基于GPS電子圍欄的煤場裝載管理系統(tǒng)的研究

馬喆

摘要：GPS電子圍欄的煤場裝載管理系統(tǒng)是基于GPS電子圍欄、車牌識(shí)別以及RFID技術(shù)的方案，總的說是通過在儲(chǔ)煤場出入口設(shè)置攝像機(jī)，讀卡器，裝載機(jī)具上安裝相應(yīng)的設(shè)備自動(dòng)獲取運(yùn)煤車信息以及開票信息，并傳輸至上位機(jī)，將日期、載重、出入事件等信息和采集的車輛信息一并存儲(chǔ)，并進(jìn)行資金劃賬等處理，達(dá)到自動(dòng)監(jiān)控儲(chǔ)煤場運(yùn)行的目的。

關(guān)鍵詞：電子圍欄;車牌識(shí)別;RFID技術(shù);自動(dòng)監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1009-3044（2019）02-0185-02

目前國內(nèi)絕大部分煤場都采用視頻監(jiān)控加上煤場監(jiān)督員的方式進(jìn)行監(jiān)管，這種方式由于煤場環(huán)境惡劣，視頻監(jiān)控根本看不清楚，而且對(duì)于內(nèi)外勾結(jié)低價(jià)運(yùn)輸優(yōu)質(zhì)煤炭的情況根本無能為力，而且還多負(fù)擔(dān)若干監(jiān)督員工資。另一些稍微先進(jìn)點(diǎn)的煤場，有采用車牌識(shí)別加電子標(biāo)簽的，但是對(duì)于內(nèi)外勾結(jié)的情況，也是無法避免，我們這套方案，從技術(shù)上杜絕了人為錯(cuò)誤操作的可能，一旦有任何違規(guī)，現(xiàn)場就會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，控制中心也會(huì)有報(bào)警，監(jiān)督人員可迅速到場處理。

1? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

整個(gè)系統(tǒng)采用的是信息化的業(yè)務(wù)平臺(tái)，它集成了車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)定位，車輛的信息管理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析于一體。當(dāng)運(yùn)輸車輛進(jìn)入煤場入口時(shí)，車輛檢測(cè)器檢測(cè)到有效信號(hào)，門禁旁的兩臺(tái)攝像機(jī)將分別拍攝出視頻信號(hào)，再經(jīng)圖像釆集卡釆集后輸入到計(jì)算機(jī)中，得到車牌區(qū)域原始圖像和裝載物的圖像。直到識(shí)別出牌照號(hào)碼，在通過車牌識(shí)別技術(shù)獲取相應(yīng)的車輛信息，再從數(shù)據(jù)庫中來查詢對(duì)應(yīng)車輛需要裝載的運(yùn)煤信息（運(yùn)輸車輛在進(jìn)入煤場之前需要注冊(cè)的運(yùn)煤信息），系統(tǒng)根據(jù)此對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸信息生成相應(yīng)的電子標(biāo)簽，司機(jī)在獲取到此電子標(biāo)簽之后需要綁定到司機(jī)的手機(jī)上面，運(yùn)輸司機(jī)可以打開相應(yīng)的運(yùn)煤軟件直接導(dǎo)航到對(duì)應(yīng)的煤場區(qū)域來進(jìn)行煤炭裝載，帶有RFID的裝載機(jī)在進(jìn)行裝載之前首先要對(duì)運(yùn)輸車輛上的電子標(biāo)簽進(jìn)行信息識(shí)別，如果識(shí)別成功，那么裝載機(jī)會(huì)根據(jù)裝載的信息進(jìn)行煤炭裝載，如果識(shí)別失敗那么發(fā)出警報(bào)。如果運(yùn)輸車進(jìn)入非指定的煤場區(qū)域，那么系統(tǒng)也會(huì)根據(jù)提前設(shè)定的報(bào)警條件發(fā)出警報(bào)。運(yùn)輸車輛裝載完畢后，按照百度地圖上導(dǎo)航的線路出場，在運(yùn)輸車輛出口需要回收相應(yīng)運(yùn)煤的電子標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)行資金的結(jié)賬清算。

2 系統(tǒng)總體應(yīng)用規(guī)劃

本系統(tǒng)是基于用手機(jī)的位置來定位車輛的運(yùn)行軌跡，使車輛的位置直接綁定到手機(jī)上面，帶有手機(jī)的煤車進(jìn)入煤場，系統(tǒng)推送煤車的裝載信息，服務(wù)器根據(jù)系統(tǒng)推送的裝載信息對(duì)手機(jī)進(jìn)行目標(biāo)導(dǎo)航反饋，煤車根據(jù)導(dǎo)航到達(dá)指定的電子圍欄區(qū)域時(shí)推送報(bào)道導(dǎo)航信息，這取代了人工導(dǎo)引的煩瑣工作。

本系統(tǒng)主要包括四個(gè)部分：綁定到運(yùn)輸車輛上帶有GPS導(dǎo)航功能的手機(jī)終端、中心服務(wù)器、監(jiān)控中心、中心數(shù)據(jù)庫。本系統(tǒng)的架構(gòu)圖如圖1：

3? 煤場裝載管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1? GPS定位及導(dǎo)航技術(shù)

系統(tǒng)定位導(dǎo)航采用GPS、WIFI、基站等多種定位方式的百度地圖API實(shí)現(xiàn)了在車載終端多種模式的融合定位，同時(shí)也可以在監(jiān)控端進(jìn)行地圖定位，根據(jù)符合的條件對(duì)車載端進(jìn)行路徑的規(guī)劃和導(dǎo)航，有效地對(duì)不符合規(guī)定的行駛車輛提供了報(bào)警的條件。

3.2 電子圍欄技術(shù)

電子圍欄是在需要保護(hù)的區(qū)域范圍邊界上架設(shè)一道物理的探測(cè)圍欄。

由于煤場區(qū)域內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，因此采用MAPINFO等電子地圖系統(tǒng)太過浪費(fèi)，因此采用示意圖即可。這樣就需要系統(tǒng)能夠簡便設(shè)置電子圍欄區(qū)域，因此系統(tǒng)應(yīng)提供該項(xiàng)功能，該項(xiàng)技術(shù)目前被稱為虛擬電子圍欄或者地圖電子圍欄。

虛擬電子圍欄就是用鼠標(biāo)手工的在地圖上繪制出一個(gè)封閉的圖形區(qū)域，當(dāng)車輛進(jìn)入或者離開相應(yīng)的圖形區(qū)域時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)根據(jù)提前設(shè)定的條件出發(fā)相應(yīng)的處理程序。該圖形區(qū)域可以是圓形、矩形或者其他不規(guī)則圖形。

電子圍欄設(shè)置時(shí)，屏幕顯示煤場示意圖，用戶選取設(shè)置圍欄菜單后，用鼠標(biāo)在電子地圖上以線段方式畫出一個(gè)封閉區(qū)域，系統(tǒng)將根據(jù)預(yù)存的比例尺以及鼠標(biāo)點(diǎn)擊時(shí)的屏幕坐標(biāo)，將該區(qū)域記錄進(jìn)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，作為位置判斷依據(jù)。

3.3 RFID技術(shù)

對(duì)于煤場裝載系統(tǒng)RFID技術(shù)應(yīng)用在運(yùn)煤車輛的裝載環(huán)節(jié)當(dāng)中。運(yùn)煤車輛進(jìn)入煤場時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)司機(jī)用戶裝煤的需要生成相應(yīng)的電子標(biāo)簽，這種電子標(biāo)簽會(huì)和用戶的手機(jī)或者其他設(shè)備綁定到一起，當(dāng)運(yùn)煤車輛進(jìn)入到指定的煤場區(qū)域，帶有RFID檢測(cè)閱讀裝置的裝載機(jī)，通過閱讀器可以檢測(cè)到電子標(biāo)簽中相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)傳送到后端系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行核對(duì)，如果不是本型號(hào)的煤炭，裝載機(jī)報(bào)警。

3.4 圖像處理技術(shù)

圖像處理技術(shù)主要應(yīng)用于車牌號(hào)碼的識(shí)別。運(yùn)煤車輛經(jīng)過出，入口的地感線圈后，車輛檢測(cè)器檢測(cè)到有效信號(hào)，門禁旁的兩臺(tái)攝像機(jī)將分別拍攝出視頻信號(hào)，再經(jīng)圖像釆集卡釆集后輸入到計(jì)算機(jī)中，得到車牌區(qū)域原始圖像和裝載物的圖像。

車牌識(shí)別目前已是成熟技術(shù)，我們?cè)诙鄠€(gè)場合已有成功應(yīng)用，在此只簡單介紹軟件過程，如圖2所示。

4 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

1）車輛線路查詢

任何時(shí)候，只需輸入車號(hào)，即可查詢?cè)撥囕v歷史以來進(jìn)入該煤場的所有記錄，以及每次進(jìn)場時(shí)出具的票據(jù)、進(jìn)場時(shí)間、出場時(shí)間、場內(nèi)行進(jìn)線路等信息。

2）越界信息查詢

根據(jù)車輛進(jìn)場時(shí)換取的GPS-RFID（電子標(biāo)簽）設(shè)備，不斷讀取車輛運(yùn)行軌跡，若進(jìn)入不該進(jìn)入?yún)^(qū)域，則系統(tǒng)報(bào)警，同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)具有容錯(cuò)功能，若進(jìn)入?yún)^(qū)域時(shí)間小于某一閾值（由系統(tǒng)管理員設(shè)置，一般在秒級(jí)，則系統(tǒng)無須報(bào)警。

讀卡-報(bào)警器除了讀卡并控制報(bào)警器外，應(yīng)與主機(jī)能定時(shí)通訊，防止有人關(guān)閉該設(shè)備電源導(dǎo)致資產(chǎn)流失，因此應(yīng)通過wifi模塊與服務(wù)器進(jìn)行定時(shí)通訊，以保證該設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)設(shè)置該裝置每隔10秒鐘與服務(wù)器進(jìn)行信號(hào)通信，若連續(xù)兩個(gè)周期沒收到該設(shè)備報(bào)警，服務(wù)器發(fā)出報(bào)警，工作人員馬上到現(xiàn)場進(jìn)行查看。

3）報(bào)警配置模塊

系統(tǒng)管理員可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況調(diào)整報(bào)警方式以及報(bào)警級(jí)別，根據(jù)車輛進(jìn)入敏感區(qū)域的不同，報(bào)警等級(jí)也不同。

4）裝載記錄

運(yùn)輸車輛進(jìn)場，裝載某一型號(hào)的煤炭，在稱重時(shí)，由工作人員將車號(hào)、重量等信息計(jì)入系統(tǒng)，可隨時(shí)查詢出某段時(shí)間內(nèi)某種型號(hào)煤炭銷售情況。

5）出場管理

回收電子標(biāo)簽，再次核對(duì)車號(hào)以及開票信息，記錄出場時(shí)間。

5 結(jié)語

本文在對(duì)我國煤場目前運(yùn)營狀況進(jìn)行分析的基礎(chǔ)之上，研究了基于GPS電子圍欄的煤場裝載管理系統(tǒng)，系統(tǒng)應(yīng)在技術(shù)可行的前提下，研究了進(jìn)場車輛監(jiān)控、裝載機(jī)具監(jiān)控，利用電子標(biāo)簽與電子圍欄、車牌識(shí)別技術(shù)，在不增加查驗(yàn)人員的前提下，杜絕人為差錯(cuò)，嚴(yán)格按照開票信息與裝載、出場產(chǎn)品一致，為企業(yè)減少無端損失。該系統(tǒng)建成后，不僅可在煤炭行業(yè)推廣，對(duì)于類似行業(yè)，均有巨大的推廣潛力。

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