gtms

通用目標監測系統（Generic Target Monitoring System, GTMS）是利用物聯網技術實現對車、船、飛機、火車、人等一切移動目標的位置、信息、狀態、故障的全面監控，並實現相關大數據的融合、存儲、加工、查詢、分析，並可以在同一個電子地圖上同時顯示各種監控對象的當前和歷史信息的一整套技術方案和信息平台的總稱。

基本介紹

• 中文名：通用目標監測系統
• 外文名：Generic Target Monitoring System
• 簡稱：GTMS
• 套用領域：交通“多式”監控
• 通信協定：MTP

背景知識

通用目標監測系統（GTMS）的出現，主要是為了解決智慧型交通系統領域最新出現的“交通多式監控”需求，這個技術是在《大數據時代的航運信息平台》（作者徐凱，2015年3月出版）一書中被首次提出，並進行了較為詳細的介紹的。

《大數據時代的航運信息平台》首次提出GTMS

《聯合國國際貨物多式聯運公約》對國際多式聯運所下的定義是：按照國際多式聯運契約，以至少兩種不同的運輸方式，由多式聯運經營人把貨物從一國境內接管地點運至另一國境內指定交付地點的貨物運輸。

2010年以前，利用GPS定位技術和GPRS通信實現對車輛定位監控、利用AIS技術實現對船舶定位監控的技術都已經很成熟了。但是，多式聯運涉及公路、水路、航空、鐵路等多種運輸方式，傳統的定位監控技術難以實現全程監控，更無法做到跨多種運輸方式的調度和最佳化。因此，需要有一種能夠統一解決各種運輸工具的監控、管理技術，可以稱為“多式監控技術”。

多式監控技術的需求

多種運輸方式一體化監控

採用物聯網技術整合海運、水運、空運以及陸運等各個運輸環節，將各類運輸工具和各類運輸業務的運行狀態統一採集，並融合到統一的信息平台之上。

具有大數據處理能力

單以船舶計算，每年的船舶軌跡數據就多達100億條的規模，要實現船舶、車輛、火車、飛機的軌跡數據全面融合，需要強大的大數據處理技術作為支撐。一方面，各種交通工具在不斷的運動之中，需要分區域實現分散式的數據採集和存儲；另一方面，由於這些交通工具軌跡數據處理的時效性要求非常高，需要實現大規模的並行計算，才能在有效的時間內得到調度最佳化的計算結果。

基於GIS的展示和歷史回放

多式監控技術的套用需要大量的圖形化展示，基於地理信息系統GIS展示功能是必須實現的基礎功能；此外，由於融合了大量的歷史數據，還需要實現對車、船的單體軌跡和區域場景的歷史查詢和回放。

需要統一監控口徑

多式監控技術需要了解的不僅僅是經緯度坐標、運動方向、運動速度，未來的需求是要監控交通工具的運行功率、氣體排放量、行駛的目的地、裝載的貨物信息和系統故障等多方面的信息。因此，需要完成兩方面的工作：一是利用感測器和物聯網掌握和獲取運輸工具更豐富的信息；二是建立一種適用於一切運輸工具的通用數據傳輸協定。

GTMS分為六個層次：

GTMS的六個層次具體是：

（1） 感測層：解決感測、識別、定位等數據採集；

（2） 傳輸層：約定了傳輸協定，實現了數據在異構網路中的傳輸；

（3） 存儲層：採用分散式數據存儲架構，實現了數據的融合、存儲、加工、備份；

（4） 服務層：提供基於並行計算技術的海量數據交換、查詢、分析等服務，為套用層提供支撐；

（5） 套用層：實現基於GIS的圖形化展示、軌跡回放，支持多種不同需求的套用；

（6） 管理層：由註冊中心提供終端註冊管理、服務管理、許可權安全管理、存儲分布管理等功能。

MTP通信協定

多目標報文（Multi-target Packet, MTP）是一種用於通用目標監測系統（GTMS）的會話層網路協定數據包，默認採用UDP/IP協定傳輸，但不限於採用該協定，亦可使用其它網路協定傳輸，因而可以適應各種異構網路環境。該通信協定由“港航大數據實驗室”制訂，該實驗室位於上海虹口，由上海國際航運研究中心建立，將為航運數據的存儲和挖掘提供良好的實驗條件。

GTMS技術的原理示意圖

MTP協定的基本特點

（1）MTP分為動態報文和靜態報文，動態報文包含了監控對象的當前狀態信息，更新較為頻繁，靜態報文包含了監控對象的一些基本屬性，通常不會頻繁發生變動；

（2）MTP報文支持多種監控對象，具有較好的自定義性和拓展性，部分信息具有可讀性可以直接閱讀，並且實現了對所有監控對象的硬體地址（MAC）編碼；

（3）MTP不僅可以表達監控對象的位置狀態信息，還可以表達監控對象的工作狀態、運行指標、故障信息、求救信息等豐富的內容。