基于北斗定位與電子圍欄技術(shù)的環(huán)保運(yùn)輸車輛軌跡管控方法及研究

張朝峰 姜浩 王志強(qiáng) 汪曉波

【摘要】? ? 固廢管理信息化系統(tǒng)主要是實現(xiàn)運(yùn)輸車輛及目的信息地合規(guī)化管理，管控運(yùn)輸車輛的出入廠，監(jiān)控電廠內(nèi)和電廠外固廢運(yùn)輸車輛的行駛軌跡和規(guī)范行駛，并且接入汽車衡固廢重量數(shù)據(jù)，通過報表管理固廢去向及車輛到位率情況。對此，本文介紹了北斗定位與電子圍欄技術(shù)，闡述了基于北斗定位與電子圍欄技術(shù)的環(huán)保運(yùn)輸車輛軌跡管控系統(tǒng)設(shè)計，分析了環(huán)保運(yùn)輸車輛軌跡管控實踐研究。

【關(guān)鍵詞】? ? 北斗定位? ? 電子圍欄? ? 環(huán)保運(yùn)輸車輛

引言：

環(huán)保運(yùn)輸車具有工作范圍大、流程多、工作條件差等特點?，F(xiàn)階段主要采用聽覺、視覺和其他以人為主的技術(shù)與管理結(jié)合的手段，當(dāng)前已經(jīng)無法滿足信息化以及智能化發(fā)展需求。設(shè)備定位一般選擇北斗定位、GPS定位以及UWB定位等，然而實際條件下，基于現(xiàn)場環(huán)境遮擋以及人員移動等影響，定位效果僅能夠達(dá)到5—10。若是缺失公眾信號，則無法對設(shè)備與人員位置進(jìn)行有效跟蹤，進(jìn)而無法及時通知車輛或是人員，嚴(yán)重影響工作效率[1]。

一、北斗定位與電子圍欄技術(shù)介紹

（1）高精度北斗定位技術(shù)。該技術(shù)主要是借助北斗基地的增強(qiáng)平臺播出的差分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)算高精度定位，一般是客戶計算機(jī)的差分改正數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)，借助網(wǎng)絡(luò)計算獲取該時間段局域星歷、覆蓋范圍等參數(shù)，另外，可以持續(xù)監(jiān)測導(dǎo)航衛(wèi)星性能，另外能夠確定與播送大氣層傳播延遲、衛(wèi)星鐘差以及衛(wèi)星星歷等誤差，充分提高衛(wèi)星系統(tǒng)可用性與可靠性等性能。

（2）電子圍欄生成技術(shù)。汽車設(shè)備終端的打點功能，向網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)傳輸自身位置信息，并以點為圓點生成圓形圍欄，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)未下達(dá)多邊圍欄要求時，汽車設(shè)備與工作人員主要按照圓形圍欄開展預(yù)警工作，若是發(fā)送多邊圍欄要求，則汽車設(shè)備與工作人員自動產(chǎn)生多面圍欄開展預(yù)警工作。在網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)定多邊圍欄或是圓形圍欄情況下，通過網(wǎng)絡(luò)關(guān)系系統(tǒng)并借助WiFi鏈路對區(qū)域觀點坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳導(dǎo)處理，同時借助組網(wǎng)電臺向汽車設(shè)備或是工作人員終端進(jìn)行傳輸，進(jìn)而確保工作區(qū)域能夠?qū)嵤┚洌羰窃O(shè)備或是人員存在侵限或是越界行為，那么就會觸發(fā)報警，同時向網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)傳輸。

（3）雷達(dá)預(yù)警技術(shù)。在運(yùn)輸車輛接近方面，應(yīng)該對以下情況加以區(qū)分，汽車和工作區(qū)域相對位置;車企和工作區(qū)域運(yùn)動趨勢，主要分為遠(yuǎn)離工作區(qū)域和接近工作區(qū)域兩種方式[2]。

借助連接信息平臺接口，能夠得到相關(guān)區(qū)段占用信息，可以體現(xiàn)得到工作區(qū)域和汽車運(yùn)動趨勢、相對位置等。基于無數(shù)據(jù)接口條件下，借助預(yù)警雷達(dá)設(shè)置，能夠促使上述問題得到充分解決。

借助預(yù)警雷達(dá)，能夠?qū)Σ煌瑓^(qū)域展開雷達(dá)照射，對汽車與人員進(jìn)行區(qū)分，同時對運(yùn)動趨勢與位置展開跟蹤，借助防區(qū)設(shè)置，在汽車達(dá)到預(yù)設(shè)防區(qū)以及報警通信中斷情況下，生成告警信息。

二、基與北斗定位與電子圍欄技術(shù)的環(huán)保運(yùn)輸車輛軌跡管控系統(tǒng)設(shè)計

（1）應(yīng)用目標(biāo)。以高精度被動與電子圍欄技術(shù)的應(yīng)用與研究，一般是借助該組合技術(shù)進(jìn)行定位，同時對工作所需位置坐標(biāo)的工程測量、監(jiān)測數(shù)據(jù)等進(jìn)行采集，替換人工采集方式，促使測量準(zhǔn)確性與精度得到充分提升，另外，與通信技術(shù)相結(jié)合，向網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)傳輸慣導(dǎo)、圍欄信息與位置信息等，進(jìn)而對環(huán)保運(yùn)輸車運(yùn)行軌跡展開遠(yuǎn)程監(jiān)控以及現(xiàn)場預(yù)警，借助設(shè)置圍欄實現(xiàn)警戒，為環(huán)保運(yùn)輸車安全防護(hù)提供保障。

（2）總體構(gòu)成。系統(tǒng)主要是有網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)與無線傳感器系統(tǒng)構(gòu)成。其中無線傳感器系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分是通信層面和感知層面。其中，感知層面是借助毫米波雷達(dá)、北斗組合定位等采集防護(hù)點、工作人員以及環(huán)保運(yùn)輸車，進(jìn)而實現(xiàn)工作人員定位、運(yùn)輸車接近預(yù)警以及電子圍欄等應(yīng)用。對于通信層面，主要借助公網(wǎng)無線傳輸、無線電臺、NB-loT接口等構(gòu)建以電子圍欄和北斗組合定位的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[3]。

（3）安全策略。該系統(tǒng)在安全方面具有較高要求，應(yīng)該保證信息具有良好真實性、安全性與完整性。其中信息傳輸以及物理安全屬于重點內(nèi)容，根據(jù)無線電臺以及其他模式，選擇基于分層模式的安全策略，見圖1。

（4）系統(tǒng)設(shè)計。首先，應(yīng)用指標(biāo)。工作人員借助北斗定位組合技術(shù)開展工作時，應(yīng)該滿足以下技術(shù)指標(biāo)要求，見下表。其次，工作人員終端的硬件。按照上述技術(shù)指標(biāo)，定位終端的硬件主要涵蓋電源管理單元、按鍵、語音單元、RTC、數(shù)位傳輸單元、高精定位單元、MCU、慣導(dǎo)單元等。

三、基與北斗定位與電子圍欄技術(shù)的環(huán)保運(yùn)輸車輛軌跡管控實踐研究

3.1項目概述

自從《新固廢法》實施之后，地方環(huán)保部門在S場固廢運(yùn)輸管理方面的監(jiān)管力度不斷增加。為了對固廢車輛管理進(jìn)行充分強(qiáng)化，對環(huán)保風(fēng)險進(jìn)行有效控制，計劃建立固廢運(yùn)輸信息化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)涵蓋固廢汽車出入登記、軌跡監(jiān)控、定位查詢以及規(guī)范行使等數(shù)據(jù)接入，監(jiān)控環(huán)保敏感點等[4]。

3.2系統(tǒng)架構(gòu)

汽車進(jìn)入電廠之后，需要展開檢查，同時登記車輛車牌號，啟動出入登記機(jī)制，之后將定位監(jiān)控啟動，汽車進(jìn)入磅房之后開展空車過磅的審批工作，對車輛信息進(jìn)行檢查、對固廢類型進(jìn)行選擇、對空車重量等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，將固廢裝入到運(yùn)輸車之后，再次開展過磅審批工作，之后開展出廠檢查工作，對汽車滴漏、灑水等問題進(jìn)行檢查，在獲得審批之后才允許汽車出廠，通過廠內(nèi)汽車監(jiān)控能夠提供廠內(nèi)實時位置查詢以及軌跡查詢等服務(wù)，同時超載報警、推送超速等[5]。

運(yùn)輸汽車開展廠外運(yùn)輸工作時，管理人員能夠?qū)崟r通過地圖對車輛定位和歷史軌跡等進(jìn)行查詢，若是車輛進(jìn)入預(yù)設(shè)電子圍欄（敏感點），那么會將敏感點報警處罰，車輛到達(dá)目的地之后關(guān)閉軌跡流程，若是車輛沒有按照規(guī)定時間到達(dá)運(yùn)輸?shù)攸c，或是出現(xiàn)嚴(yán)重偏離現(xiàn)象，系統(tǒng)會形成報警信息;若是汽車按照規(guī)定要求到達(dá)目的地，那么也會推送正常信息。

3.3定位監(jiān)控拓?fù)?/p>

固廢車輛定位設(shè)備，北斗/GPS衛(wèi)星獲得汽車定位信息的頻率為1次/30s，借助互聯(lián)網(wǎng)向云端服務(wù)器傳輸定位信息，建立系統(tǒng)服務(wù)器，借助互聯(lián)網(wǎng)和云端服務(wù)器進(jìn)行對接處理，對汽車定位信息進(jìn)行實時獲取，用戶能夠借助專網(wǎng)對系統(tǒng)進(jìn)行訪問，對汽車定位信息進(jìn)行監(jiān)控，并針對異常情況進(jìn)行報警。

3.4主要功能實現(xiàn)

（1）行車動態(tài)。借助汽車車輛號碼查詢汽車定位信息，進(jìn)而實現(xiàn)定位數(shù)據(jù)查詢以及車牌號搜索等功能。導(dǎo)航欄提供汽車搜索窗口與所有車牌號信息，根據(jù)汽車管理提單人公司部門對車牌號碼展開分類處理。車輛數(shù)量顯示分為上線車輛和在線車輛，上線車輛為出入登記流程發(fā)起并且沒有結(jié)束和關(guān)閉的車輛，在線車輛為出入登記流程發(fā)起并且沒有結(jié)束和關(guān)閉且定位設(shè)備通訊在線正常的車輛。

能夠借助汽車下拉框篩選汽車，涵蓋上線車輛、全部車輛以及在線車輛三種類型，其中上線車輛為默認(rèn)顯示。

車牌號搜索框能夠借助關(guān)鍵字展開模糊查詢，或是借助導(dǎo)航欄的汽車篩選功能開展查詢工作，對于已查詢的車牌號能夠借助勾選方式對其定位信息進(jìn)行查看，一次可查詢的定位信息能夠達(dá)到20輛。

鼠標(biāo)向車輛號碼移動之后，出現(xiàn)關(guān)注按鈕，點擊該按鈕之后即可以將車輛信息轉(zhuǎn)化為已關(guān)注狀態(tài)，同時通過我的關(guān)注功能能夠找到相關(guān)汽車信息。

可以借助地圖顯示已查詢的汽車，借助鼠標(biāo)滾動方法能夠?qū)Φ貓D展開縮小與放大處理。

點擊地圖中相關(guān)車輛圖表，即能夠查看定位信息，可以借助信息窗口下方定位圖標(biāo)查詢其歷史軌跡。

（2）圍欄管理。對于電子圍欄功能，能夠借助多邊形以及圓形通過地圖標(biāo)注電子圍欄，主要涵蓋停車場圍欄、敏感點圍欄以及障礙圍欄等。在運(yùn)輸汽車進(jìn)入障礙圍欄以及敏感點之后會將敏感點告警觸發(fā)，進(jìn)而實現(xiàn)禁行管理以及敏感點報警等功能。若是汽車圍欄超出停車圍欄范圍，系統(tǒng)會按照廠內(nèi)停留時間并展開判斷，同時形成違規(guī)告警，進(jìn)而提高停放管理規(guī)范化程度[6]。

電子圍欄方式如下：條形建立的多邊形與將點作為中心的圓形，能夠借助上述形狀通過地圖進(jìn)行電子圍欄繪制。電子圍欄的配置地圖主要是市內(nèi)地圖。支持經(jīng)緯度定位、輸入文字等，維度為0—90，精度為0—180，小數(shù)點可以保留6位，隨著小數(shù)位精度不斷增加，則會有效提高定位精度。配置步驟如下：①點擊新增按鈕進(jìn)行電子圍欄配置。②錄入名稱，確定圍欄類型，選擇廠外或是廠內(nèi)。③對新增列表信息進(jìn)行確定，并點擊配置按鈕，轉(zhuǎn)入地圖開展配置工作。④完成圍欄配置后，應(yīng)該保存地圖頁面，否則配置無效。

刪除電子圍欄信息只需要進(jìn)行在列表信息中點擊刪除按鈕。修改電子圍欄信息只需要在列表信息中點擊配置按鈕后地圖上原電子圍欄變成可編輯狀態(tài)可供修改操作。

四、結(jié)束語

綜上所述，以電子圍欄與北斗組合定位為基礎(chǔ)環(huán)保運(yùn)輸車輛軌跡管控系統(tǒng)，可以對車輛坐標(biāo)信息進(jìn)行實時采集，對人工采集系統(tǒng)進(jìn)行充分替代，有效強(qiáng)化汽車設(shè)備與工作人員定位的準(zhǔn)確性與精度，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)輸車輛與施工人員。借助電子圍欄設(shè)置，并與預(yù)警雷達(dá)技術(shù)相結(jié)合，可以預(yù)警設(shè)備與人員的侵限等行為，對技防、人防等措施進(jìn)行統(tǒng)籌運(yùn)用，為設(shè)備與人員提供安全保障，保證固廢運(yùn)輸工作順利開展。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]董軍、申瑾、許靜雯、張朝暉、張浩、駱志輝. 基于北斗數(shù)據(jù)的重點營運(yùn)車輛超速行為識別方法[J]. 交通節(jié)能與環(huán)保， 2020， 80（06）：36-39.

[2]歐陽籽勃， 陳云峰， 宋志丹. 基于高精度北斗組合定位電子圍欄技術(shù)研究及應(yīng)用[J]. 衛(wèi)星應(yīng)用， 2019，（01）：32-39.

[3]趙俊杰， 馮樹臣， 馬克，等. 基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧電廠安全管控一體化應(yīng)用[J]. 能源科技， 2020， 119（05）：3-8.

[4]閆玉潔， 王威， 李松嶺. 基于北斗/GPS的多功能汽車監(jiān)控終端設(shè)計[J]. 通訊世界， 2015（17）：274.

[5]何濤、王雨馨、周瑞朋、黃浩衡. 基于無線傳輸?shù)目梢暬娏こ坦芸叵到y(tǒng)的設(shè)計與研究[J]. 電力信息與通信技術(shù)， 2020， 208（12）：80-85.

[6]李志強(qiáng)， 曹峻. 基于云模型-IFAHP的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備性能評估[J]. 科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力， 2018， （11）：82-85.