车载监控系统及其在军事运输的应用

雷 超，巫正中

(陆军勤务学院 军事物流系，重庆 401311)

随着科学技术不断的发展进步，集成高新技术的车载监控系统从无到有，逐渐走进人们生活，走进企业管理，走进各行各业，为生产生活乃至军队信息化建设作出贡献。在信息技术飞速发展的今天，研制自主可控的物流车载监控系统，对于促进物流运输信息化，特别是实现军事应用中的可视后勤建设需求，具有重要意义。

1 车载监控系统的历史与发展

日本建立了道路交通信息通信系统(Vehicle Information and Communication System，VICS)。通过安装了GPS和GIS电子地图的车载终端，为用户收集道路信息、停车场空余车位、拥堵路况、实时交通事故等信息，获取了不错的效果[3]。欧盟国家在颁布的《关于公路运输车辆的终端设备》中提出：所有欧盟成员国客货运输车辆上必须安装和使用智能车载终端[4]。智能车载终端为车主提供实时的车辆运行信息、路况信息，而监控中心能够精确地显示车辆所在位置。

在军事应用上，借鉴沃尔玛等现代物流公司的高效经营模式，美军于1992年4月正式提出军队全资产可视化计划 (Army Total Asset visibility，ATAV)。它综合应用GPS、RFID、卫星通信等先进技术，对传统物流跟踪方式进行改革,使得美军后勤补给能够获得更快、更精确的实时信息，实现了对后勤物资的全程追踪和精确输送，并在伊拉克战争中得到了运用和检验。

我国对车载监控系统的研究也始于上世纪90年代。许多高校、企业、科研院所研究将GPS应用于车辆定位导航和监控调度。从一开始的理论探索，到应用产品的实际开发，随着通信技术的不断发展，基于GPS和GSM、GPRS、CDMA技术的车载监控系统研发形成了一波发展高潮。继国外厂商之后，奇瑞、吉利等许多国内车企也相继开发基于手机APP的车辆远程监控系统，汽车配备的通讯模块通过GSM/GPRS网络将车辆信息传输到远程服务器[5]，用户通过登录手机APP可实时查看车辆状态，甚至可以远程控制车辆门窗、空调、天窗等车内设备，具备远程启动发动机、辅助寻车等功能。3G、4G网络技术进一步成熟完善以后，卫星导航定位系统与移动无线通信技术相结合的车辆监控系统更是广泛地应用于交通运输、道路工程以及其他行业，提供包括物流企业货运信息查询，“两客一危”车辆安全监控，运钞车、警车、消防车、救护车等特种车辆的定位与调度，公交车、出租车的运维监管等各类车辆跟踪与监控服务[6]，极大地提高了国内物流企业运营管理效率，有力地保障了公民财产与生命安全，促进了大众出行服务的智能化。

我军按照军委全面建设现代后勤的战略构想，充分借鉴吸收国内外关于体系集成、实时可视、精确保障等信息化先进技术理念与保障手段，力促后勤保障由过去的“模糊后勤”向“精确后勤”转变。特别是在公路军事交通运输方面，重点围绕运输“保障资源动态可知、保障需求及时掌握、保障计划辅助生成、保障过程全程可控”的目标，初步建设了军交运输动态监控系统，研制和配发使用了军事物流车载终端，基本实现了对运输部队的实时掌握，大大加强了军交运输信息化建设，大幅提升了我军后勤运输综合保障实力。

2 车载监控系统的组成与原理

车载监控系统集成卫星定位技术、地理信息技术、无线通信技术、网络技术于一体，通常由车载终端设备、通信传输网络以及远程监控中心组成，系统总体构架如图2所示。

车载监控系统主要是通过车载终端获取车辆地理位置、运行速度、运动方向等状态信息，信息数据经过编码后，经由无线通信链路实时地发送到远程监控中心[7]。远程监控中心接收车载终端发送的数据后，将数据存入数据库，作为数据源用于监控中心和用户查询，以及匹配电子地图，用以实现车辆信息的在线可视化。

具体来讲，实现远程监控中心对车辆的动态监控，主要包括数据采集、数据发送、数据接收、数据解析、数据存储、数据访问与显示等一系列数据处理流程。

1) 数据采集。车载终端通过卫星导航定位模块获取车辆位置、速度、时间等信息，通过传感器采集车辆参数、载运物资、司机以及其他信息。

2) 数据发送。车载嵌入式微处理器对获取的各类数据进行处理，提取出有用信息，并按照拟定的数据协议打包数据，经过加密后通过无线通信网络发送到远程监控中心。

3) 数据接收。远程监控中心接收到车载终端发送的数据包后，对其进行校验，校验通过的数据再进行解密。如果校验未通过，说明数据在传输过程中出现了丢失、损坏或者篡改、破坏，坏数据将被丢弃。

4) 数据解析。远程监控中心按照拟定的数据协议，对解密后的数据进行解析，提取出各类信息，转换为需要的数据格式。

5) 数据存储。远程监控中心对解析后的数据进行二次筛选，将合格的数据存入对应的数据库表格中，作为数据源用于数据查询和使用。

6) 数据的访问及显示。为实现车辆监控的可视化，远程监控中心实时连接和访问数据库，将获得的有效数据匹配在电子地图上，用于显示车辆位置、速度、轨迹及其他相关信息。

3 发展具有我国特色、自主可控的军事物流车载监控系统

在运输定位跟踪技术的基础上，结合RFID技术，采集载运物资信息，可用于物流信息监控，构成物流车载监控系统。依托国家和军队信息基础设施，以信息技术和现代物流理论为支撑，可实时、准确、透明地获取载运物资、车辆位置状态等信息，并对军事物流运输活动进行控制、监督、管理[8]。

近年来，在国家大力推广应用北斗卫星导航定位系统的大背景下，自主导航产业开始进入大规模发展时期。整合各类卫星资源，研发综合集成北斗、GPS、RFID以及通信技术于一体的车载监控系统，应用于军队后勤物流运输领域，对于进一步改进现有军交运输动态监控系统，具有极强的经济和军事效益。因此，发展具有我国特色、自主可控的军事物流车载监控系统，具有广阔的应用前景。图3显示了构建我军军事物流车载监控系统的网络总体设想。军事物流车载监控系统应具备以下功能：

3.1 双模定位

目前，世界上主要有四大卫星导航定位系统：美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧洲的GALILEO系统以及中国的“北斗”系统。经过40多年的实践，GPS系统已发展成为一家独大，集高精度、全球性、全天候诸多优势于一体的无线电导航、定位、授时等多功能系统，因其成熟性和覆盖面广阔，国内大部分车载监控系统也主要应用GPS进行导航定位。同时又看到，GPS系统受美国军方控制，虽然免费向全世界开放了民码，也停止了人为干扰定位精度的SA政策，但美国仍可以随时降低其所认为的对美国存在威胁地区的GPS精度，甚至可以随时停止GPS，或者发送欺骗码予以误导，所以不能自主可控的导航定位系统，其安全性和连续性就没有保证。为摆脱对美国GPS的高度依赖，特别是出于军事应用安全的考虑，我国将北斗卫星导航系统作为国家重大战略基础设施，列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》。近年来，北斗系统及其应用产业成为国家战略性新兴产业，发展十分迅猛，在交通运输、海洋渔业、救灾减灾等生产生活各个领域，为经济和社会发展注入新的活力。发展精确、可靠、自主可控的物流车载监控系统，必须依托我国自建的北斗卫星导航系统。现阶段，建设我军物流车载监控系统可以采用BDS/GPS双模定位的综合方案，即将北斗与GPS系统结合起来，不仅系统的容错性更好，定位精度也可以更高。同时，采用BDS/GPS双模定位还能防止美国未来由于特殊原因比如发生战争冲突，单方面关闭GPS服务对车载监控系统造成影响，保证了物流车载监控系统在我国能够不受外界因素制约，全天候的正常工作，这一点从军事上来看，意义重大。

3.2 多种通信方式

目前，车载监控系统可供选择的通信平台有卫星通信网、集群通信网、移动通信网等多种方案。常规方法是采用移动通信技术作为手段传输车辆和物流信息，其数据传输速度快，基站覆盖范围广，可以满足大范围的数据、语音甚至视频传输需求，是民营物流车载监控数据传输的首选方式。为避免偏远地区因基站数量不足导致传输信息丢失、信号中断，保障车辆监控的连续性和稳定性，特别是在军事应用中，应当备用北斗短报文通信手段，作为车载监控系统的辅助传输手段，通过数据拆分、报文拼接等方法实现中心与终端之间的数据交互。虽然北斗系统用作数据传输途径，其容量和速率有限，但安全性比较高，可靠性好，特别是战时，适用于野外条件下移动通信网络覆盖薄弱、同时又需要军队开展后勤物资运输保障的地方。

3.3 物资信息采集

对于物流车载监控系统而言，其车载终端除了要获取车辆位置、速度信息以外，还应当具备保障物资的信息采集能力。这对于军队准确掌握在运物资信息，实施灵活、准确、敏捷的供应调遣以及库存管理非常重要。未来信息化战争要求建成可视后勤，为部队提供适时、适地、适量的精确保障，那么后勤保障就必须实现保障需求实时可知、保障资源实时可视、保障活动实时可控[9]。而集成RFID物资自动识别技术的物流车载监控系统，可为载运物资可视化提供技术手段[10]。RFID是一种非接触式的射频自动识别技术，可以通过无线射频信号识别货物的电子标签，读写存储在标签芯片内的数据信息[11]。车载RFID读卡器采集到货品信息后，通过车载终端上传到监控中心进行分析与处理，并将信息保存在数据库，用于查询和显示。利用RFID技术对载运物资进行自动化识别，能够有效提高物资识别效率，大大提高军事物流车载监控系统的物资跟踪与追溯能力。

4 结论

近年来，伴随“互联网+物流”理念的飞速发展，智慧物流运输环节的信息化升级改造也在加速推进。综合运用卫星定位系统、无线通信技术、物资自动识别技术，以物流监控平台和车载终端为基本组成的车载监控系统，将开启现代物流信息化建设的重要里程。同样，研制集卫星导航、传感感知、物联可视、远程可控多功能于一体的军事物流车载监控系统，将有助于优化军队后勤补给工作，改善部队后勤工作效率，为指挥官及时、准确、透明地掌握后勤资源和保障状态提供最大的支持和保证。