电信GPS管理信息系统平台方案.doc

电信GPS管理信息系统平台方案
电信局GPS管理信息系统平台
方案书

本系统的建设目标是打造一个专业的GPS监控调度管理服务平台，强化对电信局车辆的管理和监督，更好的确保车辆驾驶员的行车安全，有效的利用各种资源提供各类增值信息服务。
1.实现车辆智能化管理与调度。实时“可视化〞跟踪监控所有在线运营的车辆，
提供智能化的调度策略，充分合理调度运力资源。
2.实现安全管理。提供报警、求助、救援、单向监听、双向喊话等功能，使报
警中心/调度中心在第一时间掌握车辆和司乘人员状况，以便及时采用措施。
3.实现稽查管理。提供车辆、人员的无线查询，可以为系统里的任何一辆车辆
提供某历史时段运行数据的查询和回放，为稽查提供依据。
4.系统接口开放、兼容性好、可扩展。可以扩展支持基于TCP/IP的各种无线
通信协议和各种品牌车载设备的接入；系统功能和容量可升级与扩展。
5.提升服务质量、增加利润增长点。实现成本中心到运营中心的转变，提升服
务水平，面向更多企业，展开新的增值服务，实现客制化的服务。

电信局所建立的GPS系统平台的服务对象不仅能为本行业对象服务，还可以与相关职能部门的管理系统兼容，同时也能将行业信息在网上公布，方便有权限的用户和车辆监控和管理本单位车辆。所以系统调度管理部分及GIS的功能可采纳C/S结构，以适应不同的业务应用必需求，而WEB公布则采纳B/S结构。因此本项目应采纳B/S及C/S混合操作模式。

整个系统以成熟的GIS地图引擎为基础，数据库、开发运行平台均采纳高性能、高可靠性、高兼容性、高开放性的技术。整个系统既反应当今科技的先进水平，又具有发展潜力，确保系统在较长时间内不被淘汰。

本系统是一个长期运行的系统，确保系统稳定可靠的运行时首先必需要合计
的。制按时要充分合计后备以及灾难恢复系统，降低系统的复杂性，集中管理，可用性强，做到多个应用中出现一个故障时，不影响其他应用持续运行，并且能够很快的排除故障恢复正常运行。该系统应具有很高的稳定性，可7*24小时每周无故障运行。

GPS系统平台强调规范化和标准化，主要从软件制定、编码、数据交换接口等方面要求规范和标准，从而为系统的维护及后续的扩展提供确保。整个系统既能充分体现快速反应的特点，又能便于工作人员进行业务处理和综合管理，便于领导层、管理层及时了解各项统计信息和决策信息。整个内部网络传输采纳标准的TCP/IP协议，其他的系统也采纳相应的工业标准，充分确保系统的开放性。

系统包涵了多源、异构信息，如车辆实时位置数据、车辆内部影音数据、调度管理信息、增值业务信息等，同时系统的用户层次多样，因此要求能够实现各类数据的有效分析及直观表达。
系统的开发必需以有用为本，为车辆管理提供有用的支持手段。为减轻工作人员的劳作强度，提升工作效率，有用化是首先合计的目标，力求简单易学、操作方便。

系统涉及到多种应用系统模块，所以必需易于维护，应提供相应的测试、调试和管理软件。

系统还要进行二期工程建设，应用不断深入完善，因此必需合计系统的可扩充能力和维护能力，确保应用的连续运行。系统采纳的所有硬件、软件必需合计足够的容量可扩展性要求，系统的信息要素、分类编码、功能模块和数据结构都采纳标准化的模块制定，应能够满足系统将来发展和扩充的必需要。

《GB/T16712-1977同步数字体系〔SDH〕复用设备技术要求》
《YDN 086-1998 SDH传送网网络管理技术体制》
《YDN 027-1997 SDH传输技术要求-环形网》
《工业企业通信制定标准》GBJ42-81
《工业企业通信接地制定规范》GBJ79-85
《陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法》GB 15540-1995
《汽车行驶记录仪》GB/T 19056-2003
《汽车GPS导航系统通用规范》GB/T 19392-2003

〔1〕开发标准
《软件开发规范》GB 8566-1988
《信息处理—按记录组处理顺序文卷的程序流程》ISO 6593-1985
《信息技术软件生存期过程》GB8566－1995
〔2〕文档标准
《信息处理——数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序络图和系统资源图的文件编制符号及约定》GB1526－1989
《计算机软件产品开发文件编制指南》GB 8567-1988
《计算机软件必需求说明编制指南》GB 9386-1988
《计算机软件测试文件编制指南》GB 9385-1988
《软件工程术语》GB/T11457－1995
《软件文档管理指南》GB/T16680-1996

《规定与质量有关的术语》ISO 8402
《质量管理和质量确保标准》ISO 9000-3
《可靠性管理标准ISO》DIS 9000-4
《对ISO9000-3未具体示出的软件质量特性规定标准》ISO/IEC 9126
《对质量体系核查指南中核查步骤的规定》ISO 13011-1
《软件配置管理》ISO/TC 176
《软件维护指南》GB/T14079－1993
《计算机软件可靠性和可维护性管理》GB/T14394-1993
《计算机软件单元测试》GB/T15532－1995
《信息技术软件产品评价质量特性及其使用指南》GB/T16260-1996
《信息技术软件包质量要求和测试》GB/T17544-1998
《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92
《计算机信息系统安全保护条例》

可以进行用户和车辆自定义分组管理。系统按照两级管理和三级使用的方式进行用户设置，即省局和各地市局〔含机动通信部〕两级可通过C/S的客户端进行车辆管理，同时，省局、各地市局〔含机动通信部〕、分局〔含维护中心〕三级可以通过浏览器对平台进行浏览访问。

供车辆管理人员、系统管理员公布重要的车辆管理信息、车辆调度信息和软件升级信息等。信息内容有公布人、单位、时间、主题和内容，可带文件附件3个以内。
用户可公布面向全省公开的信息，也可公布仅所在单位用户可见的信息。

〔1〕地图常规查看功能：扩展、缩小、移动、全图查看、距离测算、局部生成图片。
〔2〕地点方位查询：可以对地图中的对象进行模糊查询，对查询结果可以在地图上直接跳转和定位。
〔3〕电子地图比例尺要求不低于：全国地图为1:100万，湖北省图：1:25万，
城市图1:1万。
〔4〕电子地图可以由用户进行编辑〔包括对已有图层的编辑和增加新的图层〕。〔5〕提供电子地图的升级功能，至少每年对本项目用到的所有的电子地图更新一次。
〔6〕投标方须协助招标方利用本系统绘制湖北省光缆线路图。

这是系统的关键功能实现，相关的车辆设置应可由用户进行群组设置或者单辆车设置。
4.4.1. 跟踪监视功能
能实时的监视车辆运行状况，并可锁定跟踪任意一辆车的运行状况。系统能够实时地将每一车辆的准确位置在电子地图上标示出来，从屏幕上可以直观地看到指定车辆的行驶状况：速度、车牌号、驾驶员信息，该信息与车辆标志一起动态移动。
其中省局用户可以看到全省所有车辆的运行状况，而地市州局、机动通信部等用户仅仅可以看到所在单位的车辆运行状况。
4.4.2. 记录回放功能
系统对车辆的每次运行都有完整的记录，回放记录可以了解当时车辆的行驶状况以便于事后分析。记录的数据坚持三个月以上。
4.4.3. 多级目标监控
定位监控中心可以同时显示多个车辆的位置，实现目标显示的“画中画〞功能，管理人员可以全面的监控各个车辆的实时运行状况，关于某个定位目标监控管理员也可以切换到具体查看状态。
4.4.4. 车辆越界报警
系统可以灵活设定区域报警规则，能对全省每辆车设置不同的越区报警的门限。且每辆车均可按权限进行报警区域的设置，并与综合信息平台中马上开发的派车流程结合在一起来自动推断是否非法出车。
所有的设置均应有群设功能，但也可以有个性化设置的功能，即每辆车可设置完全不同的报警门限。
车辆的区域必需可以进行模板定制，越界报警的方式有如下：
●道路偏离报警：系统可以实现为不同的车辆规划不同的行车路线的功能，在实际运行过程中一旦车辆偏移道路一定的范围，相关的监控中心系统中会自动报警提示。
●道路未行驶完成报警
系统可以实现为不同的车辆规划不同的行车路线的功能，假设车辆在规定的时间内未完成到该道路的终点，则相关的监控中心系统中会自动报警提示。
●区域报警：系统可以规划“矩形报警区域〞、“圆形报警区域〞和“多边形报警区域〞等不同方式。
区域可以预先定制、修改，每一个区域必需要有区域名称、区域范围等信息，可以依据区域名称查询到区域信息，便于进行派车设定车辆行车区域。
4.4.
5. 车辆超速报警
系统可以灵活设定超速报警规则，能对全省每辆车设置不同的超速报警的门限。且每辆车均可按权限进行警告车速的设置。
所有的设置均应有群设功能，但也可以有个性化设置的功能，即每辆车可设置完全不同的报警门限。
超速报警中的车速应取瞬速，或者在依据车行一秒内的平均速度计算。
4.4.6. 无派车单报警
全省所有车辆必需有派车单方能出行。假设无派车单出车，系统自动报警。系统必需要具备派车流程功能。
报警显示系统的报警信息可以自动依据设定以短信等方式发送给相关管理人员。

对装有防盗系统的车辆，可实现远程关油关电熄火功能。但此功能必需有较高权限的人员才干操作。
定位监控中心可以人为地对报警目标采用一定的防抢措施，如遥控熄火、断油断电等。
系统应具备此项功能，但初期安装时不启用此项功能。

系统提供灵活丰富的手段进行车辆行车路线的调度与管理。监控管理员可以为不同的车辆制定不同的固定行车路线方案，常规状况下，车辆必需按照这个路线行进，如果出现偏差系统会自动报警并且记录下轨迹偏差的范围和时间，以便实时查看和日后分析。
行车路线可以预先定制、修改和储存，每一条路线必需要设置的属性有：路线名称、路线范围、运行时长〔分钟〕、所在单位〔假设车辆属于分局或维护中心使用，是所在分局的名称，假设车辆属于地市州局使用，则为地市州局名称，假设车辆属于省传机关使用，则为省传机关名称〕等信息，可以依据路线名称查询路线信息，可以在派车时候依据路线名称指定车辆的行车路线。

系统实现派车管理，与报警功能结合。省局用户、地市州局、机动通信部用户可以进行派车，分局和维护中心用户只可以申请派车。派车可通过浏览器实现申请、审核和审批，最后由车辆管理员指定车辆的行驶区域、线路、速度、驾驶员、行驶的时长。派车过程必需要有直观的流程监控图。共有三个流程：省传机关派车流程、机动通信部和各地市州局派车流程，分局和维护中心派车流程。
三个流程图分别描述如下：

图2：省局车辆派车流程示意图图3：地市局〔机动部〕派车流程示意图

图4：分局〔维护中心〕派车示意图

系统可以按管理人员设置的任意时段，对违规车辆进行自动统计汇总、并自动按人为任意设定的周期公布于信息平台上。汇总表中包括车号、驾驶员、违规时间、违规事项、数据〔如：车速多少、越区距离、里程〕等等。特别对存在问题的车辆生成具体报表。
系统可以自由的按驾驶员、车号、单位〔地市州局、机动通信部、卫星通信局、省传机关〕、违规原因、行车路线等不同的要求生成违规报表，按月生成的车辆违规报表如下，注意单位是指车辆使用的市州局、机动通信部、卫星通信局、省传机关的名称：

系统可以依据行车路线按月生成行车路线执行状况的报表，注意“单位〞项，假设车辆属于分局或维护中心使用，是所在分局的名称，假设车辆属于地市州局使用，则为地市州局名称，假设车辆属于省传机关使用，则为省传机关名称，报表如下：

报表按月自动生成，按管理权限可以在局域网上查询，相关数据可以为运维部、安保部、综合部作为费用预算、工作量管控的依据。省局可以查询全省车辆
的统计分析数据，并可按单位、车辆进行分类汇总。如下表所示：

本系统应提供完善的日常管理功能，满足系统管理维护的必需要。主要包括系统数据库的备份和恢复、地图的编辑和备份与恢复等功能。
权限管理方面，按照系统安全性的制定原则，系统必需要有完整的、统一的用户权限管理机制，防止非法访问、越级访问和非法操作，同时提供安全日志的功能。在权限管理上，在安全等级、交叉验证、网络安全等各个环节应必需要采用有力的安全确保措施，非法用户不能进入，系统中的数据不会被非法窜改。

所有操作人员在系统中所作的“写〞操作，必需要有具体的系统操作日志，日志至少包括：操作人员、操作动作、操作内容、操作时间。

系统用户密码必需为6位以上才有效，并且90天过期，即用户每90天必需改换密码一次。

系统与综合信息平台存在接口，要求系统提供待办事宜的查询接口，提供车辆在指按时间范围内状态查询接口，接口以WebService的方式提供。
要求将各模块接口封装成不同的服务方便内部模块以及外部系统的调用，实
现与综合信息平台系统的接口互联和信息交互，可实现与综合信息平台的单点登录。

系统可为日后巡检系统、资源管理系统提供扩展余地，厂家须提供定制开发。

●系统的制定与建设将针对车辆的监控调度管理，通过对用户必需求的分
析，提供有效的应用模式，规划合理的应用系统软件平台，提出切实可
行的系统集成方案。
●着眼于车辆业务的将来发展，充分合计系统建设不仅是满足现有的车辆
业务必需要，更必需要能够为后续信息化、客制化的建设提供基础。
●软硬件协调建设，即在进行软件开发的时候，同时要合计硬件产品的支
持。●系统的制定和开发基于空间信息技术、动态数据管理技术，为此既必需要
合计数据库在数据管理、操作和接口等方面对系统组成上的技术要求，
也必需要合计与现有系统、二期的决策支持系统的集成及接口规范。
●采纳成熟的、流行的GIS平台和数据库管理系统为图文后台支撑系统，
通过空间数据与元数据的互相关联，以网络技术、B/S、C/S应用技术为
基础，进行系统集成。由于C/S工作方式本身具有较高的安全性，因此
车辆监控、调度管理呼叫、数据库的维护管理采纳C/S方式进行，在应
用程序中直接对数据库进行操作。关于各车辆的下属车辆查询显示，由
于用户数量较多且分布范围较广，采纳B/S模式，能在Internet/Intranet
下满足用户的查询必需求。
●GPS技术与数据库应用相结合。但是从系统的总体目标来看，3S技术
的应用将是系统的核心应用，具有不可替代的地位与作用。因此，我们
在制定中，从总体目标出发，以3S与数据库的一体化应用为原则，在
软件平台选型、数据库制定、应用系统制定等方面进行综合合计。
●系统基于当前流行的组件技术，并采纳面向对象的软件工程技术，以有
利于系统升级、功能的扩展与延伸。
●数据安全性高。数据在应用过程中具有很强的安全性，应此必需要有相应
的安全措施。
●开放性、标准化。电信局GPS系统平台要实现车辆车辆位置信息和其他
相关信息的收集、查询、分析、应用、管理等各环节的任务，必需要开放
式、标准化的软件制定思路来满足当前的必需求，同时又能适应今后新技
术的引进、开发和推广与扩充，从系统开发角度来看也有必要建立必要
的项目开发标准或规范，确保系统的成功实施。

本制定书的规划和实现方法基于以下几点：
工作模式
●车载终端的定位方式：GPS
●车载终端的通讯方式：
●语音：GSM语音信道通讯
●数据：GPRS方式为主〔兼容CDMA/GSM方式〕传输车载终端的位置
●信息和其他信息上传以及调度监控中心的调度指令下传。
系统容量
依据招标文件要求，系统容量为1千台内，车载GPS终端空车每20秒发送一次定位信息到GPS系统平台。报警发生的概率较低，故在对数据的分析计算中忽略不计。
5.2.1. G PRS流量分析
对车辆的通信量按峰值,即每20秒发一次定位信息到GPS平台进行估算,计算流量如下：
〔单位：条协议〕

以上计算的是GPRS的流量，实际值取决于车辆的实际运营状况，但制定阶段以此为准，确保有足够的处理能力。
由于不同型号的GPS终端发送的协议数据量不等，按52字节/条计算，GPRS 数据量约：
52字节/条*100条/秒= 5200字节〔byte〕/秒≈
5.2.2. 数据存储量分析
数据包括：车辆资料数据、车载终端数据、调度信息数据、车辆定位数据、影音图像数据。车辆资料和车载终端数据的变化不是很大，数据量也不大，但调度信息数据、车辆定位数据、影音图像数据尤其是车辆定位数据、影音图像数据大而且是不断增大。
按系统2000台的容量计算，车辆资料和车载终端数据每辆车综合为2K Bytes，所以存储车辆资料和车载终端数据为80M Bytes 。
按GPRS流量的计算，天天通信量为864万条协议，每条的数据量为52 Bytes 转成数据库存储后估计位100Bytes，天天存储的车辆定位数据约为:〔100 Bytes*8,640,000〕/1024/1024/1024 = 0.8G Bytes
储存90天的车辆定位数据约为7.2G Bytes.
数据库必需要有较大的事物处理能力，因为GPS定位数据是连续、不间断的插入，并且客户有各种各样的复杂数据查询。我们采纳TPC-C的tpmc作为衡量事物处理的标准〔每分钟的事物处理量〕。合计各种影响因素，制定阶段可按4个tpmc相当于一条记录处理来估算。则：

5.2.3. 网络流量分析
合计到还必需要传输影音数据和网络堵塞、12套分控、1套总控数据传输，按定位数据的传输有效性：
有效数据量＝41.6 + 41.6 *13 = 580Kbps
占用带宽15%后带宽＝580 / 0.15 ≈4Mbps
所以监控中心的网络带宽应至少有4Mbps。
按前文对GPRS流量分析及合计到今后系统的扩展必需求，监控平台网络采纳4M带宽足以满足要求。

服务器操作系统我们一般选择Windows 2003 Server标准版。微软公司是世界上著名的软件公司，其个人操作系统占有统治地位，Windows 2003 Server标准版是一款企业级的服务器操作系统，具有稳定可靠易于维护的特点，企业级应
用的首选系统。
选择微软产品，具有优良的性价比，并且售后服务能得到及时有效确保。

数据库管理平台应支持业界公认的体系标准，采纳关系数据库管理系统MS SqlServer2000。

WDALWS网络服务系统-通讯子系统服务系统, 采纳UDP协议监听监控终端实时通讯信息，并依据协议规则模块判定协议有效性，然后依据相应规则进行数据存储和转发。

通讯服务系统有以下几部分组成：
●数据汇合/派发服务
处理各个事务代理层模块发来的指令，如果是发往移动端的控制指令，则查找该移动端对应的通讯抽象层，并将指令发往该通讯抽象层模块。
汇合各通讯抽象层接口发来的数据，依据各个事务代理层模块要求转发给各个事务代理层模块。
●通讯抽象层
通讯抽象层解释数据汇合/派发服务发来的指令，将它翻译成硬件可以熟悉的指令格式，并通过相应的通讯链路〔串行口，并行口，TCP / IP , X.25 ) 将该指令转变成为与移动端发生的实际的通讯行为。
●数据分析
处理所有接收到的通信信息，自动分析数据类型，将有效数据存储于各类数据库中，等待系统的进一步处理。
●事务代理层
事物代理层是数据汇合/派发服务的直接客户，而它的客户为诸如专用监控
端等最终用户程序。
它处理最终用户发来的请求，翻译并发给WDALWS的各子系统；WDALWS 的各子系统发出的数据，它会自动的翻译并转发给最终用户；并处理诸如登录系统，回放历史轨迹，日志处理等与业务相关的工作。
●综合业务服务
综合业务服务处理轨迹分析服务发来的业务请求，并转给空闲的监控端处理；综合业务服务接收监控中心发来的业务请求，并转给空闲的监控端处理；综合业务服务必需要同时处理数据和语音。

●多种通信方式：
通过模块化制定，利用独立的通信驱动库，可以在不影响核心和业务模块的基础上，支持各种通信方式。所有通信驱动程序都遵守相同的驱动库规范，可靠性、可维护性、可扩展性大大提升。与通信方式弱相关的运行方式使WDALWS 的用户可以低成本，且不中断运行就可以支持新的通信方式，有效的降低了用户的运营、维护成本，确保了用户的投资。
●多种定位方式：
与通信驱动库相同，WDALWS的通信子系统同时拥有定位模式库。在遵守相同的库规范的前提下，定位模式程序易于编写，维护。现支持的定位方式有：GPS 定位、MPC ( GSM 基站〕定位。
定位模式弱相关的特性赋予了WDALWS通信子系统强大的扩展性能，面对各种定位模式，WDALWS可综合使用，系统灵活性极深。
●多种车载终端接入：
任何一种车载终端无非是定位模式与通信方式的结合体，WDALW的通信子系统在拥有通信驱动库和定位模式库后，车载终端驱动程序的编写变得非常简单；车载终端与WDALWS几乎无关，面对复杂多变的车载终端市场，可灵活、低成本的接入各类车载终端，从而以最低成本来支持最多数用户成为可能。
●海量移动终端支持：
通过优化核心算法，使用高效的编译工具，可充分挖掘操作系统的潜力。在硬件条件满足要求的前提下，WDALWS服务器通过多级或并行互连方式，可接入用户数几乎不受限制。
●灵活的业务定制功能：
业务模块完全独立，通过一系列预先制定好的通信协议，可在不影响核心模块的前提下，进行业务定制，业务模块独立后，摆脱了复杂的业务定制的核心和通信模块，可以更加简洁、高效，运行稳定性大大提升。同时业务模块的定制完全以业务为中心，可是定制工作变得非常简易，从而将定制成本降至最低。

WDALWS网络服务系统_车辆监控子系统是采纳GPS全球卫星定位系统、GPRS通讯技术、GIS地理信息系统和计算机网络通信与数据处理技术开发出的监控管理系统。通过该系统，可以远程监控所有在GPRS网络覆盖范围内的特定移动目标。本系统由车载设备和监控中心两大部分构成，两部分之间采纳无线数字方式双向通讯。各车通过车载设备将GPS的卫星定位信息发往监控中心，在监控中心的电子地图上实时显示出各车所处实际位置，一旦出现紧急状况，启动报警装置后，监控中心马上显示出车辆的运行状况、出事地点，车辆人员等信息。
系统特点:
支持多种现有的无线通信方式
●支持多种GPS车载单元的混合使用，可以适用不同的通信方式、用户的不同
要求。
●监控中心系统支持多级、多个分中心，最多达32个一级分监控中心，扩展
灵活便捷。
●快速、实时的GPS监控GIS软件，针对GPS监控必需求进行了专门的优化，
快速的检索、漫游极大地提升了项目应用的系统性能。
●可靠的提供纯INTERNET查询服务系统，入网用户能对车辆位置进行查询，
修改消息发送频率，修改个人注册信息，并且察看车辆历史数据。
5.3.5Web GIS 平台
系统提供WEBGIS支持，将平台的部分功能和相关动态信息公布至互联网
上，供有权限的用户使用及各车辆监控本单位车辆和乘客自主查询和服务。
●系统包括Web 上的地图服务和定位服务，所以要有一种Web 上的GIS 平
台。武大卓越公司紧跟最新技术，推出了自主版权的用于Internet 和Intranet 的应用服务器级产品WDALWS网络服务系统-地图服务子系统，通过地图实现数据可视化，显示数据之间的关系和发展趋势，为用户提供一种优良的决策支持手段。WDALWS网络服务系统可以适用大数据量的访问以及海量数据的查询。同时，WDALWS网络服务系统利用WEBSERVICE技术，可以与其他许多数据源进行连接。解决了建设方将来不同部门不同系统提供的不同数据。
●WDALWS-地图服务子系统的主要功能：通过本系统，用户可以在
Internet/Intranet上公布基于电子地图的应用系统。所有的终端用户只必需在自己的机器上安装浏览器即可访问存放在服务器端的空间数据，用户可以很方便地对地图进行扩展、缩小、漫游、查询、统计等操作。此外，WDALWS-地图服务子系统还提供了许多强大的地图化功能满足用户的不同层次的必需要，包括：路径分析、图层控制、查找、访问各种数据源、访问各种IMS系统等。

依据系统容量，为了避免出现通信服务器载荷过于集中而造成的服务器响应迟钝现象，构建系统网络时必需要合计通信服务器的负载均衡。
负载均衡〔Load Balance〕建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、强化网络数据处理能力、提升网络的灵活性和可用性。
负载均衡有两方面的含义：首先，大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间；其次，单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，返回给用户，系统处理能力得到大幅度提升。

下面这几项都是我们在引入均衡方案时可能要合计的问题：

性能是我们在引入均衡方案时必需要重点合计的问题，但也是一个最难把握的问题。衡量性能时可将每秒钟通过网络的数据包数目做为一个参数，另一个参数是均衡方案中服务器群所能处理的最大并发连接数目，但是，假设一个均衡系统能处理百万计的并发连接数，可是却只能以每秒2个包的速率转发，这显然是没有任何作用的。性能的优劣与负载均衡设备的处理能力、采纳的均衡策略息息相关，并且有两点必需要注意：一、均衡方案对服务器群整体的性能，这是响应客户端连接请求速度的关键；二、负载均衡设备自身的性能，避免有大量连接请求时自身性能不够而成为服务瓶颈。有时我们也可以合计采纳混合型负载均衡策略来提升服务器群的总体性能，如DNS负载均衡与NAT负载均衡相结合。另外，针对有大量静态文档请求的站点，也可以合计采纳高速缓存技术，相对来说更节省费用，更能提升响应性能；对有大量ssl/xml内容传输的站点，更应合计采纳ssl/xml加速技术。

IT技术日新月异，一年以前最新的产品，现在或许已是网络中性能最低的产品；业务量的急速上升，一年前的网络，现在必需要新一轮的扩展。合适的均衡解决方案应能满足这些必需求，能均衡不同操作系统和硬件平台之间的负载，能均衡HTTP、邮件、新闻、代理、数据库、防火墙和Cache等不同服务器的负载，并且能以对客户端完全透明的方式动态增加或删除某些资源。

均衡解决方案应能灵活地提供不同的应用必需求，满足应用必需求的不断变化。在不同的服务器群有不同的应用必需求时，应有多样的均衡策略提供更广泛的选
择。

在对服务质量要求较高的站点，负载均衡解决方案应能为服务器群提供完全的容错性和高可用性。但在负载均衡设备自身出现故障时，应该有优良的冗余解决方案，提升可靠性。使用冗余时，处于同一个冗余单元的多个负载均衡设备必需具有有效的方式以便互相进行监控，保护系统尽可能地避免遭受到重大故障的损失。

不管是通过软件还是硬件方式的均衡解决方案，我们都希望它有灵活、直观和安全的管理方式，这样便于安装、配置、维护和监控，提升工作效率，避免差错。

由于大多数GPS终端在设置连接地址时仅支持输入IP地址，为了在终端配置的时候方便，可填写统一的IP地址，这就要求在通信系统中实现负载均衡，使终端上传的信息可以分别由4台通信服务器共同承当。综合以上合计，通信系统采纳NAT方式来实现负载均衡是较好的选择。
NAT〔Network Address Translation 网络地址转换〕简单地说就是将一个IP 地址转换为另一个IP地址，一般用于未通过注册的内部地址与合法的、已获注册的Internet IP地址间进行转换。适用于解决Internet IP地址紧张、不想让网络外部知道内部网络结构等的场合下。每次NAT转换势必会增加NAT设备的开销，但这种额外的开销关于大多数网络来说都是微不够道的，除非在高带宽有大量NAT请求的网络上。
NAT负载均衡将一个外部IP地址映射为多个内部IP地址，对每次连接请求动态地转换为一个内部服务器的地址，将外部连接请求引到转换得到地址的那个服务器上，从而达到负载均衡的目的。
NAT负载均衡是一种比较完善的负载均衡技术，起着NAT负载均衡功能的设备一般处于内部服务器到外部网间的网关位置，如路由器、防火墙、四层交换机、专用负载均衡器等，均衡算法也较灵活，如随机选择、最少连接数及响应时间等来分配负载。
下列图为NAT方式实现负载均衡的示例图：

在进行全系统体系结构制定之前，我们首先要分析车辆汽车GPS系统平台的组成：本系统主要由采集层、网络层、数据层、应用层、表示层、接口层、支撑层七个部分组成。

本平台信息采集主要由3个方面组成：
1.车载终端自动传输到监控中心的车辆地理位置信息及车辆状态信息；
2.与上级管理平台和其他相关管理部门的平台交流获得的信息；

数据层通过建立所有与行业相关的数据的模型或结构，使应用层能够更方便、更快捷地获得各种相关信息，产生各种车辆行业应用。因为面对的是海量的异构的数据，还要兼顾直接的面向信息的应用。此外，数据结构的建立必需遵循相关标准，以便为上级或下级系统提供数据接口。

应用层建立在数据层的基础之上，提供车辆行业管理的各种应用功能。如车辆位置信息服务、统计分析、车辆轨迹回放、车辆状态查询等。应用层通过充分利用数据层的数据以及最先进的信息技术如GPS等，建立完备的车辆管理服务平台，从而能够更好的为市民、驾驶员和行业管理规划服务。

表示层以浏览器为载体，直接向各级人员提供其所必需要的相关功能或信息服务。

接口层通过向各类管理系统提供网络接口、数据接口和系统接口使各类信息得到充分共享，成为一个有机的整体。

支撑层通过相关的标准体系以及最新的技术，确保整个系统安全、稳定、有效的运行。

在初步制定阶段，经过分析，结合软件技术平台的选择，系统的技术体系结构如下列图所示图：

系统的技术体系结构图

用户层实现决策支持各系统的应用操作和表达，直接面向各种不同层次的用户，制定中尽可能采纳流行的浏览器模式，使表达风格和操作风格一致。由
于系统用户多数不熟悉GIS系统，所以用户层的界面应简洁明了，可视化程度
高。各子系统的功能既相对独立又彼此通过数据的空间属性和属性代码关联起来。同时，通过用户层的下层功能组件重组，可建立各子系统的连接和功能调用，实现子系统间的信息交互和共享。

User
User User
相关数据库应用层

中间层数据层

空间数据库
应用层是各子系统功能逻辑组件的集合。由于组件制定独立于系统，因此，系统的功能扩充性较好，有利于系统的开发和维护。鉴于本系统实现的是C/S 和B/S 混合模式，系统制定上采纳了多级对象式体系结构完成管理查询工作。用于WEB 公布的相关数据采纳WebService 技术统一封装，GIS 功能利用组件时技术实现功能的分解，将不同的功能封装为不同的组件，方便功能的扩展和修改，便于实现系统的集成。

系统的数据层由综合数据库，包括地图空间属性数据库、车辆轨迹数据库和其它相关信息数据库等，构成了系统的数据层。该层与信息采集和信息接收
处理子系统紧密联系，支持、实现系统各种既定功能对数据的必需求。

本系统中，由GPS技术、.NET技术以及GIS等技术构成技术支撑层，使系统在技术层次和应用层次上都能够达到很好的效果。

系统体系结构确实定是为软件必需求服务的，依据软件用户数量、运行环境、更新维护要求、软件分布等因素确定。本系统总体结构采纳客户机/服务器〔C/S〕和浏览器/服务器〔B/S〕混合体系结构。二种方式各有侧重，部分功能可互相堆叠。
系统分为数据交换层、信息维护层、应用服务层和用户层，数据交换层与信息维护层中间通过安全信息闸交换信息，由通讯系统中的数据交换接口完成终端与平台、相关管理系统与平台间的数据传输功能；信息维护层采纳C／S 结构，对空间数据、属性数据的输入、处理，速度快、处理量大。信息应用层采纳C/S与B/S结构，以C/S方式下完成大多数的业务分析功能，而B／S方式下主要实现互联网上的的信息查询和公布。
5.7.1客户机/服务器模式(C/S)
C/S结构是将应用功能分成表示层〔客户机〕、功能层〔应用服务器〕和数据层〔数据库服务器〕三部分，这三层明确分割,在逻辑上独立。其中表示层配置在客户机中, 通常实现用户界面,它提供了一个可视化接口,用来表示空间与属性信息、收集用户数据,它只与应用服务器打交道,确保用户与应用服务器紧密结合；功能层通常实现GIS应用逻辑,是连接客户和数据库服务器的桥梁，它响应用户发来的请求,执行GIS某种处理任务，它与数据库服务器打交道而使客户不直接与数据库服务器打交道；数据层配置在服务器中，实现GIS所涉及数据的定义、维护、访问、更新以及管理,并响应应用服务器的数据请求，它的物理实现在Oralce数据库管理系统中,也可以是数据文件的集合。客户机/服务器〔C/S〕方式支持实现业务系统的大多数功能，在服务器端包括空间数
据、属性数据、文件类数据三种数据库服务器，客户机端包括信息接收处理、信息查询显示、车辆监视等功能子系统〔模块〕。
系统应用层的各功能子系统之间，原则上不直接进行运行调用控制，但必要时必需将各自的运行状态信息通知与其相关的其它子系统。各子系统对其它子系统的运行要求，以通知方式发往相应的子系统，请求运行。
C/S方式下实现的城管GPS系统软件的层次结构如图所示。

图：C/S方式软件的层次结构

基于Internet/Intranet技术的发展,将Web与数据库相结合,形成了基于数据库的Web计算模型, 除了静态的信息公布也可进行复杂计算，将这种计算模型应用到Internet/Intranet中,最终成为三层客户机/服务器的应用结构。三层结构实际上就是要建立增加WEB服务的C/S模式,即把C/S模式中的服务器分解成1个Web服务器和多个数据库服务器〔图形、属性、文件数据库服务器〕。客户端主要是浏览器〔Browser〕。三层结构功能划分：第1层是表示层浏览器,主要完成用户和后台的交互及最终查询结果的输出功能。客户端向由URL所指定的Web服务器,提出服务申请,Web服务器用HTTP协议把所必需的文件资料传送给用户,客户端接收文件信息并在浏览器上输出。第2层是Web服务器,属于功能层。主要利用服务器完成客户的应用功能。Web服务器接受客户申请,首先必需要执行服务程序,与数据库连接,进行申请和运算,最后将处理