民用爆破器材運輸車輛跟蹤系統(tǒng)功能設計與實現(xiàn)的構想

黃振興

摘要：民用爆破器材公路運輸對運輸管理提出了非常高的要求，需要考慮到民用爆破器材在車內的固定方式，運輸時天氣、路況、社情的復雜性和各種意外情況發(fā)生時的處置方法。民用爆破器材運輸車輛在公路上行駛時，監(jiān)控中心可通過電話短信息等方式聯(lián)系駕駛員和帶車人員以獲得車輛與所運輸民用爆破器材的信息，但仍存在安全隱患和一些不可預見的問題，需要引用高效能的監(jiān)控方式，以提升安全管理水平。

關鍵詞：民用爆破器材;運輸安全管理;跟蹤系統(tǒng)

一、民用爆破器材運輸車輛跟蹤系統(tǒng)功能

（一）運輸車輛的實時監(jiān)控

監(jiān)控中心通過監(jiān)控系統(tǒng)可以對民用爆破器材運輸車輛的行駛速度以及所處的位置進行實時精確的掌握，并且保證調度指令的及時傳達，還能夠為車輛駕駛員提供各種服務信息，如路面狀況、交通狀況以及天氣等等。

（二）車輛行駛狀態(tài)警報

民用爆破器材運輸對車速有著嚴格的規(guī)定，運輸車輛管理單位的監(jiān)控管理員將車輛預先的行駛速度錄入監(jiān)控系統(tǒng)并將其設置在一定范圍內，當車輛在外超速行駛或者中途發(fā)生意外停車時，可以向監(jiān)控中心發(fā)出警報，而后調度人員提示車輛駕駛員注意行駛速度。

（三）車輛行車紀錄及預警報警

民用爆破器材公路運輸一般要求車輛按固定路線行駛，在系統(tǒng)中為任務車輛預先設置行車路線。任務開始時，車輛行走路線及狀態(tài)開始被監(jiān)控記錄并會在監(jiān)控中心得到反饋，如車輛繞路，系統(tǒng)會自動報警，監(jiān)控中心可以根據(jù)實際情況采取措施，從而避免未按規(guī)定路線行駛的情況，同時也能避免由于路況不明以及路況不好而發(fā)生意外。當民用爆破器材運輸車輛遇到突發(fā)事件的時候，駕駛員可以向監(jiān)控中心發(fā)送消息，監(jiān)控終端通過電子地圖上車輛的位置迅速做出指示給駕駛員，提示駕駛員車輛的交通應急方案和排除險情的方法。

（四）車輛統(tǒng)一信息管理

系統(tǒng)能夠對車輛進行集中統(tǒng)一的信息化管理。管理內容涵蓋車輛車牌號碼、車型、顏色、發(fā)動機號、底盤號碼、用途等，并對駕駛員的個人信息也進行錄人，系統(tǒng)將對車輛的所有信息進行采集、錄人，而后向用戶提供修改、刪除以及查詢功能。

二、系統(tǒng)總體設計

本系統(tǒng)由運載車輛的車載終端和監(jiān)控中心兩大部分組成。其中監(jiān)控中心包括通信服務器和監(jiān)控終端兩部分，包含全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、全球地理信息系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、計算機自動控制以及數(shù)據(jù)采集處理綜合系統(tǒng)，可實現(xiàn)全天候衛(wèi)星定位、電子地圖顯示和車輛實時監(jiān)控等功能。

監(jiān)控中心的通信服務器主要負責數(shù)據(jù)的存儲和轉發(fā)，具有數(shù)據(jù)傳輸、指令發(fā)出以及歷史記錄保存的功能，可以實現(xiàn)網絡化的控制通信手段，滿足各種用戶的需求，并且系統(tǒng)具有可拓展性。

車載終端分布在民用爆破器材運輸車輛上，用于接收全球衛(wèi)星定位信息并對信息進行解析處理，完成車輛位置速度等數(shù)據(jù)的匯報。車載監(jiān)控終端系統(tǒng)通過嵌入式處理器獲得車輛所處的位置坐標，車載終端通過無線通信模塊連接到互聯(lián)網或者專用網絡，將車輛的有關信息送到通信服務器，通信服務器將收到的車載終端數(shù)據(jù)分類保存在數(shù)據(jù)庫中。監(jiān)控終端負責監(jiān)控指揮調度任務，是監(jiān)控中心的核心。

三、系統(tǒng)功能實現(xiàn)

（一）車載單元

車載移動終端是民用爆破器材運輸車輛監(jiān)控系統(tǒng)的終端設備，其基本功能是實現(xiàn)運載車輛以及民用爆破器材定位及數(shù)據(jù)傳輸，主要由以車載中央處理器為核心的衛(wèi)星定位信號接收器、無線通信設備及顯示屏組成。

車載單元通過接收天線接收定位衛(wèi)星發(fā)射的定位信號，經過解析處理，計算出民用爆破器材運輸車輛的位置、速度、日期、時間等定位數(shù)據(jù)。車載控制單元中央處理器是車載移動單元的核心，接收衛(wèi)星定位信息，將定位信息與監(jiān)控中心的各種指令通過液晶屏幕提供給車輛駕駛員，駕駛員能夠通過車載終端實現(xiàn)與監(jiān)控中心進行實時語音通信，安全便捷有效。

無線通信模塊用于實現(xiàn)移動車輛和監(jiān)控中心通信，必須保證其在通信過程中的正常工作，如果發(fā)生信號阻隔會自動報警。

車載中央處理單元從硬件上可分為以單片機為核心的處理器和以嵌入式CPU為核心的處理器。車載數(shù)據(jù)模塊中的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集需要通過傳感器完成，主要由傳感器、信號整形濾波放大等調理電路以及運算處理器組成，將各種傳感器通過相應的接口電路與中心處理控制器和通信模塊結合，就可以構成車輛自身信息的檢測系統(tǒng)。

由于民用爆破器材運輸對溫度、濕度有較高的要求，因此將溫度和濕度傳感器安置在民用爆破器材運輸車輛之中，對車廂內的溫濕度等狀況進行實時的檢測與監(jiān)控，以保證民用爆破器材在運輸過程中的安全。

（二）監(jiān)控中心

監(jiān)控中心的組成有無線通信網、中央服務器、大屏幕顯示器、監(jiān)控終端、地理信息系統(tǒng)終端。其作用是接收車載監(jiān)控單元發(fā)出的車輛定位數(shù)據(jù)，并進行快速地處理，實現(xiàn)車輛的緊急調度。監(jiān)控中心配有全球地理信息系統(tǒng)，能夠對車輛的準確位置以及各種車輛所處的環(huán)境進行預測，發(fā)出指令提示駕駛員進行正確的駕駛操作，避免了駕駛員的繞路、超速和急停等違規(guī)現(xiàn)象的發(fā)生，能夠查詢記錄駕駛員與車輛的行駛信息，從而實現(xiàn)對車輛的監(jiān)控、調度和指揮。

整個中心軟件的設計采用客戶端服務器（client/sever），將一個數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)分解為前臺客戶端應用程序、后臺數(shù)據(jù)庫服務器部分以及網絡通信三大部分。監(jiān)控中心的主要作用是發(fā)送指令，服務器執(zhí)行命令并及時反饋操作結果。整個監(jiān)控系統(tǒng)由后臺數(shù)據(jù)庫、中心交換機服務器、面向對象的監(jiān)控調度系統(tǒng)、預警報警及系統(tǒng)維護組成。

連接民用爆破器材運輸車輛車載單元與監(jiān)控中心的橋梁，采用無線通信網絡進行信息的傳輸;目前已經由2G向3G網絡化發(fā)展，傳輸效率大幅提高，信息傳輸量成倍增長，可提供語音、數(shù)據(jù)、短信、漫游等多項服務，而且能與互聯(lián)網或局域網相連，便于信息交互。

在無線通信系統(tǒng)中，民用爆破器材車輛的車載單元和監(jiān)控中心之間的無線通信是基于GPRS的無線數(shù)據(jù)分組傳輸網絡，信息到達監(jiān)控中心時，監(jiān)控中心接收指令對車輛進行調度與監(jiān)控，而車載單元也可通過GPRS無線數(shù)據(jù)分組傳輸網絡與監(jiān)控中心的管理員實現(xiàn)短信息或語音聯(lián)系。

無線通信的過程主要是無線通信網絡的初始化、LCP協(xié)商、PAP認證、IPCP協(xié)商請求連接主控臺、連接監(jiān)控中心成功后進行數(shù)據(jù)傳輸、傳輸完畢后請求斷開連接以及緊急信息發(fā)出等階段組成。