基于北斗高精度終端的渣土車監(jiān)管技術(shù)研究

王偉 李存文

（1.駐馬店市國土資源局，河南 駐馬店 463000；2. 河南省測繪工程院，河南 鄭州 450003）

1 引言

資料顯示，我國渣土車經(jīng)濟(jì)于2000年以后興起并取得了較快發(fā)展。目前，在我國經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)，渣土車使用已經(jīng)相當(dāng)普及。作為建筑垃圾及渣土運(yùn)輸?shù)墓ぞ?，渣土車超速、闖紅燈、超載、撒漏、揚(yáng)塵、交通事故多發(fā)等問題不容忽視，安全問題令人十分憂慮。

如今，很多城市已經(jīng)用上了裝有北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的新型渣土運(yùn)輸車，將渣土車的管理智能化，從技術(shù)上、管理上減少了渣土車給城市帶來的危害。比如，濟(jì)南市中區(qū)給轄下200余輛渣土車安裝了北斗終端。通過監(jiān)控平臺可以實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)控渣土車的位置、行駛路線、車速以及運(yùn)行狀態(tài)。一旦發(fā)生違規(guī)行為，信號接收器就會自動發(fā)出警報(bào)，并將所有數(shù)據(jù)傳到監(jiān)控平臺，以作為行業(yè)自律管理及城管執(zhí)法的依據(jù)[1]。不管是渣土車超載、亂倒還是不按指定線路行駛，都可以在監(jiān)控平臺大屏幕上清晰看到，這一數(shù)據(jù)還將與濟(jì)南市中區(qū)交警大隊(duì)共享[2]。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國獨(dú)立發(fā)展、自主運(yùn)行，并與世界其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容互用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)除了能夠在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)[3]，還具備差分服務(wù)和完好性服務(wù)特色，是我國國家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。該系統(tǒng)的高精度應(yīng)用是北斗導(dǎo)航應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。2013年3月22日，我國首個省級北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)湖北示范項(xiàng)目在武漢通過驗(yàn)收，采用北斗單頻差分導(dǎo)航技術(shù)，實(shí)時定位精度達(dá)1.5米，可為北斗導(dǎo)航產(chǎn)品提供高精度定位服務(wù)，開啟了北斗衛(wèi)星高精度應(yīng)用新時代。加入北斗高精度車載終端，可對渣土車進(jìn)行有效監(jiān)管，讓《城市建筑垃圾和工程渣土管理規(guī)定》得以貫徹實(shí)施。

2 渣土車監(jiān)管的重點(diǎn)內(nèi)容

根據(jù)我國《城市建筑垃圾和工程渣土管理規(guī)定》的要求，結(jié)合我國渣土車監(jiān)管的實(shí)際情況，本文認(rèn)為渣土車監(jiān)管主要從車、人以及安全運(yùn)行監(jiān)管三方面進(jìn)行。

2.1 對車的監(jiān)管

對渣土車的監(jiān)管，首先需要建立渣土車信息檔案，包括車牌號碼、品牌型號、荷載噸位、車輛所有人和駕駛?cè)?、發(fā)證單位、有效期等。其次要嚴(yán)格限制車輛行駛路線、行駛時間、行駛速度，杜絕超速、闖紅燈、超載、撒漏、揚(yáng)塵等現(xiàn)象，特別是對于人為原因造成車輛違規(guī)行駛（比如逆行、違規(guī)?？俊⒄{(diào)頭等）的問題應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)管[4]，并及時提醒和報(bào)警。

2.2 對人的監(jiān)管

對人的監(jiān)管，主要包括司機(jī)、隨車人員。主要是在車輛行駛時，通過車輛高精度定位、車內(nèi)視頻監(jiān)控、4G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葘λ緳C(jī)狀態(tài)的監(jiān)管。

2.3 安全運(yùn)行監(jiān)管

《城市建筑垃圾和工程渣土管理規(guī)定》第二十條規(guī)定：運(yùn)輸車輛的行駛路線和時間，由渣土管理部門會同公安交通管理部門確定。車輛運(yùn)輸應(yīng)按規(guī)定的運(yùn)輸路線和時間運(yùn)行，運(yùn)輸途中不得偷倒、亂倒渣土。通過高精度車載終端定位，可以有效地對渣土車是否按規(guī)定運(yùn)輸路線和時間行駛進(jìn)行監(jiān)管。

3 北斗高精度終端渣土車監(jiān)管關(guān)鍵技術(shù)

依據(jù)實(shí)際狀況，北斗高精度終端渣土車監(jiān)管系統(tǒng)可由中心監(jiān)控系統(tǒng)（分兩級：主控制中心即車輛主管部門，分控制中心即運(yùn)營公司管理中心）、北斗終端設(shè)備、其他車載設(shè)備、4G通信網(wǎng)絡(luò)等組成一個全天候、全范圍的渣土車車輛管理和車輛跟蹤綜合平臺（如圖1所示）。該系統(tǒng)以高精度影像圖為基礎(chǔ)，以高精度定位數(shù)據(jù)和視頻影像信息為依據(jù)，并根據(jù)需要調(diào)用城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻資料進(jìn)行輔助決策，有效實(shí)現(xiàn)對渣土車的監(jiān)管。

圖1 渣土車監(jiān)管系統(tǒng)

3.1 中心監(jiān)控系統(tǒng)

北斗高精度終端渣土車監(jiān)管系統(tǒng)采用兩級中心監(jiān)控系統(tǒng)的模式。一級監(jiān)控中心設(shè)在數(shù)字化城市管理監(jiān)督指揮中心或交通監(jiān)管部門，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)內(nèi)車輛監(jiān)控、調(diào)度及管理功能。二級監(jiān)控中心設(shè)在各渣土車運(yùn)營公司，通過系統(tǒng)授權(quán)，可實(shí)現(xiàn)部分或特定車輛的監(jiān)控、調(diào)度及管理功能。

一級監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)車載終端的信息交互，完成各種信息的分類、記錄和轉(zhuǎn)發(fā)，以及分中心之間業(yè)務(wù)信息的流轉(zhuǎn)，并對整個網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行監(jiān)控管理。

中心監(jiān)控系統(tǒng)能有效實(shí)現(xiàn)車輛的監(jiān)控、實(shí)時位置查詢、雙向通話、監(jiān)聽、軌跡回放、車輛調(diào)度、車輛報(bào)警、實(shí)時視頻調(diào)用、視頻查詢、TTS語音播報(bào)、分級管理等多種功能，這一數(shù)據(jù)還將與交警部門共享。

中心監(jiān)控系統(tǒng)采用的底圖數(shù)據(jù)是由測繪或規(guī)劃部門提供的高精度影像及地理實(shí)體平臺數(shù)據(jù)，或由相關(guān)部門提供地理信息公共服務(wù)平臺數(shù)據(jù)接入，并考慮接入城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)，為車輛監(jiān)控提供及時有效的信息。

3.2 4G通信網(wǎng)絡(luò)

無線通信網(wǎng)絡(luò)是車載終端與監(jiān)控中心信息交互的通道。系統(tǒng)采用無線4G網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)完成定位信息在車載終端與監(jiān)控調(diào)度管理中心間傳輸。車載終端及視頻圖像信息利用無線4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息收發(fā)，并利用因特網(wǎng)將信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

3.3 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航及北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)（GPS）和俄羅斯GLONASS之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航及授時服務(wù)，并具備短報(bào)文通信能力。目前，正在運(yùn)行的北斗二號系統(tǒng)發(fā)播B1I和B2I公開服務(wù)信號，免費(fèi)向亞太地區(qū)提供公開服務(wù)。服務(wù)區(qū)為南北緯55度、東經(jīng)55度到180度區(qū)域，定位精度優(yōu)于10米，測速精度優(yōu)于0.2 米/秒，授時精度優(yōu)于50納秒。

北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)是通過建設(shè)一定數(shù)量連續(xù)運(yùn)行的基于北斗系統(tǒng)的參考站，利用衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)，向各行業(yè)提供精確定位、實(shí)時定位和移動目標(biāo)導(dǎo)航等空間位置信息的服務(wù)系統(tǒng)。北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)可以帶來米級、分米級、厘米級和后處理毫米級的高精度服務(wù)，在車道級導(dǎo)航、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、建筑物監(jiān)測等方面為大家?guī)砣碌母呔润w驗(yàn)。

3.4 車載終端產(chǎn)品

車載終端產(chǎn)品可以采用北斗4G高精度車載終端系統(tǒng)。與傳統(tǒng)GNSS+4G組合的監(jiān)控終端相比，這種類型的車載終端產(chǎn)品采用的BDS模塊可以在進(jìn)行偽距差分后達(dá)到1米定位精度，真正實(shí)現(xiàn)車道級的監(jiān)控目的。

4 相對于傳統(tǒng)方法的技術(shù)優(yōu)勢

4.1 高精度定位終端可進(jìn)行車道級監(jiān)管

隨著中國首個北斗衛(wèi)星導(dǎo)航地面增強(qiáng)網(wǎng)——北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)河南示范項(xiàng)目建成試運(yùn)行，中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航開啟了高精度應(yīng)用的新時代。北斗導(dǎo)航終端定位精度從“馬路級”提升到“車道級”以后，可以更有效地對車輛的運(yùn)行車道、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管,有效解決渣土車多拉快跑、拋灑滴漏、超載超速、擅闖紅燈，不按指定時間段、指定路線行駛，不按指定區(qū)域傾倒渣土等問題，實(shí)現(xiàn)城市渣土車運(yùn)行、識別、服務(wù)、安全、遵章的信息化管理[5]79。

4.2 調(diào)用城市視頻監(jiān)控，有效監(jiān)管渣土車

根據(jù)我國《城市建筑垃圾和工程渣土管理規(guī)定》第二十條規(guī)定,車輛應(yīng)按規(guī)定的運(yùn)輸路線和時間運(yùn)行，運(yùn)輸途中不得偷倒、亂倒渣土。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法只能依靠車輛自身的行車記錄儀進(jìn)行記錄，再調(diào)用查看。如果能在屏幕上直接調(diào)用城市監(jiān)控視頻，對渣土車的視頻信息進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，可有效監(jiān)管渣土車。

4.3 米級定位對渣土車路線調(diào)控更科學(xué)

本技術(shù)實(shí)施方案采用高精度定位終端作為渣土車位置監(jiān)控源，配套使用高精度影像底圖，實(shí)現(xiàn)渣土車米級定位展示，以保證渣土車在影像上顯示的軌跡更加真實(shí)可靠，用于輔助監(jiān)控工作更有說服力。

4.4 采用平臺數(shù)據(jù)更新運(yùn)維機(jī)制

基于北斗高精度終端渣土車監(jiān)管，我們采用由測繪或規(guī)劃部門提供的高精度影像及地理實(shí)體平臺數(shù)據(jù)作為底圖，在平臺數(shù)據(jù)之上疊加其他專題數(shù)據(jù)共同組成監(jiān)控平臺上的底層數(shù)據(jù)。由這些專業(yè)部門提供平臺數(shù)據(jù)或平臺服務(wù)能保證底圖數(shù)據(jù)的定期更新與維護(hù)[5]81，使監(jiān)管平臺的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性更強(qiáng)，擁有更長久的生命力。

5 結(jié)束語

渣土車安全管理模式目前還處在一個探索階段，如何解決當(dāng)前渣土車的安全管理工作，各地政府部門都在花心思、想辦法。北斗監(jiān)控產(chǎn)品的應(yīng)用，可以更精確、更實(shí)時地解決車在哪兒，怎么運(yùn)行，是否需要進(jìn)行調(diào)整等問題，配合高精度的空間位置底圖以及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)等，可以更安全、準(zhǔn)確、有效地對渣土車進(jìn)行監(jiān)管，更好地把控智慧城管中的渣土車一環(huán)。

[1]王迅.車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在渣土車安全監(jiān)管中的應(yīng)用探討[J].電腦知識與技術(shù),2012,5(8-13):35-37.

[2]李德仁.移動測量技術(shù)及其應(yīng)用[J].地理空間信息,2006(4):1-5.

[3]周忠謨,易杰軍,周琪. GPS衛(wèi)星測量原理與應(yīng)用[M].武漢:測繪出版社,1999:26-28.

[4]楊靜.關(guān)注渣土車運(yùn)營,提升車輛智能化水平[J].客車長廊，2014(1):64.

[5]劉大杰,陶本藻.實(shí)用測量數(shù)據(jù)處理方法[M].北京:測繪出版社，2000.