公安交警交通控制中心系统设计方案—毕业设计论文

1、第一部分 综 述2前言2第一章交通管理和交通控制的需求分析2第一节 信息采集需求3第二节 网络支撑需求4第三节 数字化道路监控需求4第四节 智能化交通信号控制5第五节 道路违法行为监测和记录5第六节 移动警务装备需求6第七节 辅助执法系统需求6第八节 信息集中处理和辅助决策的需求6第二章系统框架6第三章系统功能目标12第四章系统集成技术14第二部分 基础硬件平台篇18第五章计算机网络系统18第六章数据库和应用服务器系统23第七章有线无线通信系统28第三部份 控制中心外部系统篇28第八章交通信息采集系统29第九章交通信号控制系统29第十章交通管理基础信息平台29第四部份 控制中心内部系统篇29第

2、十一章道路交通监控系统29第十二章指挥调度及勤务管理平台（gps122）29第十三章指挥控制室系统29第五部份 系统实施策略29公安交警交通控制中心系统建设方案第一部分 综 述前言为了贯彻落实公安部及省公安厅关于“科技强警”的战略部署，进一步推动“五整顿”“三加强”工作措施落实到实处，抓好“基层基础年”的科技应用工作，进一步加强道路交通管理，改善道路交通条件，提升城市形象和品位，适应经济和社会发展需求，提高交通管理效率，实现科技强警目标，各地交警部门陆续开始在整合现有交通管理资源的基础上，根据实际自身需要提出道路交通控制中心的建设方案，建设内容涉及信号灯系统、无线通讯系统、道路违法监测系统、道

3、路监控系统、交通管理业务系统、交通违法处理系统、电子警务系统、gis/gps信息系统和交通管理控制中心等内容。但是，在过去的建设项目中存在着一些认识上的误区，往往投入了很多资金只是一些形象工程，在实际的道路交通管理中没有发挥预想的目的，为了适应交警科技建设的需要，使得今后的建设更有成效，结合我们在这个领域的研究，编写本方案为交警交通控制中心的建设提供决策参考。第一章 交通管理和交通控制的需求分析过去几年里公安交警围绕着“畅通工程”和“平安大道”建设开展道路交通管理工作，从年开始的为期三年的基础应用年更加具体地对基层干警的交通管理提出应用要求和指导思想。提出今后三年交警系统的基层基础建设，要认真

4、贯彻落实公安部党委提出的“抓基层、打基础、苦练基本功”的总体要求，以交警队、车辆管理所（以下简称“一队一所”）和交通事故处理岗位为重点，以创建“平安畅通区县”为载体，以“三懂五会”（即：懂交通管理基本法律法规、懂交通管理基本知识、懂公安工作基本业务，会疏导指挥交通、会查处违法行为、会快速处理事故、会使用执法装备、会开展群众工作）为目标，着力解决基础情况不清、路面管控薄弱、车驾管理不严、执法水平不高、事故处理不公等突出问题，不断提高公安交通管理工作为经济建设和社会发展服务的水平。因此，交通指挥控制系统的建设就是要从技术上提供解决“基础情况不清、路面管控薄弱、车驾管理不严、执法水平不高、事故处理不

5、公等突出问题”。过去几年来公安部组织实施的多项科技工程都是为了解决这些问题，取得了很好的效果，为进一步强化、完善和提高交通管理工作奠定了基础。总结过去工作我们可以更加清楚地认识在道路交通指挥控制系统建设方面我们所需要满足的应用需求，更好地开展建设工作。第一节 信息采集需求衡量道路交通管理科技水平的高低，一个重要的指标就是围绕着道路交通管理已经掌握了那些数字化的信息，并用于实际工作。近年来公安部交管局组织实施的机动车、驾驶人、交通事故统计和违法信息交换平台建设等信息系统建设都是围绕者交通基础信息采集和处理来进行的，可见在道路交通管理的实践中信息的采集是多么重要，应该作为系统建设的基础工作来考虑，

6、我们可以把相关的信息采集需求归纳为如下几个方面：1、 机动车信息主要包括机动车登记信息和车辆动态管理信息。2、 驾驶人信息主要包括驾驶人登记信息和驾驶人动态管理信息。3、 交通事故信息道路交通事故统计登记信息和事故案卷文档信息。4、 道路违法信息道路交通违法行为非现场处罚监测信息和民警纠正违法登记信息、违法记分信息和违法案件处理案卷信息。5、 交通流信息城市道路交通流量和城际间公路交通流量信息。6、 交通设施信息城市道路交通设施信息包括路口渠化、标志标牌、信号机、信号灯等信息。7、 警力及装备信息警务中队、大队位置、人员及装备配置信息等。8、 财务信息规费收缴和日常财务等信息。9、 办公信息公

7、文、人事、简报、固定资产等日常办公信息。第二节 网络支撑需求交通管理的信息化和智能化依赖计算机网络系统的支持。随着信息技术在交通管理中应用的深入，对网络的依赖越来越强，要求网络的性能越来越高。虽然这些年来交警三级网和四级网建设几经初步完成，但是，面对数字视频技术的应用和各种信息系统用户数量的增多网络带宽越来越成为应用的瓶颈，因此，要有预见性地对现有网络系统进行升级，提升网络的容量和性能，为更广泛地应用打下基础。对于网络的需求不仅是固定网络的使用要求，今后几年将对移动上网的应用需求，将会越来越强烈。这就要求我们针对各种无线网络解决方案做好准备。第三节 数字化道路监控需求 道路电视监控系统作为道路

8、交通的实时监控系统是非常有效的管理手段，近年来随着视频数字技术的发展，依赖互联网技术的道路监控系统的应用越来越普遍。视频监控系统在整个公安领域的应用也越来越得到重视，近年来公安部科技局决定在全国省、市、县开展城市报警与监控系统建设，每个省确定一个市、每个市确定一个县、每个县确定一个社区或街区，全面开展试点工程。该项目是继公安部金盾工程、科技示范城市建设后的又一重大举措，去年10月公安部在杭州召开了22个试点城市建设会议，确定了建设方案。体现出数字化监控系统的建设在公安交通管理和城市治安管理中的位置更为重要。第四节 智能化交通信号控制公安部交管局在加强交通科技建设的意见中明确提出要加强城市交通信

9、号控制技术的应用。城市平交路口实现交通信号控制是城市交通管理现代化的基本标志之一，是提高交通管理效能的重要技术手段。要充分认识和高度重视交通信号控制技术的重要作用，进一步提高路口灯控率，建立和完善城市交通信号控制系统。在城市的中心地带、主要地区、主要道路和重要的进出口，要首先实现交通信号控制。其余路口根据实际情况逐步实现。目前在我省绝大多数城市没有运行信号控制系统，绝大多数还是使用定周期单点控制信号机，对提高平交路口的信号控制和管理水平是一个制约，需要逐步采用联网控制信号系统，来提高管理水平和控制效果。第五节 道路违法行为监测和记录实现道路违法行为的智能化监测和记录是实现科技强警和解决警力不足

10、的重要措施和手段，近年来各地陆续出现了很多这样的产品和系统，如：闯红灯抓拍系统、固定点测速系统、公路车辆智能监测记录系统等，这些系统应用在很大程度上缓解了执法警力不足和有效遏制了交通违法行为的发生。但是，这些设备的使用对我们也提出了新的要求，一是如何提高这些设备的可靠性和证据的准确性，所谓“道高一尺魔高一丈”，随着出行者法律意识的增强需要这些设备提供的违法证据要更严谨，另外要求这些设备的能够更加有效地监测各种道路违法行为的发生和有效防止逃避监测的发生。二是面对越来越多的此类设备的使用，需要我们有对这些设备实施有效管理的手段，提高设备的利用率和完好率。三是推陈出新开发更多更有效地交通违法监测和记

11、录系统。第六节 移动警务装备需求随着勤务制度的改革，要求民警要上路执法，因此，对支持移动执法提出迫切需求，除了配备移动电子警察外，对执法过程的支持也需提供装备，如事故现场处理、交通违法办案、移动信息查询终端、交通流信息采集等。第七节 辅助执法系统需求需要对民警执法全过程提供能够计算机化的辅助执法支持系统，提高民警办案的效率和数字化水平，同时，也是提高办案透明化减少腐败，提高人民群众满意度的重要措施。这类系统包括已经建立的机动车和驾驶人登记系统，以及相关的外挂系统，还应该开发和建立交通事故案件和交通违法案件的办案系统。第八节 信息集中处理和辅助决策的需求随着交警各类基础信息系统的建立和日益完善，

12、需要在这些信息系统基础之上开展进一步的信息挖掘和应用工作。要实现这一目的需要开展信息集中，建立信息集中平台和基于这些信息的辅助决策系统平台。在现阶段主要需要建立的是集中查询平台和业务统计分析平台，为各级领导提供快捷准确了解业务现状的工具。交通指挥控制中心做为这种信息集中的管理载体将起到重要作用，不管是各类应用系统、网络平台、各种控制平台在交通指挥控制中心的建设中对这种信息集中的需求都将会有具体的体现。第二章 系统框架在ga/t445-2003. 公安交通指挥系统建设技术规范中对交通控制中心的建设提出了具体的要求，在这个技术规范中针对城市规模的不同提出了三种不同的系统类型，具体见下表：在这三类系

13、统中都包括如下6个组成部分：交通管理综合信息系统交通管理指挥系统平台交通决策支持系统交通通信系统交通管理执行系统其他信息平台针对三种类型规范分别给出了结构示意图，如下图示：i型系统结构图ii型系统结构图iii型系统结构图对于不同城市的交通控制指挥中心建设选择不同类型的系统规模，主要表现为所包含的子系统的数量和涉及的管理深度和广度，也就是说根据城市规模的不同可以选择建设不同数量的子系统来满足各自的使用要求。对于省级指挥中心技术规范给出了如下的结构图：ga/t445-2003提出了一种公安交通指挥控制中心建设应该包括的内容和系统分类。在满足ga/t445-2003技术规范要求的情况下，综合规范所提

14、出的要求，从交通控制中心建设者的角度来看，我们更倾向于把交通指挥控制中心的建设内容按照如下的三个层次（方面或范畴）进行考虑和划分：基础硬件支撑平台包括基础计算机网络、有线和无线通信系统、服务器等。控制中心外部系统包括控制中心以外使用的任何系统，不如机动车、驾驶人登记系统、违法记分、事故处理、道路交通违法行为监测记录系统、信号机系统、交通流量采集等分布在指挥控制中心之外的，直接用户是非指挥中心的那些应用系统，但是，这些系统所获得的数据又直接或间接地被指挥控制中心所使用。这些系统的建设可以说对指挥控制中心的效能发挥起到很重要的作用应该予以充分重视。控制中心内部系统直接应用于指挥控制中心内部的软硬件

15、系统，包括指挥工作平台、大屏幕显示系统、电视监控系统、122接处警系统、gis gps系统等。整个系统层次结构可以用下图表示，每一层此的建设内容都是对上一层系统的支撑。层与层之间是相互关联的，不可以不重视地层的系统建设而只重视控制中心内部系统的建设，这样建成的中心只能是空中楼阁，不可能发挥重要的实际应用能够效果。第三章 系统功能目标一、ga/t445-2003规范对指挥中心建设提出的功能目标按照规范的要求对公安交通指挥系统的功能做了如下的描述：（一）、省（自治区）公安交通指挥中心具有下列基本功能：l 对全省（自治区）公安交通信息的汇总、处理、统计、分析能力l 对交通违法异地信息的专递能力l 重

16、特大交通事件处置方案计算机辅助生成和过程跟踪能力l 信息发布和电视电话会议能力（二）、iii型城市公安交通指挥系统具有下列基本功能l 快速接、处警能力l 对全市公安交通信息进行采集、处理、整合、存储管理和分析能力；l 有线无线通信网络完善，为交通管理指挥、信息采集和发布进行信息交换和发布提供有效的通信保障；l 调度全市公安交通管理警力的能力；l 可以市公安局指挥系统、消防指挥系统和其它信息系统进行信息交换，实现应急联动。（三）、ii型城市公安交通指挥系统具有下列基本功能l 具备iii型城市公安交通指挥系统全部功能l 全面监控道路交通状况，实现交通电视监视和交通信号协调控制；l 对管辖区内重要公

17、路上行驶的车辆进行自动监测记录，为交通事故逃逸、盗抢车辆案件取证以及纠正超速等交通违法行为提供依据；l 交通管理决策支持能力。（四）、i型城市公安交通指挥系统具有下列基本功能l 具备ii型城市公安交通指挥系统的全部功能；l 能及时发布交通信息，对交通进行诱导l 能实现多级公安交通指挥系统的协调控制二、 实现系统功能目标的策略公安交通控制指挥系统是集通信、指挥、控制、信息于一体的复杂系统，它将电子信息技术、计算机技术、图像技术、gps和gis等先进的科学技术应用到城市交通监控、交通信号控制、交通诱导、信息发布、车驾管业务、事故和道路违法管理、通信指挥调度、接处警等系统中，通过计算机网络和通信网络

18、将功能独立的各子系统有机地集成在一起，实现信息共享，形成便于统一指挥、调度，和高效的智能化交通指挥管理系统。在公安交通控制指挥中心建设过程中，需要紧密结合实际，分析研究具体城市交通管理需求与建设现状，本着长远规划，总体设计，分步实施，注重实效的原则开展工作。在交通控制指挥中心系统建设中，应注重对现有的系统进行整合，如：交通闭路电视自动监控系统、交通信号智能控制系统、交通信息管理计算机网络系统、闯红灯自动监测系统、城区道路治安卡口系统等，着重突出信息采集及处理、指挥调度、控制管理三大功能。以此目标构建适应当前城市交通管理需要，又符合未来城市交通智能化发展战略的系统平台。同时，还应在原有系统基础上

19、建立一套基于综合信息管理和专家分析处理的中央辅助决策系统，使城市交通控制指挥中心具有现代化的交通信息采集、处理、决策、指挥、调度能力，科学管理交通，提高现有道路的通行能力、疏导交通、缓解交通堵塞，减少事故、增强对各种突发事件的快速反应能力，从而全面提高城市交通管理的科学化水平和效率。在交通控制指挥中心系统建设时除了注意功能上述目标的实现外还需要在技术实现上注意如下几个方面：1、注重系统整合和集成技术的运用；2、注重标准的应用、建立和模块化；3、注重交通信息的采集和实时传递；4、注重平台的构建，为更高层次的应用提供支持。第四章 系统集成技术公安交通指挥控制中心系统建设在很大程度上涉及软件和硬件系

20、统的集成技术，我们在开展建设工程时需要在软件集成和硬件集成两个方面进行系统的设计和和实施工作。就一个城市的its 控制指挥中心而言，是一个由实现不同功能的各个应用系统组成的复杂大系统。这些its 应用系统由于分属不同部门的职能范围，分别由不同部门单独开发建设、运作管理。这种现实情况造成了各部门的应用系统间信息共享和交互方面的困难，同时不便于交通信息的综合性和深层次应用，以及为政府部门的科学决策提供支持。而应用系统间的互连互通、协调运行，是能否将各类应用系统真正整合成为一个大的its系统，并在提高城市交通系统运行效率，改善交通综合信息服务水平，为相关部门提供决策支持方面充分发挥其应有作用的首要前

21、提条件。但是，面临的首要问题就是通过什么样的机制和技术手段，来实现交通共用信息平台涉及到的，来自不同部门、不同设备、不同时段的，内容不同、性质各异、格式千差万别的海量数据间的共享和交互。要实现交通数据信息在不同领域内的互操作和多个部门之间的信息共享，各个应用系统和信息平台必须遵循共同的数据标准。遗憾的是目前在我国尚没有一个国家标准用来作为这些系统的整合标准，在西方its 发达国家，随着its 的深入研究和众多交通信息控制系统（tics，transport information and control systems）的建立，交通信息的高度共享和深层次应用也成为各类交通信息中心和各级its 用

22、户的迫切需求。为了在数据管理机制和规范方面为满足这种需求提供必要条件，国际标准化组织（iso，the international organization for standardization）提出了中央数据登记薄（central data registry）标准（iso/dis 14817 草案），旨在加强各个its/tics 部门或应用系统之间共享交通数据的能力。数据登记薄规定了数据定义和注册的管理机制，提出了交通数据质量要求，为实现交通数据共享提供了基本保障。iso 中央数据登记簿标准草案的出台，无疑为我们开展道路交通控制指挥中心的信息集成软件平台相关数据管理机制和标准规范的建立，提供

23、了可供借鉴、甚至直接应用的范本和内容，对我们相关工作的开展具有直接的指导意义。在硬件设备集成方面，美国为了解决its电子设备的集成问题“国家运输its通信协议（ntcip）”。ntcip(national transportation communications for its protocol)是美国针对智能运输系统(its)的电子设备间数据传输所制定的标准通讯协议，其主要目标是确保交通控制与its系统组成单元彼此之间的“互操作性”(interoperability)与“互换性”(interchangeability)，简言之，ntcip有望能成为运输工业未来的internet。所谓“互操

24、作性”，是指在ntcip通讯网络内不同种类的系统装置之间可以相互引用对方提供的服务，这些系统装置可以是安装在相同通讯链路的不同种类交通控制终端设施，或是不同控制中心之间的远程系统在线信息交换。所谓“互换性”，是指软硬件设备具有多个供货商，系统不会受限于供货商而导致软硬件设备置换时与系统联机的困难。 交通信号控制系统可说是its的先驱，而交通信号控制器，亦即信号机，则是该系统中最主要的设备，ntcip的构想就是源自于交通信号控制器的应用需求。1992年美国国家电器制造商协会nema（national electrical manufacturers association）开始讨论与开发共通性的

25、交通信号控制系统通讯协议。1995年5月，在美国联邦公路局fhwa(federal highway administration)主导下，由各界代表组成了ntcip指导小组（ntcip steering group）以加速its标准化工作。1995年12月，nema完成第一版ntcip通讯协议，但仅限于低传输速率的交通信号控制器使用。1996年12月，fhwa提供五百万美金的经费开始制定ntcip标准，并选择了交通工程师学会ite(institute of transportation engineers)、美国州公路及运输官员协会aashto(american association of

26、state highway and transportation officials)与nema代表fhwa执行相关工作。ite、aashto与nema共同组成的ntcip联合委员会（joint committee on the ntcip）也取代了ntcip指导小组，成为目前美国ntcip推动工作的正式官方组织，主要执行的工作包含： 1. 规划ntcip未来的发展计划。 2. 成立工作小组(working group，wg)制定通讯协议标准。 3. 建议fhwa相关研究经费运用方式。 4. 开发标准通讯协议测试工具(例如ntcip exerciser)。 5. 协调美国其它标准化相关工作，例

27、如dot主导的its系统架构标准化。 6. 通过报告、期刊与网站()等方式推广ntcip之技术与应用。 在我国规范的制定远远落后于its应用的发展，我们在开展系统建设是需要很好地借鉴国外已有的规范和标准，来规范我们的建设行为，使得建成的系统具有更好地扩展性和更长的生命周期。下面结合实际的交通指挥控制中心的集成技术和策略提出我们的考虑：一、软件系统的集成策略从控制中心应用需求的角度，信息系统一个一个建起来了，从不同角度解决了业务管理的某些问题，但对控制指挥中心来说这些系统之间彼此孤立，形成了信息孤岛，管理者能明显地感觉到工作效率和业绩受到影响。因此，统一规划、整合实施成

28、为进一步实施信息化的下一个目标之一。我们希望通过建立综合信息数字平台集成软件系统在实现信息和知识管理的同时，能将不同的业务管理环节与技术等不同要素进行协调整合，并与其他信息系统融为一体共同提高公安交通控制指挥中心的管控能力。就公安交通控制指挥中心系统而言它是一个由实现各种不同功能的多个子系统有效集成的复杂系统,而各个子系统间的互联互通、有效集成是发挥整个系统效能的重要前提条件。系统涉及的信息技术应用是多方面、全方位的，其中最急需解决的是基础信息的采集、融合和综合信息平台的集成。交通控制指挥中心综合信息数字平台软件集成系统的建设是为了实现道路交通管理四个主要应用系统（机动车、驾驶人、道路违法、交

29、通事故）的数据共享、实现深层次的信息融合和知识发现而提供的综合平台。这样的集成软件平台能够接受、存储和处理多源、异构数据，具有数据融合、数据挖掘的功能，并能够为各种应用系统和公众提供完善的信息服务。解决各部门各系统之间的信息共享和交互，实现信息的综合和深层次的综合利用，为科学的决策提供辅助支持，并可以提供准确、多样化的信息服务。具体来讲主要包括如下几个方面的业务需求：1、 建立在gis基础之上的信息集成；整个数字平台系统需要依托gis系统实现信息的可视化显示、基于地理信息的数据检索和分析，以达到多个系统数据融合和集成的目的。2、 实现对控制设备的运行状态和信息的实时显示；对于可以提供数据接口的

30、设备，可以实现这些设备的工作状态信息的显示，这种显示可以依托gis系统，在电子地图上实现。如：道路电视监控图像、信号灯工作状态、公路治安卡口的状态、流量监测等。3、 建立数据仓库实现对现有信息系统数据的集成；为了提供管理者各类用于决策的综合管理信息，不可能让平台的使用者去直接访问各种业务工作数据库，这样既不安全，效率也不高，因此，需要建立一个数据仓库系统，来存储和管理基于各个业务工作数据库产生的分类数据。数据仓库系统是解决信息数据集成的有效手段。4、 提供信息发布平台，实现决策指挥及各种管理信息的实时发布，实现网内用户的信息共享；数字集成软件平台的最终价值体现是能够为用户提供有价值的信息服务，

31、在数据仓库信息集成的支持下，提供实时的信息发布工具，将各种实时动态信息通过web技术实现信息发布。如：每日警情、工作动态、城市交通状况、公路交通状态、交通事故、道路违法情况等等。5、 提供数据统计分析和数据挖掘工具，为管理者提供决策支持。作为一个数字平台软件系统，需要给使用者一个数据分析、统计和挖掘处理的工具，使得用户可以及时获得各类基础信息系统数据的综合统计结果，以便用于决策支持。二、硬件系统的集成策略在交通控制指挥中心的建设中设计直接的硬件集成主要有：信号机系统、流量监测设备、数字化道路监控、停车场设备、交通信息可变情报板等系统。就目前来说这些设备可以说是百花齐放，要做到硬件级的集成没有厂

32、家的支持几乎不太可能。但是，这些系统一般都会有软件系统的支持，大多都会有数据库系统在支撑系统的运转。这就给我们进行系统集成提供了机会和可能，我们可以针对每一种设备和系统开发中间件软件来处理前端设备于后台集成平台的数据连接和交换。所以，从本质上来说现阶段对硬件系统的集成主要靠软件集成来解决，或者要求厂家提供地层支持，来满足更直接的集成需求。第二部分 基础硬件平台篇基础硬件平台是整个交通控制指挥系统有效运转的基础，它主要包括计算机网络系统、中心数椐库服务器和应用服务器系统和有线、无线通信系统。有效地配置这些硬件系统对整个系统的性能和投资对会起到很大的影响。下面从这三个方面分别叙述。第五章 计算机网

33、络系统随着交警信息化应用的不断深入和拓展，交警可以支配的公安网的ip资源越来越显得紧张，面对越来越多的应用要求，如何解决这个矛盾，使得各项基于网络的应用能够顺利的开展，需要我们在网络架构上做出很好的规划。从数据应用和共享的角度，我们可以把数据共享需求分成如下三类：1、 需要在公安网全网共享的数据：比如：机动车和驾驶人登记数据、违法记分、事故统计等。2、 在本单位内使用的数据：比如：122接处警数据、内部oa办公系统、本单位使用的内部业务处理系统。3、 各类需要联网的交通管理设施。比如：公路卡口前端抓拍设备（查询服务器需要接入公安网实现全网共享）、联网信号控制机、数字化监控前端设备、联网运行的闯

34、红灯抓拍设备等。因此，针对这三类应用，需要对网络系统做出规划，我们建议的网络规划可以用下图来说明：在这个建议的网络规划中，使用了三层交换机，用来根据应用划分网段，解决公安网ip资源不足的同时，也是为了解决日益增多的视频数据应用对网络贷款的压力。根据应用需求划分网络负责，不仅可以提高网路性能，也可以提高整个系统应用的安全性。在传统的公安网模式中，网络互连一般是一个或多个主干交换机下连多级交换机，交换机间通过路由器来进行通信的结构，传统路由器工作在osi模型的网络层，并且基于软件进行路由的计算和包的转发。随着公安网规模的扩大，用户的增加，各种基于ip协议的应用（如视频会议，数字监控）的迅猛发展，传

35、统路由在公安网的安全管理和流量控制方面越发成为一个瓶颈问题，而传统交换机虽是有快速处理能力。但它本质是一种多端口网桥，不可避免会产生广播，无法实现路由，为解决这个矛盾，网络厂商提出了第三层交换的思想。传统路由器工作在osi七层模型的网络层,它在网络中收到任何一个数据包（包括广播包），就将该包第二层（数据链路层）的信息去掉，查看第三层的信息。再根据路由表确定数据包的路由，进行第二层信息的封装，最后将该数据包转发。路由器的瓶颈表现在：它是一个无连接设备，其工作机制使其成为一个转发并遗忘的网络设备。即使是同一源地址向同一目的地址发出的所有数据包，也要重复相同的路由过程，这导致路由器不可能具有很高的吞

36、吐量，另外，路由器的复杂的处理和强大的功能主要是由软件来实现，这必然使得它成为网络瓶颈。 在路由技术发展的同时，作为解决网络传输带宽的方案之一的交换技术得到很快的发展，交换网络是以交换器为中心构造的网络体系。网络交换机与多端口网桥非常相似，因为它们都工作在数据链路层，网络交换机在不同端口间传递数据时也是基于数据包的目的mac地址。交换机的实现通常采用全硬件结构实现，速度快，但它和网桥一样不具有隔离广播数据包的能力。 l3交换技术（layerswitching）就是综合以上两种技术的优点扬长避短而出现的一种新兴的网络互连技术，也称第三层交换技术。如果仅考虑，就称为交换技术。第三层交换式路由器采用

37、了在专门处理数据包转发功能的基础上又集成了路由处理功能的asic蕊片，将传统二层交换机的高速转发和路由器的路由功能结合起来，实现线速路由，解决了路由器的瓶颈问题。交换技术的解决方案一般有两类：基于核心模型和基于边缘多层混合交换模型。前者的代表有cisco公司的netflow交换和tagswitching交换，强调交换机核心层的速度，完全用asic硬件以线速实现路由和交换，后者的代表有com公司的fast ip ,cabletron公司的虚拟快速安全网络，所采用的方法是在第三层路由一次，然后在第二层交换端到端的网络流数据分组，这就是“一次路由，随后交换”的策略。第三层交换式路由器的强大功能体现在

38、： （1）根据l3协议对路由进行计算，其支持路由协议有：ripv1、v2和ospf等。 （2）支持igmp，dvmrp等各种常用的ip组播协议，当交换式路由器收到组播报文后，首先将报文转发到包含组播组成员的vlan上，继而再把报文转发到组播组成员的端口上。 （3）服务质量q os，将报文赋予特定的优先级，不同优先级的报文送到不同的队列按先后转发。 （4）支持标准的snmp网管协议，支持传统的命令行接口（cli）。 （5）对虚拟网的多种划分策略，尤其是它不仅支持传统的基于端口的vlan划分，而且还支持基于ip地址，子网号和协议类型的vlan划分，这对单位内公安网的管理带来及大的方便。 待添加的隐

39、藏文字内容3因此新型的第三层交换式路由器典型应用在一个单位或一幢大楼的局域网中，用它做为主干设备，除了提供报文转发的高带宽外和以上所述功能外，还提供安全，监控以及管理和配置等服务。我们在单位内部的网络构建中使用三层交换路由器主要是处于如下的网络应用考虑： 一、vlan及规划策略 虚拟局域网vlan（virtual local area network）又称虚拟网，从网络管理上被定义为一个位置无关的局域网广播域。vlan技术是随着交换技术的出现而产生的，在一个单位的局域网内划分若干虚拟子网有以下好处： 1隔离广播。划分虚拟子网后，所有广播将局限在本vlan子网内，从而有效的提高了网络整体的有效带

40、宽，隔绝了网络的广播风暴。 2方便的工作组划分和管理。划分虚网后，对工作组的划分不再局限于他们的物理位置，而可根据他们的功能进行划分，从而实现网络物理结构和虚拟子网的无关性。 3增强网络安全性。由于各vlan子网在逻辑上的独立性，可对各虚网按实际情况分别定义安全策略，有效的避免非法入侵，提高各虚网的安全性。 在第三层交换机面世之前，交换机所提供的vlan划分方式只有两种。第一是基于端口。即提供把某个或某几个端口上的机器划分为一个vlan的方法，这和物理网段较为类似，无法实现位置无关的虚拟网配置。第二是基于mac地址的。即将子网以mac地址来划分，这种策略实现了位置无关的虚拟网。但子网中结点的增

41、删非常不方便。 第三层交换技术提供了一种全新的vlan划分法： 基于ip及策略的vlan。即不管结点处于哪一个物理网段，我们都可以以它们的ip地址为基础或根据报文协议不同来划分子网，这使得网络管理和应用变得更加方便。 二、第三层交换在校园网vlan规划中的应用 第三层交换在划分虚网时基于ip策略，这就得在同一端口的物理网段可被划分为不同的逻辑子网；不同物理网段的结点被划分为相同逻辑子网，子网子点信息流量 不需路由。充分利用第三层交换所提供的各种vlan划分方法，对网管人员能起到事半功倍的效果。具体在公安网中虚拟网的划分中： 使得单位内网的划分很容易和各部门的划分一致起来，尽管单位内某一部门站点

42、分布在不同物理位置，但基于ip地址划分子网，能使得同一部门在不同物理网段的结点可被设为同一逻辑子网，实现与物理位置的无关性。 对于网络中心，指挥控制中心、信息中心、财务部门等要害部门可采用基于传统的mac地址的vlan划分技术，以防止非授权结点在该子网中的出现。 对于车管所、检测线、考试中心、事故处理中心等比较分散、物理子网比较多，难以有效管理的地方可采用混合策略，如在同一端口细分不同的逻辑虚拟子网或基于mac地址划分子网，以尽量减少ip地址盗用和其它安全问题。 第三层交换技术是一种比较新的技术，它的体系结构不仅对提高单位内部局域网性能有重大影响，而且，影响未来单位局域网路由的设计思想。它提供

43、的新的虚网规划策略将极大的方便用户对网络的管理和应用。我们在这里介绍三层路由的概念和有点，其目的是想说明一个思想，就是我们在搭建交通控制指挥系统网络的时候，需要根据应用来划分和使用网络，不仅仅是购买价格昂贵的网络硬件，那么实现这一目的的一个重要手段是使用三层交换技术，即选择购买具备三层交换功能的交换机和路由器，来实现我们的网络应用和管理目标。第六章 数据库和应用服务器系统对于交警信息化数据库平台来说，主要是oracle和ms sql server两种。目前几乎所有的应用都是基于这两种数据库系统。近年来公安部推行的系统全部都是采用oracle系统。因此，我们在进行交通控制系统建设的时候主要考虑o

44、racle系统的应用，兼顾ms sql server系统的使用。另外一个最重要的方面是服务器系统选则，对于一个单位或企业来讲，选择适应本单位需要、性能良好的服务器是相当重要的。因为服务器承载着单位核心应用，它直接决定着整个单位应用网络系统能否正常运转和稳定工作。所以，选择服务器时，应关注设备在可管理性、可用性、可扩展性等方面的作用。当然，用户还应关注系统软硬件的网络监控技术、远程管理技术、产品的售后服务等。下面就这些方面谈谈我们的考虑：1、综合因素的考虑：用户在选择服务器产品时首先要结合自身的应用需求对服务器本身有一个全面的了解，比如服务器是用作数据库服务器、邮件服务器、还是web服务器？等等

45、，然后才好对症下药。首先，要了解服务器所执行的任务和作用。如果只是提供文件和打印共享，对服务器是一个相对较轻的负荷。这时，cpu速度是必要因素，用户可以优先考虑磁盘子系统和网络i/o的性能。另外，文件服务器对内存的要求也相对较低。而应用服务器所有的需求均比文件服务器要高，具体体现在更强的处理器能力，因为用户程序大部分是在服务器运行。可以考虑采用适当数目的cpu构成smp或采用群集技术来提高处理能力；采用更多的内存，以支持用户程序在服务器中运行；使用更多高性能的磁盘，一个应用服务器通常要运行大量频繁访问磁盘的数据库应用；采用更加健壮的操作系统，能够对大量用户的并发操作做出有效的响应而不会崩溃。其

46、次，要考虑网络的规模和用户的数量。显然，在一个对应用服务器要求不高的小型网络中和在一个有数百客户使用共享文件和打印机的大型网络中，后者文件服务器的性能通常要高出前者的应用服务。小型用户因为网络规模小，任务关键程度低，任务负载集中，因此对服务器的价格较为敏感，对于服务器的性能要求较为宽松。一般要求服务器有一定的扩展能力，能与老的系统保持兼容，对安全性要求不高，要求数据备份，对容错要求不多，对服务器的可管理性要求也不高。中型用户的网络规模较大，任务关键程度中等，任务负载较分散，因此对服务器性能的要求较高。从保护投资角度出发，要求服务器有较好的扩展能力，以便将来业务扩大，网络规模扩展时，已有的投资能

47、满足更高的要求。另外，中型应用对服务器的安全要求较高，既要求有数据备份，也要求有数据容错，对其管理性要求较高，需要一些专用的管理和配置软件。大型用户的网络规模很大，任务关键程度很高，且负载分散，网络管理工作繁重，因此对服务器的要求很高，同样要求服务器具有良好的扩展能力以保护已有的投资和满足业务增长后的需求。大型应用对数据存储和传输要求也很高，要求服务器不但应具有高速的i/o能力，而且应具有良好的容错能力。对服务器的可管理性和负载平衡要求也非常高，服务器厂商也都会提供专用的管理和配置软件。综上所述，用户应根据本身应用需求和将来的业务发展选择适当的服务器产品，以达到最优的性能价格比。2、硬件方面的

48、选择由于服务器本身硬件配置复杂，不同硬件对系统的作用和影响也各有不同，因此必须总体考虑。在选择不同硬件配置时，用户应当根据自身网络的特点和要求来作决定。可扩展性 选择pc服务器时，用户首先应考虑系统的可扩展能力，即系统应该留有足够的扩展空间，以便于随业务应用增加对系统进行扩充和升级。这种可扩展性主要包括处理器和内存的扩展能力（比如有没有多余的cpu接入槽口，有几个内存条插槽，是否支持内存频率从100mhz提升到133mhz等）、存储设备的扩展能力（比如scsi或ide卡可支持多少硬盘，这些硬盘接口数量是否满足需求等）以及外部设备的可扩展能力等等。 易用性 由于pc服务器的体系结构沿用了pc机的

49、ia架构，所采用的核心部件如处理器、内存和硬盘等也都与pc机相似，因此它的安装过程和操作方式也有点象pc机那样简单。虽说简单，却也并非傻瓜，特别是这类服务器普遍引入了复杂的scsi接口和raid功能，所以易用性仍然是用户在选择时必须关注的问题，这主要表现在是否包括详细、全面而又易于查阅的各类文档；是否具有在线查询的用户导航软件；是否容易获得系统运行状态的各种信息；是否预装有可以对整个系统运行状况进行监控和报警的管理软件；是否具有可使用户易于对系统进行维护的详细指导资料等。 可管理性 作为一个关键指标，可管理性直接影响到用户使用pc服务器的方便程度。良好的可管理性主要包括人性化的管理界面；硬盘、

50、内存、电源、处理器等主要部件便于拆装、维护和升级；具有方便的远程管理和监控功能；具有较强的安全保护措施等。pc服务器的故障主要来自硬盘、电源、风扇等功率部件，若这些部件出现故障而造成停机或是数据丢失，那么这样的pc服务器的可管理性可以说是非常差的。在正常的情况下，系统必须支持这几类部件有可能出现故障时的隐患提示信号，如硬盘故障隐患指示灯、电源故障隐患指示灯等 可用性关键的企业应用都追求高可用性服务器，希望系统247365不停机、无故障运行。有些服务器厂商采用服务器全年停机时间占整个年度时间的百分比来描述服务器的可用性：若可用性大于99.99%，实际上就是要求服务器的每年停机时间不得超过53分钟

51、；若要求可用性大于99.999%，就意味着每年停机时间只有5分钟。除了降低mtbf以外，当前有些服务器还大大降低了mtbr（平均修复时间），使可用性进一步提高。这项描述指标中9的位数越多，产品的可用性越高。尤其像银行、证券等用户对高可用性的要求尤为强烈。实践证明，影响pc服务器可用性的原因主要有硬件故障、操作系统和应用软件故障、操作失误和环境故障三类。众所周知，服务器是一个由高速电子电路和精密机械组成的复杂系统，不但电子部件和机械部件之间存在着可靠性的差异，就连电子电路的可靠性根据其工作状态不同也存在一定差异。比如，工作在高电压和大电流状态下的功率部件的可靠性较低，而相反地，工作在低电压和小电

52、流状态下的功率部件的可靠性则较高。又如，工作在高温度环境中的高发热部件的可靠性较低，而工作在低温度环境下的低发热部件的可靠性就高多了。pc服务器的电源就是高电压、大电流部件，另外处理器工作时的发热量也较大。另外，机械部件还存在磨损，因此它们的平均无故障工作时间要大大低于电子部件，现在广泛使用的高转速、大容量硬盘不仅因为转速高会导致磨损快，还会引起高发热现象。所以，用户在选择pc服务器时，应务必多关心这些部件的性能。目前，提高可用性的一个普遍做法是部件的冗余配置。硬件的设备冗余通常支持热插拔功能，如冗余电源、风扇等，可以在单个部件失效的情况下自动切换到备用设备上，保证系统运行。raid技术可保证硬盘出现问题时在线更换，保证数据的完整性。此外，独特的硬件管理总线（i2c）技术利用专门的硬件管理机制，可在系统出现异常情况时（如机箱温度超标、内存出错、机箱被异常开启等）迅速提出警报和予以处理。一般来说，pc服务器的冗余方案主要是磁盘、电源、网卡和风扇的冗余配置，有