車載監控系統及其在軍事運輸的應用

雷 超，巫正中

(陸軍勤務學院 軍事物流系，重慶 401311)

隨著科學技術不斷的發展進步，集成高新技術的車載監控系統從無到有，逐漸走進人們生活，走進企業管理，走進各行各業，為生產生活乃至軍隊信息化建設作出貢獻。在信息技術飛速發展的今天，研制自主可控的物流車載監控系統，對于促進物流運輸信息化，特別是實現軍事應用中的可視后勤建設需求，具有重要意義。

1 車載監控系統的歷史與發展

日本建立了道路交通信息通信系統(Vehicle Information and Communication System，VICS)。通過安裝了GPS和GIS電子地圖的車載終端，為用戶收集道路信息、停車場空余車位、擁堵路況、實時交通事故等信息，獲取了不錯的效果[3]。歐盟國家在頒布的《關于公路運輸車輛的終端設備》中提出：所有歐盟成員國客貨運輸車輛上必須安裝和使用智能車載終端[4]。智能車載終端為車主提供實時的車輛運行信息、路況信息，而監控中心能夠精確地顯示車輛所在位置。

在軍事應用上，借鑒沃爾瑪等現代物流公司的高效經營模式，美軍于1992年4月正式提出軍隊全資產可視化計劃 (Army Total Asset visibility，ATAV)。它綜合應用GPS、RFID、衛星通信等先進技術，對傳統物流跟蹤方式進行改革,使得美軍后勤補給能夠獲得更快、更精確的實時信息，實現了對后勤物資的全程追蹤和精確輸送，并在伊拉克戰爭中得到了運用和檢驗。

我國對車載監控系統的研究也始于上世紀90年代。許多高校、企業、科研院所研究將GPS應用于車輛定位導航和監控調度。從一開始的理論探索，到應用產品的實際開發，隨著通信技術的不斷發展，基于GPS和GSM、GPRS、CDMA技術的車載監控系統研發形成了一波發展高潮。繼國外廠商之后，奇瑞、吉利等許多國內車企也相繼開發基于手機APP的車輛遠程監控系統，汽車配備的通訊模塊通過GSM/GPRS網絡將車輛信息傳輸到遠程服務器[5]，用戶通過登錄手機APP可實時查看車輛狀態，甚至可以遠程控制車輛門窗、空調、天窗等車內設備，具備遠程啟動發動機、輔助尋車等功能。3G、4G網絡技術進一步成熟完善以后，衛星導航定位系統與移動無線通信技術相結合的車輛監控系統更是廣泛地應用于交通運輸、道路工程以及其他行業，提供包括物流企業貨運信息查詢，“兩客一?！避囕v安全監控，運鈔車、警車、消防車、救護車等特種車輛的定位與調度，公交車、出租車的運維監管等各類車輛跟蹤與監控服務[6]，極大地提高了國內物流企業運營管理效率，有力地保障了公民財產與生命安全，促進了大眾出行服務的智能化。

我軍按照軍委全面建設現代后勤的戰略構想，充分借鑒吸收國內外關于體系集成、實時可視、精確保障等信息化先進技術理念與保障手段，力促后勤保障由過去的“模糊后勤”向“精確后勤”轉變。特別是在公路軍事交通運輸方面，重點圍繞運輸“保障資源動態可知、保障需求及時掌握、保障計劃輔助生成、保障過程全程可控”的目標，初步建設了軍交運輸動態監控系統，研制和配發使用了軍事物流車載終端，基本實現了對運輸部隊的實時掌握，大大加強了軍交運輸信息化建設，大幅提升了我軍后勤運輸綜合保障實力。

2 車載監控系統的組成與原理

車載監控系統集成衛星定位技術、地理信息技術、無線通信技術、網絡技術于一體，通常由車載終端設備、通信傳輸網絡以及遠程監控中心組成，系統總體構架如圖2所示。

車載監控系統主要是通過車載終端獲取車輛地理位置、運行速度、運動方向等狀態信息，信息數據經過編碼后，經由無線通信鏈路實時地發送到遠程監控中心[7]。遠程監控中心接收車載終端發送的數據后，將數據存入數據庫，作為數據源用于監控中心和用戶查詢，以及匹配電子地圖，用以實現車輛信息的在線可視化。

具體來講，實現遠程監控中心對車輛的動態監控，主要包括數據采集、數據發送、數據接收、數據解析、數據存儲、數據訪問與顯示等一系列數據處理流程。

1) 數據采集。車載終端通過衛星導航定位模塊獲取車輛位置、速度、時間等信息，通過傳感器采集車輛參數、載運物資、司機以及其他信息。

2) 數據發送。車載嵌入式微處理器對獲取的各類數據進行處理，提取出有用信息，并按照擬定的數據協議打包數據，經過加密后通過無線通信網絡發送到遠程監控中心。

3) 數據接收。遠程監控中心接收到車載終端發送的數據包后，對其進行校驗，校驗通過的數據再進行解密。如果校驗未通過，說明數據在傳輸過程中出現了丟失、損壞或者篡改、破壞，壞數據將被丟棄。

4) 數據解析。遠程監控中心按照擬定的數據協議，對解密后的數據進行解析，提取出各類信息，轉換為需要的數據格式。

5) 數據存儲。遠程監控中心對解析后的數據進行二次篩選，將合格的數據存入對應的數據庫表格中，作為數據源用于數據查詢和使用。

6) 數據的訪問及顯示。為實現車輛監控的可視化，遠程監控中心實時連接和訪問數據庫，將獲得的有效數據匹配在電子地圖上，用于顯示車輛位置、速度、軌跡及其他相關信息。

3 發展具有我國特色、自主可控的軍事物流車載監控系統

在運輸定位跟蹤技術的基礎上，結合RFID技術，采集載運物資信息，可用于物流信息監控，構成物流車載監控系統。依托國家和軍隊信息基礎設施，以信息技術和現代物流理論為支撐，可實時、準確、透明地獲取載運物資、車輛位置狀態等信息，并對軍事物流運輸活動進行控制、監督、管理[8]。

近年來，在國家大力推廣應用北斗衛星導航定位系統的大背景下，自主導航產業開始進入大規模發展時期。整合各類衛星資源，研發綜合集成北斗、GPS、RFID以及通信技術于一體的車載監控系統，應用于軍隊后勤物流運輸領域，對于進一步改進現有軍交運輸動態監控系統，具有極強的經濟和軍事效益。因此，發展具有我國特色、自主可控的軍事物流車載監控系統，具有廣闊的應用前景。圖3顯示了構建我軍軍事物流車載監控系統的網絡總體設想。軍事物流車載監控系統應具備以下功能：

3.1 雙模定位

目前，世界上主要有四大衛星導航定位系統：美國的GPS系統、俄羅斯的GLONASS系統、歐洲的GALILEO系統以及中國的“北斗”系統。經過40多年的實踐，GPS系統已發展成為一家獨大，集高精度、全球性、全天候諸多優勢于一體的無線電導航、定位、授時等多功能系統，因其成熟性和覆蓋面廣闊，國內大部分車載監控系統也主要應用GPS進行導航定位。同時又看到，GPS系統受美國軍方控制，雖然免費向全世界開放了民碼，也停止了人為干擾定位精度的SA政策，但美國仍可以隨時降低其所認為的對美國存在威脅地區的GPS精度，甚至可以隨時停止GPS，或者發送欺騙碼予以誤導，所以不能自主可控的導航定位系統，其安全性和連續性就沒有保證。為擺脫對美國GPS的高度依賴，特別是出于軍事應用安全的考慮，我國將北斗衛星導航系統作為國家重大戰略基礎設施，列入《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》。近年來，北斗系統及其應用產業成為國家戰略性新興產業，發展十分迅猛，在交通運輸、海洋漁業、救災減災等生產生活各個領域，為經濟和社會發展注入新的活力。發展精確、可靠、自主可控的物流車載監控系統，必須依托我國自建的北斗衛星導航系統。現階段，建設我軍物流車載監控系統可以采用BDS/GPS雙模定位的綜合方案，即將北斗與GPS系統結合起來，不僅系統的容錯性更好，定位精度也可以更高。同時，采用BDS/GPS雙模定位還能防止美國未來由于特殊原因比如發生戰爭沖突，單方面關閉GPS服務對車載監控系統造成影響，保證了物流車載監控系統在我國能夠不受外界因素制約，全天候的正常工作，這一點從軍事上來看，意義重大。

3.2 多種通信方式

目前，車載監控系統可供選擇的通信平臺有衛星通信網、集群通信網、移動通信網等多種方案。常規方法是采用移動通信技術作為手段傳輸車輛和物流信息，其數據傳輸速度快，基站覆蓋范圍廣，可以滿足大范圍的數據、語音甚至視頻傳輸需求，是民營物流車載監控數據傳輸的首選方式。為避免偏遠地區因基站數量不足導致傳輸信息丟失、信號中斷，保障車輛監控的連續性和穩定性，特別是在軍事應用中，應當備用北斗短報文通信手段，作為車載監控系統的輔助傳輸手段，通過數據拆分、報文拼接等方法實現中心與終端之間的數據交互。雖然北斗系統用作數據傳輸途徑，其容量和速率有限，但安全性比較高，可靠性好，特別是戰時，適用于野外條件下移動通信網絡覆蓋薄弱、同時又需要軍隊開展后勤物資運輸保障的地方。

3.3 物資信息采集

對于物流車載監控系統而言，其車載終端除了要獲取車輛位置、速度信息以外，還應當具備保障物資的信息采集能力。這對于軍隊準確掌握在運物資信息，實施靈活、準確、敏捷的供應調遣以及庫存管理非常重要。未來信息化戰爭要求建成可視后勤，為部隊提供適時、適地、適量的精確保障，那么后勤保障就必須實現保障需求實時可知、保障資源實時可視、保障活動實時可控[9]。而集成RFID物資自動識別技術的物流車載監控系統，可為載運物資可視化提供技術手段[10]。RFID是一種非接觸式的射頻自動識別技術，可以通過無線射頻信號識別貨物的電子標簽，讀寫存儲在標簽芯片內的數據信息[11]。車載RFID讀卡器采集到貨品信息后，通過車載終端上傳到監控中心進行分析與處理，并將信息保存在數據庫，用于查詢和顯示。利用RFID技術對載運物資進行自動化識別，能夠有效提高物資識別效率，大大提高軍事物流車載監控系統的物資跟蹤與追溯能力。

4 結論

近年來，伴隨“互聯網+物流”理念的飛速發展，智慧物流運輸環節的信息化升級改造也在加速推進。綜合運用衛星定位系統、無線通信技術、物資自動識別技術，以物流監控平臺和車載終端為基本組成的車載監控系統，將開啟現代物流信息化建設的重要里程。同樣，研制集衛星導航、傳感感知、物聯可視、遠程可控多功能于一體的軍事物流車載監控系統，將有助于優化軍隊后勤補給工作，改善部隊后勤工作效率，為指揮官及時、準確、透明地掌握后勤資源和保障狀態提供最大的支持和保證。