服务而言，需要有一种适合Internet环境的消息交换协议。而XML/SOAP正是目前最为适合的消息交换协议。

    （9）通用服务接口内设了与各种环保局系统相连接的系统数据接口，只要稍作改动，就可与警务系统互通。
 
    五、环境监测车载现场取证、远程监控系统配置说明

    根据管理和应用需要，“环境监控监测车载现场取证、远程监控系统”由市环保局数据指挥中心服务器、车载终端设备二部分组成。

市环保局中心网络拓扑图

    1、中心网络组成

    i-Patrol车载终端通过中国联通CDMA网络进行无线数据传输，数据进入服务商提供专网后，通过指定的VPDN专线接入到市环保局中心对外的通讯服务器上，再由网闸安全隔离进入内部网络。
数据中心系统组成

    数据中心系统组成：由通讯服务网关、综合业务服务器、WebGIS服务器、数据管理服务器等软件合为一体的四台计算机主机、八个19寸液晶显示器组成。

    通讯服务网关

    接收不同协议的多功能车载终端信息并进行相应解析；根据规定转换成GPS、远程视频数据中心的标准通讯协议；连接综合业务服务器进行数据双向传输；下发由综合业务服务器传来的各种控制命令和通讯信息。
综合业务服务器

    对各种网络单元的运行状态进行监测、业务分配、消息处理和数据存储，设置多个模块。

    WebGIS服务器

    以MapInfo为地理信息基础平台，通过WWW扩展GIS功能，内网用户或Internet用户可从任意节点浏览WebGIS站点中的空间数据、进行各种空间查询和空间分析。整个地图服务系统组件包括管理组件都运行在Windows组件服务器中，通过DCOM提供分布式计算。
数据管理系统

    该管理系统分为：多功能车载设备实时管理子系统和中心数据管理子系统两大类。

[NextPage]    运营平台系统的所有系统管理功能都由数据管理系统来完成的，多功能车载设备实时管理子系统通过各通讯网关来向所选终端发送管理设置命令，并通过数据库存取组件来进行存取。中心数据管理子系统主要由系统功能、网络功能、操作员权限管理、系统网络单元管理、系统设置、系统日志管理，用户组管理，用户信息管理，用户业务管理，用户配置管理，车辆巡检等功能模块组成。
自动服务系统

    本子系统实现系统所有需要自动运行的操作，包含系统功能、网络功能、自动终端巡检、自动管理黑名单、数据库的定期自动备份。自动服务程序只有登陆到系统的业务服务器才能使用，操作员进行正常退出时，需要向业务服务器发送退出通知才能退出系统。
二级管理平台

    可在相关职能部门建立“二级多功能监控服务中心“，“二级多功能监控服务中心”由监控终端和网络设备(包括交换机和路由器)组成。网络接入可采用联通VPDN专线接入，如果资金有限，也可采用ADSL 1M包月线路减少线路上的开支。
车辆管理系统

    此系统负责当前基地的多功能车载终端和登录帐号的管理情况。并可对管辖范围内的每辆车或每个部门、车队的出车情况进行相应的统计分析，得出准确的行车数据（如：油耗、里程、停车时间、越界等信息）用于月终考评。
数据存储原则

    由于全部移动目标的累计数据较为庞大，集中存储所有数据对存储空间数据库查询都带来了极大的挑战，为提高管理效率，降低设备整体投资，对于数据存储方式制定了若干原则，如全部移动目标的GPS及各种综合信息均通过中心通讯服务器集群接收并转发，通讯服务器只负责数据转发，不对数据进行任何处理，以保证移动目标数据的实效性；中心配置多台数据库服务器，通讯服务器接收到移动目标的GPS、视频等数据后同步存储到数据库服务器中，数据保留期限根据实际工作需要进行设定。
二级单位服务系统软件配置

    Windows2000以上（包括windos2000），IE5.0以上(包括IE5.0)，如使用客户端还需要MapInfo系列软件和应用许可。

    2、i-Patrol CDMA远程监控、GPS追踪车载主机

  图1：i-Patrol车载主机示意

  图2：正视、背视

  图3：指挥中心监控计算机

 图4：远程监控软件界面

  图5：产品应用示意图

    六、中心系统功能介绍

    实时远程图像监控、GPS实时位置显示、历史图象回放、地图显示功能（地图 1：5000）、遥弊车辆熄火功能、遥取实时图象、设置车辆区域报警、设置车辆超速报警、目标车辆管理、显示车辆定位信息（速度、经纬度、方向等）、车辆跟踪、显示车辆的实时轨迹、轨迹查询、车辆轨迹回放、历史数据下载、停车时间统计、超速统计、里程统计、历史数据管理类操作（历史数据存储2160小时及三个月）等几十项可选功能。