鎮(zhèn)江船艇學(xué)院　趙　柯　陳希真

RNSS模式下北斗監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)方式探討

鎮(zhèn)江船艇學(xué)院趙柯陳希真

北斗系統(tǒng)啟用RNSS定位工作模式后，用戶機(jī)不再需要執(zhí)行位置申請即可完成定位，現(xiàn)有基于RDSS工作模式的北斗動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中慣用的利用北斗指揮機(jī)兼收下屬用戶機(jī)位置回饋信息來實(shí)現(xiàn)跟蹤定位的工作原理，在RNSS工作模式下將不再適用。為了解決這個(gè)問題，本文根據(jù)北斗指揮機(jī)能夠兼收下屬機(jī)短信的特點(diǎn)，論證提出一種基于“短信兼收”的級聯(lián)式新型組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)多層級北斗指揮機(jī)對運(yùn)行在RNSS定位模式下北斗用戶機(jī)的動態(tài)監(jiān)控。試驗(yàn)結(jié)果表明：這種基于“短信兼收”的新型組網(wǎng)模式與基于“定位兼收”的傳統(tǒng)組網(wǎng)模式相比，能夠節(jié)省硬件建設(shè)成本，簡化內(nèi)部關(guān)系，具有更強(qiáng)的靈活性和生命力，對RNSS模式下新一代北斗動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的研制建造具有一定的指導(dǎo)意義。

智能交通；動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)；組網(wǎng)方式；北斗；定位

1.現(xiàn)狀及問題

基于“定位兼收”工作原理所研制的北斗動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其組網(wǎng)模式雖然能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)對多用戶的遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)控，但是也存在著較為明顯的問題：

（1）建設(shè)成本較高

基于“定位兼收”工作原理所研制的北斗動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，在所需監(jiān)控的用戶機(jī)數(shù)量較多、監(jiān)控指揮部門層級較復(fù)雜的情況下，批量購置大容量的北斗指揮機(jī)所需的硬件建設(shè)費(fèi)用相當(dāng)可觀。

（2）后期維護(hù)麻煩

由于北斗指揮機(jī)和用戶機(jī)之間的從屬關(guān)系是通過燒寫指揮機(jī)內(nèi)的卡信息來完成的，一旦在系統(tǒng)使用過程中出現(xiàn)用戶機(jī)數(shù)量的增加或者變動（比如出租車公司購入新車，或者某輛出租車所掛靠的公司發(fā)生了變動），均需要到指定的北斗設(shè)備管理部門對其上各級指揮機(jī)的卡信息進(jìn)行重新燒寫，這對后期的系統(tǒng)維護(hù)工作帶來

了很大的難度。

（3）監(jiān)控密度較低

由于所有來自于北斗用戶機(jī)的有源定位申請都將通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到地面計(jì)算中心進(jìn)行運(yùn)算之后，才能得出該北斗用戶機(jī)的位置信息，而地面計(jì)算中心的計(jì)算能力是有限的（每分鐘能夠處理54萬個(gè)用戶請求），所以北斗系統(tǒng)根據(jù)用戶屬性的不同，對每個(gè)北斗用戶機(jī)的有源定位申請頻度進(jìn)行了限制。

（4）難以適應(yīng)無源工作模式

基于“定位兼收”工作原理所研制的北斗動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其首要的一個(gè)先決條件就是要求被監(jiān)控的北斗用戶機(jī)不斷地進(jìn)行有源定位，其各上級北斗指揮機(jī)才能夠通過兼收北斗衛(wèi)星發(fā)送給它的位置回饋信息來實(shí)現(xiàn)對它的動態(tài)監(jiān)控。

鑒于此，為了壓縮北斗動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)成本，增強(qiáng)系統(tǒng)組網(wǎng)的靈活性，提高對所有目標(biāo)的監(jiān)控密度，適應(yīng)新一代北斗系統(tǒng)無源定位的特點(diǎn)，本文提出了一種基于新的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)模式，這種組網(wǎng)模式不再依賴于北斗指揮機(jī)對下屬用戶機(jī)的“定位兼收”功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是利用指揮機(jī)能夠兼收下屬機(jī)短信的功能，建立起基于“短信兼收”的級聯(lián)式監(jiān)控體系，解決傳統(tǒng)的系統(tǒng)組網(wǎng)模式所存在的一系列問題［6］。

2.新的組網(wǎng)模式

2.1新型組網(wǎng)模式的工作原理

為了實(shí)現(xiàn)其余各級管理機(jī)構(gòu)對所轄北斗用戶機(jī)動態(tài)的同步監(jiān)控，根據(jù)北斗系統(tǒng)“短信兼收”的工作原理，在其余各級管理機(jī)構(gòu)部署北斗指揮機(jī)，并將部署在各自所轄最底層管理機(jī)構(gòu)的北斗用戶機(jī)作為其下屬，這樣一來，當(dāng)部署在被監(jiān)控對象上的北斗用戶機(jī)向部署在最底層管理機(jī)構(gòu)的北斗用戶機(jī)發(fā)送北斗短信的時(shí)候，部署在最底層管理機(jī)構(gòu)之上各級管理機(jī)構(gòu)的北斗指揮機(jī)，都將同步兼收到這條北斗短信，經(jīng)由安裝在配套計(jì)算機(jī)內(nèi)的專用軟件進(jìn)行解碼后，同樣可以在各自的地理信息系統(tǒng)上進(jìn)行標(biāo)繪顯示。

2.2新型組網(wǎng)模式的優(yōu)缺點(diǎn)分析

2.2.1主要優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的基于“定位兼收”的組網(wǎng)模式相比，這種基于“短信兼收”的組網(wǎng)模式有著明顯的優(yōu)點(diǎn)：

（1）建設(shè)成本低

這種組網(wǎng)方式能夠較大地簡化整套系統(tǒng)的內(nèi)部關(guān)系，節(jié)省硬件建設(shè)成本。在本例中，運(yùn)用這種模式構(gòu)建出租車動態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，除了每臺出租車上安裝1臺普通用戶機(jī)之外，只需在每個(gè)出租車公司內(nèi)配置1臺普通用戶機(jī)、每個(gè)區(qū)客管處配置1臺100容量指揮機(jī)、市客管局配置1臺100容量指揮機(jī)即可。還是按照上文所述的價(jià)格核算，應(yīng)用這種組網(wǎng)模式建設(shè)一套城市出租車動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，所需花費(fèi)的硬件購置成本為：2*10100+10*11=20310萬元，比上種方案所需的經(jīng)費(fèi)至少縮減1390萬元。

（2）后期維護(hù)方便

在本文所提出的基于“北斗短信”的組網(wǎng)模式下，作為系統(tǒng)最底層的車載北斗用戶機(jī)，與部署在出租車公司以上各級管理機(jī)構(gòu)的北斗指揮機(jī)之間，不再構(gòu)成直接的從屬關(guān)系，系統(tǒng)內(nèi)所有北斗指揮機(jī)的下屬用戶列表，只與系統(tǒng)內(nèi)包含的出租車公司有關(guān)，而與最底層的出租車無關(guān)。在系統(tǒng)內(nèi)出租車公司沒有增加的前提下，系統(tǒng)內(nèi)出租汽車數(shù)量的變化、隸屬關(guān)系的轉(zhuǎn)移等情況，均不會對各級管理機(jī)構(gòu)的北斗指揮機(jī)造成影響，無需對任何指揮機(jī)的卡信息進(jìn)行重新燒寫操作，對系統(tǒng)的后期維護(hù)帶來了先天性的優(yōu)勢。

（3）監(jiān)控密度大

由于所有被監(jiān)控對象的位置動態(tài)信息通過專用軟件進(jìn)行編碼變成一條北斗短信進(jìn)行發(fā)送，只要經(jīng)過科學(xué)合理的編碼處理，每條北斗短信可以一次性完成多個(gè)位置點(diǎn)信息的傳送，從而提高對被監(jiān)控對象的監(jiān)控密度。以北斗系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用比較普遍的三類通信等級用戶為例，該類用戶的短信發(fā)送頻度被限制為1次/分鐘，單條短信的長度被控制為72字節(jié)。我們可以通過以下算法，實(shí)現(xiàn)每分鐘30個(gè)位置點(diǎn)的一次性傳送。

（4）能夠適應(yīng)無源工作模式

這種基于“短信兼收”的組網(wǎng)模式，無論是部署在最底層被監(jiān)控對象的北斗用戶機(jī)，還是部署在各級管理機(jī)構(gòu)的指揮機(jī)，全都可以在RNSS的無源定位模式下正常運(yùn)行，尤其是最底層被監(jiān)控對象，可以通過無源定位方式獲得實(shí)時(shí)的、連續(xù)的自身位置動態(tài)，能夠?yàn)樽陨淼亩ㄎ粚?dǎo)航等作業(yè)提供極大的便利。

2.2.2主要缺點(diǎn)

雖然這種新的組網(wǎng)模式與傳統(tǒng)模式相比有著諸多顯著的優(yōu)點(diǎn)，但也有著一定的局限性：

一是需要專用控制軟件的支持。新方案中，所有出租車用戶機(jī)的組網(wǎng)邏輯都是由軟件系統(tǒng)進(jìn)行控制的，而且對于車位的打包上報(bào)、接收解碼也均需要編制相應(yīng)的系統(tǒng)軟件，所以相對于傳統(tǒng)的組網(wǎng)方案，所需要的軟件技術(shù)含量要更高。

二是由于各級管理機(jī)構(gòu)的指揮機(jī)與出租車上的用戶機(jī)沒有構(gòu)成直接的從屬關(guān)系，所以這兩者之間也不存在“定位兼收”和“短信兼收”的可能。雖然各級管理機(jī)構(gòu)的指揮機(jī)能夠收到每輛下屬出租

車所上報(bào)的位置信息，也依然能夠?qū)θ我庖患壒芾頇C(jī)構(gòu)或者任意一輛出租車進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)指揮，但是至于任何一臺出租車上的用戶機(jī)到底接收到指令了沒有，或者在其他時(shí)間還收到了些什么內(nèi)容，除非這輛出租車能夠及時(shí)主動給予回執(zhí)，否則，作為任何一級管理機(jī)構(gòu)都無從知曉。當(dāng)然，至于這種功能到底重不重要，那就需視具體情況而定了。

三是用普通用戶機(jī)來代替公司級的小容量指揮機(jī)，雖然在成本上得到了很好的控制，但是同時(shí)也損失了一個(gè)指揮機(jī)對從屬機(jī)進(jìn)行短信群發(fā)的功能。若是非要保留這一個(gè)群發(fā)功能，可將新方案中的每個(gè)中轉(zhuǎn)站由普通用戶機(jī)改為小容量指揮機(jī)，其他各級主管單位若需要對所屬出租車進(jìn)行短信群發(fā)，可以在軟件的控制下由每個(gè)中轉(zhuǎn)站進(jìn)行即時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)。

3.結(jié)論

綜上所述，本文所提出的基于“短信兼收”的動態(tài)監(jiān)控組網(wǎng)模式與傳統(tǒng)的基于“定位兼收”北斗組網(wǎng)模式相比，能夠較好地解決在RNSS工作模式下北斗指揮機(jī)對下屬用戶機(jī)的動態(tài)監(jiān)控問題，能夠節(jié)省一定的建設(shè)成本，且具有更高的組網(wǎng)靈活性和擴(kuò)容性，有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值，對現(xiàn)有北斗動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造具有一定的指導(dǎo)意義。

［1］李永吉.基于北斗系統(tǒng)軍車定位監(jiān)控技術(shù)的研究［DB］.中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫，2010：23-25.

［2］劉永光，侯鷹.基于北斗衛(wèi)星定位技術(shù)構(gòu)建車輛監(jiān)控系統(tǒng)［J］.全球定位系，2007，4：33-35.

［3］楊森.基于北斗的無人飛機(jī)指揮控制系統(tǒng)技術(shù)解決方案［EB］.百度文庫，2010：35-36.

趙柯（1980—），男，浙江東陽人，上海海事大學(xué)交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理專業(yè)碩士，主要研究方向：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理。

陳希真（1963—），男，教授，碩士生導(dǎo)師，現(xiàn)供職于鎮(zhèn)江船艇學(xué)院。