港口車輛作業(yè)智能導(dǎo)引系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

程為平++張釗++安小剛++李林

摘 要：目前國(guó)內(nèi)港口集疏運(yùn)效率低、物流車輛管理技術(shù)手段落后、場(chǎng)內(nèi)調(diào)度信息獲取滯后等一系列問題，成為影響港口總體競(jìng)爭(zhēng)力提高的瓶頸。因此，利用先進(jìn)的技術(shù)手段提高港口車輛集疏運(yùn)效率，對(duì)提高港口碼頭的生產(chǎn)管理水平及長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展至關(guān)重要。該文以港口集疏運(yùn)車輛作業(yè)為研究對(duì)象，綜合利用網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、GIS技術(shù)、移動(dòng)定位技術(shù)、嵌入式終端開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)了港口車輛作業(yè)智能導(dǎo)引系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于智能終端的結(jié)合車輛作業(yè)流程的實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃與導(dǎo)航和管理端的車輛實(shí)際行駛路徑的自動(dòng)紀(jì)錄與綜合查詢。

關(guān)鍵詞：智能導(dǎo)引 路徑規(guī)劃 實(shí)時(shí)導(dǎo)航 綜合查詢

中圖分類號(hào)：U492 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（b）-0004-03

隨著世界經(jīng)濟(jì)全球一體化發(fā)展，世界貿(mào)易自由開放化，國(guó)際運(yùn)輸市場(chǎng)范圍正在逐步擴(kuò)大，現(xiàn)代物流行業(yè)正在蓬勃前進(jìn)，港口在地區(qū)、國(guó)家乃至全球經(jīng)濟(jì)金融發(fā)展中承擔(dān)著重要樞紐角色，對(duì)周邊地區(qū)產(chǎn)生重要影響，可進(jìn)一步推動(dòng)世界經(jīng)貿(mào)發(fā)展。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，碼頭的作業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)模式發(fā)生根本變化，不再是簡(jiǎn)單的?？俊⒀b卸、堆存、運(yùn)轉(zhuǎn)等基本功能。信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)提高港口生產(chǎn)效率、降低成本，對(duì)當(dāng)前港口運(yùn)營(yíng)起重要作用。充分利用網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、定位等相關(guān)技術(shù)，進(jìn)行港口車輛的智能導(dǎo)引、作業(yè)流程規(guī)整、系統(tǒng)支持、信息存儲(chǔ)、路徑優(yōu)化決策各種關(guān)鍵支持，實(shí)現(xiàn)港口的運(yùn)輸車輛可控可視化、可管理性，降低港口集疏運(yùn)車輛作業(yè)的復(fù)雜度，推進(jìn)港口服務(wù)的智能化和信息化水平，是最終實(shí)現(xiàn)信息化、智能化、現(xiàn)代化港口的必然要求。

1 需求分析

港口車輛集疏運(yùn)效率是影響港口吞吐能力的重要因素。目前我國(guó)港口企業(yè)已通過綜合利用智能閘口、視頻監(jiān)控、場(chǎng)內(nèi)調(diào)度廣播等技術(shù)手段有效提高了港口管理保障能力，但是車輛導(dǎo)引智能化程度不夠、作業(yè)過程信息交互不暢的問題依然沒有得到根本性解決。首先集疏車輛進(jìn)港（特別是外部車輛）作業(yè)過程中，因作業(yè)司機(jī)對(duì)港區(qū)道路、作業(yè)流程、管理要求情況不熟悉，加之在作業(yè)過程中缺乏必要的信息快速傳輸與智能導(dǎo)引手段，造成集疏效率不高，混票、錯(cuò)票的事件也時(shí)有發(fā)生；此外，由于車輛司機(jī)對(duì)于港區(qū)道路分布及路況信息掌握不全面，誤走、誤入、超速、超高等違規(guī)行駛行為難以監(jiān)管，帶來(lái)了安全隱患，安全事故偶有出現(xiàn)。針對(duì)上述問題該智能導(dǎo)引系統(tǒng)應(yīng)該滿足以下基本功能需求。

（1）智能終端（移動(dòng)APP）

①用戶作業(yè)任務(wù)領(lǐng)取查詢與管理；

②用戶執(zhí)行作業(yè)任務(wù)時(shí)實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃與導(dǎo)航；

③用戶作業(yè)任務(wù)完成磅單作業(yè)票生成、結(jié)算；

④用戶可以一鍵求助。

（2）服務(wù)器端管理系統(tǒng)

①服務(wù)端作業(yè)任務(wù)下達(dá)；

②服務(wù)端作業(yè)記錄與查詢；

③服務(wù)端港區(qū)地圖車輛動(dòng)態(tài)顯示；

④服務(wù)端表單管理；

⑤服務(wù)端基本信息管理。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

港口車輛作業(yè)智能導(dǎo)引系統(tǒng)組成是智能終端程序（移動(dòng)APP）和計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。

基于Android平臺(tái)進(jìn)行原型系統(tǒng)研發(fā)的智能終端手機(jī)APP控制端：用戶可在基于公共網(wǎng)絡(luò)的前提下注冊(cè)完善個(gè)人、車輛信息，審核完成登錄手持端即可開始接收任務(wù)；系統(tǒng)在綜合作業(yè)任務(wù)地點(diǎn)、時(shí)間和實(shí)時(shí)港區(qū)路況實(shí)時(shí)規(guī)劃路徑，優(yōu)先推薦路途最短、車流量最小導(dǎo)航路線，車輛路徑在出現(xiàn)行駛偏差后可自動(dòng)調(diào)整并多次圖形化引導(dǎo)；原始紙質(zhì)作業(yè)單據(jù)填報(bào)可以取代，手持端系統(tǒng)可填報(bào)單據(jù)并查詢?nèi)蝿?wù)單相關(guān)信息包括任務(wù)類型、任務(wù)時(shí)間、司機(jī)、車輛、貨種、貨主、堆場(chǎng)等。輔助功能還有港區(qū)緊急情況如前方事故、擁堵或臨時(shí)搶修等路況預(yù)警。功能體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

智能導(dǎo)引后臺(tái)交互服務(wù)管理端主要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的是監(jiān)控港區(qū)運(yùn)輸車輛作業(yè)情況：系統(tǒng)首頁(yè)以總數(shù)字統(tǒng)計(jì)方式顯示作業(yè)記錄、任務(wù)記錄、車輛、司機(jī)、運(yùn)輸公司、貨主、貨種、庫(kù)場(chǎng)、監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)；服務(wù)器端可下達(dá)作業(yè)管理任務(wù)，作業(yè)記錄查詢，表單管理和基本信息管理；服務(wù)器端基于地圖的在港區(qū)內(nèi)所有車輛的動(dòng)態(tài)顯示，路面車輛擁堵預(yù)警，緊急車輛安全事故通知提前暢通路線誘導(dǎo)等。功能體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

首先是服務(wù)端管理系統(tǒng)運(yùn)行交互，記載港區(qū)的作業(yè)基本信息狀態(tài)，繼而下達(dá)任務(wù)致客戶端，移動(dòng)用戶通過手持終端登錄智能導(dǎo)引APP系統(tǒng)后即可領(lǐng)取任務(wù)并開始任務(wù)導(dǎo)航，任務(wù)開始選擇最優(yōu)路徑方案，執(zhí)行過程中輔助語(yǔ)音求助并可接受后臺(tái)服務(wù)端發(fā)出的緊急事故情況提示信息以及時(shí)劈開事故擁堵路段，作業(yè)結(jié)束手持端可查看后臺(tái)服務(wù)管理端作業(yè)管理模塊生成的單據(jù)包括磅單、結(jié)算單、作業(yè)情況記錄、作業(yè)票以及罰單。

3 智能引導(dǎo)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)在采用路徑搜索算法實(shí)現(xiàn)最優(yōu)路徑選擇問題的基礎(chǔ)上，采用C/S架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)客戶端APP系統(tǒng)和服務(wù)器端管理系統(tǒng)采用雙工通信方式，服務(wù)器管理端向APP管理端下達(dá)作業(yè)任務(wù)，采用APP實(shí)時(shí)接收服務(wù)管理端推送的回避擁堵點(diǎn)、事故點(diǎn)的方法，實(shí)現(xiàn)路徑的實(shí)時(shí)導(dǎo)航與優(yōu)化；同時(shí)，APP端則可以實(shí)時(shí)向服務(wù)管理端反饋位置、速度、任務(wù)執(zhí)行進(jìn)度等管理信息，已達(dá)到很好地規(guī)避港區(qū)事故，提高車輛作業(yè)效率和港口的管理效率，很好地提高港口管理安全保障能力。港口車輛作業(yè)智能導(dǎo)引系統(tǒng)組成是智能終端程序（移動(dòng)APP）和計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)如圖3和圖4所示。

4 結(jié)語(yǔ)

該系統(tǒng)整體應(yīng)用可以提高集疏運(yùn)調(diào)度的靈活性、科學(xué)性，最終提高港口的作業(yè)效率，規(guī)范流程管理，為降低安全風(fēng)險(xiǎn)提供技術(shù)保障。總之，建立基于公共網(wǎng)絡(luò)的手持智能導(dǎo)引系統(tǒng)與管理監(jiān)控系統(tǒng)相輔相成的港口運(yùn)輸車輛監(jiān)控管理是提高周轉(zhuǎn)效率、加速港口轉(zhuǎn)型、促進(jìn)智慧港口發(fā)展的一種重要手段。

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