三維GIS在車輛監(jiān)控平臺(tái)中的應(yīng)用

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. 三維 GIS在重點(diǎn)車輛監(jiān)控平臺(tái)中的應(yīng)用 在重點(diǎn)車輛(危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸車輛、市縣(區(qū))際以上客運(yùn)班車、旅游包車、重型貨車、超長(zhǎng)汽車、建設(shè)施工單位散裝物料車、校車、教練車等)監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)中，依托計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、地理空間信息技術(shù)、GPS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等多種數(shù)字技術(shù)的集成，并通過(guò)技術(shù)集成達(dá)致服務(wù)集成，從而實(shí)現(xiàn)公安重點(diǎn)車輛管理的動(dòng)態(tài)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和空間可視化，是智慧城市的基礎(chǔ)工程和重要組成部分。 隨著二維電子地圖逐步向三維電子地圖轉(zhuǎn)型升級(jí)，掌握3D GIS在重點(diǎn)車輛監(jiān)控平臺(tái)中的應(yīng)用至關(guān)重要，本文介紹貝爾信基于3D GIS的重點(diǎn)車輛監(jiān)控平臺(tái)的解決方案。 一、對(duì)重點(diǎn)車輛監(jiān)控的要求 重點(diǎn)車輛在安裝行車記錄儀后，要與市公安重點(diǎn)車輛監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，對(duì)車輛調(diào)度、路線指引、行程監(jiān)控、車速控制、交通違法警告、故障處理服務(wù)、車輛盜搶報(bào)警等信息的適時(shí)傳輸，實(shí)現(xiàn)交通控制指揮中心及車屬公司對(duì)車輛行駛過(guò)程的安全監(jiān)管，從而達(dá)到實(shí)時(shí)防范駕駛員疲勞駕駛、超速駕駛、越線駕駛等交通違法行為，避免引發(fā)道路安全事故，確保車輛行駛安全。 對(duì)重點(diǎn)車輛的監(jiān)控和管理包括如下內(nèi)容： (1)超速駕駛報(bào)警管理 如果重點(diǎn)車輛行車速度超過(guò)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的速度值，公安重點(diǎn)車輛GPS監(jiān)控中心就會(huì)收到報(bào)警信息并且馬上通過(guò)監(jiān)控座席向該車發(fā)出警告，提示駕駛員控制車速。通過(guò)這種方式來(lái)糾正司機(jī)的違章行為。公安交警重點(diǎn)車輛GPS監(jiān)控中心每個(gè)月都會(huì)打一份當(dāng)月重點(diǎn)車輛超速報(bào)表給交管科(或相關(guān)部門)，這些部門收到報(bào)表后，即向違章車輛的所屬公司發(fā)放通知，要求整改。 (2)危化運(yùn)輸車、泥頭車等車輛的區(qū)域限定報(bào)警管理 通過(guò)在車載GPS系統(tǒng)上設(shè)置區(qū)域報(bào)警，規(guī)定它在某一劃定區(qū)域范圍內(nèi)或范圍外行駛，一旦車輛離開(kāi)或進(jìn)入限定的區(qū)域范圍，公安重點(diǎn)車輛GPS監(jiān)控中心會(huì)及時(shí)向該車發(fā)出警告信息，要求其返回限定的區(qū)域按線路行駛。 (3)疲勞駕駛報(bào)警管理 系統(tǒng)通過(guò)對(duì)重點(diǎn)車輛上安裝的記錄儀預(yù)設(shè)的行駛時(shí)間限定值來(lái)監(jiān)管駕駛員是否疲勞駕駛。如果司機(jī)繼續(xù)超時(shí)駕駛，系統(tǒng)將本次駕駛自動(dòng)記錄為疲勞駕駛，并生成報(bào)表。如果要消除疲勞駕駛記錄，唯一的方式就是在合適地方(服務(wù)站等)連續(xù)休息20分鐘以上。 (4)長(zhǎng)途客運(yùn)車超時(shí)停車報(bào)警管理 啟用超時(shí)停車報(bào)警功能后，長(zhǎng)途客車一旦在市區(qū)停留的時(shí)間超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的時(shí)間，公安重點(diǎn)車輛GPS監(jiān)控中心就會(huì)立即向該車發(fā)出指令，要求其迅速駛離城區(qū)，確保城區(qū)交通的暢通。 (5)重點(diǎn)車輛偏離行駛路線報(bào)警管理 當(dāng)車輛偏離了系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的路線時(shí)，公安重點(diǎn)車輛GPS監(jiān)控中心便會(huì)馬上向該車的駕駛員發(fā)出警告信息，指令其返回原定路線繼續(xù)行駛或控制車速。 (6)3G實(shí)時(shí)視頻、抓拍防超載 在長(zhǎng)途客車、旅游包車上安裝攝像頭，可以對(duì)車輛、司機(jī)、乘客進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，防止超載。 (7)對(duì)重點(diǎn)車輛安裝記錄儀的識(shí)別功能 監(jiān)控平臺(tái)啟用后，路面巡邏的交警可以配備GPS識(shí)別器。當(dāng)遇到重點(diǎn)車輛時(shí)按動(dòng)識(shí)別器按鈕，該車輛轉(zhuǎn)向燈會(huì)按預(yù)設(shè)方式閃動(dòng)，證明該車已安裝符合部標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)的記錄儀并納入監(jiān)控中心進(jìn)行管理。如果沒(méi)有閃動(dòng)則說(shuō)明該車沒(méi)有安裝記錄儀或安裝了不符合標(biāo)準(zhǔn)的記錄儀，這樣就可以按章進(jìn)行查處，提高了工作效率，防止部分車主逃避檢查或蒙混過(guò)關(guān)。同時(shí)通過(guò)交警查車按動(dòng)識(shí)別器，記錄交警查車處警次數(shù)，作為工作績(jī)效考核。 (8)GPS監(jiān)控系統(tǒng)電子地圖接入警用電子眼功能 將市公安局已經(jīng)應(yīng)用的道路或者布控電子眼數(shù)據(jù)接入到電子地圖，實(shí)現(xiàn)GPS監(jiān)控和實(shí)時(shí)路口視頻結(jié)合起來(lái)，更有效地進(jìn)行布防、布控、指揮調(diào)度。 二、對(duì)GPS車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)的要求 衛(wèi)星定位汽車行駛記錄儀接收GPS定位信息并采集車輛狀態(tài)信息，通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)定時(shí)、定距、或點(diǎn)名上傳數(shù)據(jù)到GPS企業(yè)系統(tǒng)。GPS企業(yè)系統(tǒng)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，把車輛定位信息以及狀態(tài)信息上傳到市GPS監(jiān)控中心,簡(jiǎn)稱為監(jiān)控中心，由數(shù)據(jù)共享平臺(tái)提供各行業(yè)車輛的位置和運(yùn)行軌跡。可以在電子地圖上顯示出車輛的實(shí)時(shí)位置，查詢車輛的屬性，并重現(xiàn)車輛的運(yùn)行路線軌跡、查詢車輛行駛記錄等。 系統(tǒng)主要由三部分組成：（1）監(jiān)控中心：監(jiān)控中心配置具有調(diào)度、管理、報(bào)警、監(jiān)控等功能的GIS應(yīng)用軟件。（2）通信系統(tǒng)：依托移動(dòng)通信數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)(選擇3G網(wǎng)絡(luò))建立連接監(jiān)控中心與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)車輛定位數(shù)據(jù)和行駛記錄的雙向傳輸；（3）GPS車載終端：GPS車載終端安裝在各行業(yè)車輛上，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的GPS定位，并實(shí)現(xiàn)車輛與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)通信。 對(duì)監(jiān)控端系統(tǒng)的需求包括： （1）地圖操作 電子地圖在整個(gè)系統(tǒng)中占有重要地位。對(duì)電子地圖的操作屬于本系統(tǒng)最基本的功能。本系統(tǒng)基于GIS平臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)電子地圖的各項(xiàng)操作功能。 地圖操作主要包括以下功能： 地圖瀏覽:包括地圖放大、縮小，地圖漫游，全圖顯示等地圖瀏覽基本操作。 地圖放大：根據(jù)需要，縮小地圖上的目標(biāo)。有兩種方式：一種是單擊地圖，以點(diǎn)擊位置為中心放大一倍；一種是圈定放大范圍，使圈定的范圍變?yōu)榈貓D顯示范圍。 地圖縮?。焊鶕?jù)需要，縮小地圖上的目標(biāo)。有兩種方式：一種是單擊地圖，以點(diǎn)擊位置為中心縮小一倍；一種是圈定縮小范圍，使當(dāng)前地圖范圍縮小到圈定范圍。 地圖漫游：可根據(jù)需要將地圖顯示范圍移動(dòng)到指定位置，拖動(dòng)時(shí)將地圖拖動(dòng)到鼠標(biāo)放下的位置。 全圖顯示：將地圖某一圖層的最大范圍作為地圖的顯示范圍。 地圖編輯:包括圖層控制、標(biāo)注設(shè)置、顏色設(shè)置、符號(hào)設(shè)置等。 地圖查詢:地圖查詢包括空間查詢和屬性查詢兩種基本類型，具體包括空間定位查詢、屬性信息查詢、空間區(qū)域查詢等。 地圖量算與分析:包括地圖上有關(guān)地物的坐標(biāo)、長(zhǎng)度(距離)、面積、體積等的量算，以及有關(guān)地物的統(tǒng)計(jì)分析等。 地圖輸出:包括地圖輸出打印、地圖導(dǎo)出等?？梢灾付ù蛴》秶?，設(shè)置打印比例，選取打印內(nèi)容。可以根據(jù)需要，選擇某一矩形范圍，導(dǎo)出為BMP、JPG等常見(jiàn)格式的圖片文件。 （2）車輛定位顯示：車輛定位顯示是本系統(tǒng)的一個(gè)基本功能。車載終端接收GPS定位信息和采集車輛狀態(tài)信息，通過(guò)移動(dòng)通信平臺(tái)定時(shí)、定距、越區(qū)或點(diǎn)名上傳數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心能隨時(shí)掌握入網(wǎng)車輛的位置和運(yùn)行軌跡。監(jiān)控中心可對(duì)處于報(bào)警狀態(tài)和非報(bào)警狀態(tài)的車輛進(jìn)行隱蔽的跟蹤監(jiān)控。 （3）車輛查詢：車輛查詢功能模塊提供了人機(jī)交互方式查詢車輛的基本信息，系統(tǒng)提供以下車輛查詢模式。 （4）單車點(diǎn)選查詢：根據(jù)車牌號(hào)能唯一定位環(huán)衛(wèi)車輛、巡查車輛，顯示車輛的基本信息，并在圖中高亮顯示車輛的位置，跟蹤車輛的運(yùn)行軌跡。 （5）空間范圍查詢：空間范圍查詢是根據(jù)空間位置關(guān)系進(jìn)行查詢，根據(jù)用戶選定的網(wǎng)格或劃定的空間范圍，查看落入范圍內(nèi)的車輛狀態(tài)及其詳細(xì)屬性。 （6）模糊查詢：根據(jù)車輛的基本屬性和狀態(tài)對(duì)車輛進(jìn)行模糊查詢。車輛的詳細(xì)屬性包括車輛編號(hào)、車牌號(hào)、車輛類型、司機(jī)姓名、司機(jī)聯(lián)系方式等信息。 （7）車輛監(jiān)控 車輛監(jiān)控是指監(jiān)控中心對(duì)車載終端的遠(yuǎn)程控制，包括車載裝置工作參數(shù)設(shè)置、車載裝置檢測(cè)、車輛跟蹤等。 （8）車輛管理 車輛管理模塊對(duì)各行業(yè)車輛進(jìn)行管理，所有車輛配備GPS車載終端設(shè)備，并以車牌號(hào)作為唯一標(biāo)識(shí)碼。車輛管理包括業(yè)務(wù)管理和終端自檢等功能。 （9）業(yè)務(wù)管理 系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)管理功能，通過(guò)表單錄入的形式注冊(cè)、注銷入網(wǎng)車輛，對(duì)車輛的屬性檔案進(jìn)行管理，允許修改及查詢。系統(tǒng)將司機(jī)基本信息與車輛進(jìn)行關(guān)聯(lián)，同時(shí)能夠查看車輛的責(zé)任人及其相關(guān)信息。主要是進(jìn)行入網(wǎng)車輛注冊(cè)和注銷，車輛屬性修改，車輛查詢等。 此外，還有車輛自檢、統(tǒng)計(jì)、信息服務(wù)、軌跡記錄與回放等功能要求。 三、二維電子地圖向三維升級(jí)的要求 地理信息涉及更為廣泛的空間相關(guān)信息，測(cè)繪地理信息發(fā)展“十二五”總體規(guī)劃綱提出“構(gòu)建數(shù)字中國(guó)，監(jiān)測(cè)地理國(guó)情，發(fā)展壯大產(chǎn)業(yè)，建設(shè)測(cè)繪強(qiáng)國(guó)”總體戰(zhàn)略。截止2012 年5月份，全國(guó)已有260 余個(gè)地級(jí)以上城市開(kāi)展了數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)。 按照國(guó)家測(cè)繪地理信息局的規(guī)劃，到2015 年全國(guó)所有地級(jí)城市和有條件的縣級(jí)城市都完成地理信息公共平臺(tái)的建設(shè)，從而自下而上地建成數(shù)字省區(qū)，最終全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字中國(guó)。到2015 年，全國(guó)將基本建成由“一個(gè)網(wǎng)”（全球衛(wèi)星定位綜合服務(wù)網(wǎng)）、“一張圖”（國(guó)家基本比例尺地形圖）、“一個(gè)平臺(tái)”（國(guó)家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)）組成的數(shù)字中國(guó)地理空間框架。 因此，未來(lái)幾年，越來(lái)越豐富的數(shù)據(jù)和應(yīng)用也會(huì)被加入到城市公共服務(wù)平臺(tái)。地理信息產(chǎn)業(yè)總體將從政府部門走向企業(yè)和大眾信息服務(wù)，其中，車載導(dǎo)航和個(gè)人移動(dòng)LBS（基于位置的服務(wù)，LBS）是典型的地理信息大眾應(yīng)用。 研究顯示，導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)在國(guó)際上已成為繼互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信之后的發(fā)展最快的新興信息產(chǎn)業(yè)之一，近年來(lái)持續(xù)保持50%以上的年增長(zhǎng)勢(shì)頭，具有十分巨大的市場(chǎng)潛力。中國(guó)《導(dǎo)航與位置服務(wù)科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》要求突破三大核心技術(shù)：（1）泛在精確定位：城市室內(nèi)外米級(jí)無(wú)縫導(dǎo)航定位技術(shù)、全球室外亞米級(jí)實(shí)時(shí)精密定位技術(shù)；（2）全息導(dǎo)航地圖：室內(nèi)外三維米級(jí)全信息導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)獲取、迭加、融合與更新技術(shù)；（3）智能位置服務(wù)：支撐億級(jí)用戶的位置信息搜索、智能推送和按需服務(wù)技術(shù)。 因此，在大規(guī)模城市三維建模完成的基礎(chǔ)之上，二維電子地圖向三維電子地圖升級(jí)，最終實(shí)現(xiàn)城市的三維可視化管理就是必然的大趨勢(shì)，也是對(duì)重點(diǎn)車輛監(jiān)控行業(yè)發(fā)展的必然選擇。 四、全景呈現(xiàn)3D GIS重點(diǎn)車輛監(jiān)控可視化管理平臺(tái) 貝爾信全景呈現(xiàn)3D GIS重點(diǎn)車輛監(jiān)控可視化管理平臺(tái)是以VIDC嵌入式可插拔海量數(shù)據(jù)處理城市中心主機(jī)為核心，通過(guò)遍布城市的、構(gòu)建在智能視覺(jué)物聯(lián)網(wǎng)和智能視覺(jué)車?yán)锞W(wǎng)基礎(chǔ)之上的前端智能視頻采集系統(tǒng)(IVS)，利用基于云計(jì)算的后臺(tái)大數(shù)據(jù)分析、海量視頻處理和檢索系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市人、車、物、路、事件的安全狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，智能感知城市中面臨的交通情況和安全威脅，一旦被監(jiān)控車輛發(fā)生報(bào)警可通過(guò)該平臺(tái)全景呈現(xiàn)報(bào)警信息，做到“事前智能感知、事中精準(zhǔn)處置、事后完整取證”，從而實(shí)現(xiàn)城市重點(diǎn)車輛監(jiān)控體系建設(shè)。 圖1：全景呈現(xiàn)3D GIS重點(diǎn)車輛監(jiān)控可視化管理平臺(tái) 平臺(tái)采用了智能視覺(jué)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、3D GIS可視化管理平臺(tái)技術(shù)、VIDC云單元主機(jī)技術(shù)等三大核心技術(shù)。其中，在3D GIS可視化管理平臺(tái)中嵌入了貝爾信3DCity Engine核心引擎。 3Dcity Engine是由貝爾信公司完全自主開(kāi)發(fā)的，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)際領(lǐng)先的三維地理信息處理核心技術(shù)，它以分布式的三維地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，采用模型流技術(shù)、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)分建共享技術(shù)、圖形圖像處理技術(shù)、多元實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接入技術(shù)、WFS和WMS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和其它相關(guān)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各種地理信息資源的統(tǒng)一管理、整合、交換、協(xié)同和共享，建立跨地區(qū)、跨部門的“一站式”網(wǎng)絡(luò)協(xié)同服務(wù)體系，為政府、企業(yè)、公眾提供網(wǎng)絡(luò)化三維地理信息服務(wù)。 三維地理信息海量數(shù)據(jù)處理的核心引擎的框架如下： 圖2：3Dcity Engine系統(tǒng)構(gòu)架圖 3D City Engine 引擎功能特點(diǎn): (a)可嵌入式貝爾信VIDC云計(jì)算-云存儲(chǔ)-云分析-云控制主機(jī)平臺(tái) (b)可以作為智慧城市運(yùn)營(yíng)綜合管理中心平臺(tái)的支撐引擎 (c)高速的海量城市三維空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理能力 (d)出色的三維仿真效果與二維GIS的結(jié)合 (e)組件式3DCityEngine平臺(tái)與二次開(kāi)發(fā)支持 (f)完整的空間數(shù)據(jù)描述體系 (g)三維矢量數(shù)據(jù)解決方案 (h)良好的人機(jī)交互 (i)二三維空間地理信息表現(xiàn)無(wú)縫整合 (j)人性化瀏覽操作 (k)“事件－觸發(fā)”機(jī)制 (l)跨平臺(tái)通信 (m)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)引擎 五、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì) 圖3：基于智能視覺(jué)技術(shù)的智能視覺(jué)車聯(lián)網(wǎng) 如圖3所示，利用無(wú)線寬帶技術(shù)，如無(wú)線城市Wi-Fi熱點(diǎn)或3G、4G網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合車載和路側(cè)建立的視頻監(jiān)控點(diǎn)，能構(gòu)建智能視覺(jué)車聯(lián)網(wǎng)，結(jié)合3D GIS和精準(zhǔn)定位服務(wù)，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)車輛、事故現(xiàn)場(chǎng)、事件、災(zāi)難等實(shí)現(xiàn)全景呈現(xiàn)，利用3D GIS和位置服務(wù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)可視化管理。 其應(yīng)用情景包括： 以貝爾信全景呈現(xiàn)3D GIS重點(diǎn)車輛監(jiān)控可視化管理平臺(tái)為基礎(chǔ)，結(jié)合警力分布、道路交通標(biāo)志標(biāo)線、隔離護(hù)欄、交通管理措施及其它專業(yè)化的信息，綜合顯示交通誘導(dǎo)、警力分布、公路車輛智能監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)的運(yùn)行情況。通過(guò)統(tǒng)一的Web界面，除提供基本的空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢功能外，還需要在三維電子地圖上直觀提供實(shí)時(shí)的城市各主要道路的交通流量、車速、事故發(fā)生情況等動(dòng)態(tài)交通信息。 同時(shí)，利用衛(wèi)星定位車輛行駛記錄儀在危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸車、客運(yùn)班車、旅游包車、重型貨車、汽車、列車、建設(shè)施工單位散體物料車、駕駛培訓(xùn)教練車等重點(diǎn)車輛上的安裝、使用，建設(shè)完善的營(yíng)運(yùn)車輛統(tǒng)一安全監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)，形成較為完善的營(yíng)運(yùn)車輛實(shí)時(shí)監(jiān)管體系，變“被動(dòng)管理”為“主動(dòng)管理”，做到“事前智能感知、事中及時(shí)處置、事后完整取證”，從而有效地預(yù)防重特大交通事故的發(fā)生；同時(shí)通過(guò)車載終端信息采集系統(tǒng)，獲得實(shí)時(shí)有效、準(zhǔn)確統(tǒng)一的運(yùn)輸車輛營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)，為行業(yè)管理、企業(yè)運(yùn)營(yíng)提供決策依據(jù)。 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是：借助于3D GIS重點(diǎn)車輛監(jiān)控可視化管理平臺(tái)，以及遍布全國(guó)的智能視覺(jué)物聯(lián)網(wǎng)、智能視覺(jué)車聯(lián)網(wǎng)、北斗/GPS定位系統(tǒng)，可以對(duì)重點(diǎn)車輛實(shí)施全國(guó)、全天候、全時(shí)域地可視化管理，將潛在安全威脅造成的損失降低至最小。 結(jié)束語(yǔ) 重點(diǎn)車輛是涉及重大人身和財(cái)產(chǎn)安全的一類車輛，利用貝爾信提出的全景呈現(xiàn)3D GIS重點(diǎn)車輛監(jiān)控可視化管理平臺(tái)，在下一代智慧信息技術(shù)支撐下構(gòu)建的智能視覺(jué)物聯(lián)網(wǎng)和智能視覺(jué)車聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，有可能對(duì)重點(diǎn)車輛實(shí)現(xiàn)全國(guó)、全天候、全時(shí)域地可視化管理，在公安、軍隊(duì)、金融、物流、危險(xiǎn)品運(yùn)輸、校車等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，值得系統(tǒng)集成商高度關(guān)注。 .