車輛智能監(jiān)控在安鋼物流配送中的應(yīng)用

杜　琳,趙　豫,王秋菊（安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司,河南 安陽 455004）

車輛智能監(jiān)控在安鋼物流配送中的應(yīng)用

杜琳,趙豫,王秋菊
（安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司,河南 安陽 455004）

闡述了安陽鋼鐵公司物流管理現(xiàn)狀，介紹了車輛智能監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)背景、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、技術(shù)應(yīng)用及功能實(shí)現(xiàn)，總結(jié)了車輛智能化管理在冶金企業(yè)物流配送中的應(yīng)用效果。

關(guān)健詞：智能監(jiān)控；物流配送；開發(fā)應(yīng)用

0　背景

安陽鋼鐵公司現(xiàn)擁有內(nèi)部運(yùn)輸車輛近千臺(tái)，外部業(yè)務(wù)來往車輛三千多臺(tái)。隨著物流配送車輛的增加、物流管理的問題逐漸凸顯出來。遠(yuǎn)距離的不可控制導(dǎo)致無法做到對(duì)車輛的充分監(jiān)控和管理，首先，物流配送的調(diào)度不合理，造成車輛不均勻的行駛間隔，廠區(qū)內(nèi)車輛堵塞和滯留的情況時(shí)有發(fā)生；其次，常規(guī)的調(diào)度方式是按照固定的模式進(jìn)行的，對(duì)物流在運(yùn)輸線路上的狀態(tài)不明了，僅憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行物流配送調(diào)度，具有一定的盲目性和滯后性。這些原因都給管理帶來了阻礙，使得偷工偷料現(xiàn)象、公車私用等問題經(jīng)常出現(xiàn)，并導(dǎo)致了經(jīng)營成本的增加。車輛智能監(jiān)控管理系統(tǒng)結(jié)合了GPS全球定位系統(tǒng)、2G/3G數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、以及GIS地理信息系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)控運(yùn)營車輛的位置、行駛路線、油耗、影像等詳細(xì)信息。通過數(shù)據(jù)分析可以使管理者合理安排物流配送計(jì)劃，提高運(yùn)營效率和效益。從而實(shí)現(xiàn)物流科學(xué)化管理和智能調(diào)度。

1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1工作流程

在運(yùn)營車輛上安裝車載終端，負(fù)責(zé)接收定位信息，然后通過數(shù)據(jù)控制器計(jì)算車輛所在位置坐標(biāo)，經(jīng)過分析后通過符合標(biāo)準(zhǔn)的無線GPRS模塊，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)把車輛的位置、狀態(tài)、報(bào)警等信息發(fā)送到具備靜態(tài)IP地址的服務(wù)器，并存儲(chǔ)在中心數(shù)據(jù)庫。車載終端數(shù)據(jù)通過服務(wù)器的預(yù)先處理，然后發(fā)送到相應(yīng)的監(jiān)控終端。監(jiān)控終端與互聯(lián)網(wǎng)或者局域網(wǎng)與服務(wù)器組通過連接，實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)，最終達(dá)到對(duì)移動(dòng)車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)移動(dòng)車輛的軌跡查詢，是通過監(jiān)控系統(tǒng)上的電子地圖與移動(dòng)車輛的軌跡信息進(jìn)行匹配，把坐標(biāo)的正確位置顯示在地圖上，這時(shí)監(jiān)控終端便可直觀地了解車輛的位置和狀態(tài)信息，并及時(shí)作出反應(yīng)。

1.2軟件設(shè)計(jì)

車輛智能監(jiān)控管理系統(tǒng)的中心是數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)的收集、整理、存儲(chǔ)、更新、加工和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信息的查詢和輸出等操作。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅要滿足用戶的需求，而且要與限定的應(yīng)用環(huán)境緊密聯(lián)系。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、中間件設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等要素。

系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)體系，該模型在容錯(cuò)能力及可移植性方面表現(xiàn)突出，且通用性強(qiáng)。分布式技術(shù)成熟之后它才建立起來，用戶界面與邏輯應(yīng)用分離是其基本思想，本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上按功能劃分為表示、業(yè)務(wù)、和數(shù)據(jù)三層機(jī)構(gòu)，分別置于相同或不同的計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)上。

整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的通信樞紐是中間件，通過中間件實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)與車載終端的通信，同時(shí)擔(dān)負(fù)接收車載定位的數(shù)據(jù)及下發(fā)系統(tǒng)命令，并且承擔(dān)與數(shù)據(jù)庫及監(jiān)控終端的通信，實(shí)現(xiàn)部分管理功能。設(shè)計(jì)包括：通訊模塊、數(shù)據(jù)交換模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、WebGis模塊、GIS地理信息模塊等模塊組成。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)分析客戶的需求及實(shí)際運(yùn)行所需要的數(shù)據(jù)，重中之重是保存移動(dòng)目標(biāo)位置和狀態(tài)等相關(guān)信息。數(shù)據(jù)庫把車輛的行駛時(shí)間、行駛位置以及報(bào)警等信息記錄起來，以滿足系統(tǒng)調(diào)用數(shù)據(jù)進(jìn)行回放以及數(shù)據(jù)分析時(shí)使用。

2　應(yīng)用技術(shù)

2.1GPS（Global Positioning System）

GPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。它是由24顆分布在6個(gè)等間隔軌道上的衛(wèi)星組成，全球覆蓋率高達(dá)98%。GPS可提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的定位服務(wù)。通過衛(wèi)星系統(tǒng)、地面GPS接收器、和用戶終端，即可觀測(cè)經(jīng)緯度、高度、時(shí)間等信息。根據(jù)衛(wèi)星高速運(yùn)動(dòng)的瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置是GPS定位的基本原理。

2.2GSM(全球移動(dòng)通信)

車輛智能監(jiān)控管理系統(tǒng)使用GSM的2G/3G通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)短信息收發(fā)和車載電話功能。GSM模塊與單片機(jī)之間使用通用異步接收器/發(fā)送器串行口進(jìn)行通信。下發(fā)是指監(jiān)控中心向車載終端發(fā)送信息，上傳是指由車載終端向監(jiān)控中心發(fā)送信息。所有數(shù)據(jù)均采用十六進(jìn)制表示，數(shù)據(jù)包傳輸是通過相關(guān)通訊協(xié)議在車載終端與監(jiān)控中心服務(wù)器之間傳輸。

命令下發(fā)進(jìn)程：按照協(xié)議規(guī)定，監(jiān)控中心向車載終端發(fā)送的命令有些需要得到車載終端確認(rèn)，有些則不需要。當(dāng)需要車載終端確認(rèn)下發(fā)的命令時(shí)，接收信息的車載終端，經(jīng)過校驗(yàn)，一條確認(rèn)消息就被返回，監(jiān)控中心收到后，才視為該命令執(zhí)行完畢；不然，監(jiān)控中心在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)該命令重新下發(fā)，直到確認(rèn)收到消息或者發(fā)送次數(shù)溢出，該命令下發(fā)才會(huì)結(jié)束。

上傳數(shù)據(jù)進(jìn)程:車載終端啟動(dòng)后，將會(huì)連續(xù)地按預(yù)先設(shè)定的參數(shù)向監(jiān)控中心發(fā)送定位數(shù)據(jù)。其中要求確認(rèn)的是壓縮數(shù)據(jù)包和一些重要信息，不要求確認(rèn)非壓縮包。假如車載終端沒有收到來自監(jiān)控中心的確認(rèn)消息，該數(shù)據(jù)包在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將會(huì)被重新發(fā)送。

2.3GIS地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（GIS）主要用于有關(guān)地理信息的搜集、存儲(chǔ)、整理和分析，GIS是一種多時(shí)相、多數(shù)據(jù)源、時(shí)空結(jié)合、定性與定量相結(jié)合的綜合性分析技術(shù)。改變了之前傳統(tǒng)的手工、單一、靜態(tài)、以定性為主的傳統(tǒng)分析方法。在地理信息系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)把相同或者相近特征的地理實(shí)體劃為同一圖層，而后通過把不同圖層的疊加在一起，形成一個(gè)富含信息的綜合性電子地圖。

地圖匹配的實(shí)現(xiàn)首先是尋找車輛當(dāng)前行駛的路線，對(duì)當(dāng)前車輛進(jìn)行GPS定位，并將定位點(diǎn)投影到路線上，然后GPS投影點(diǎn)形成的軌跡與地圖上矢量化的道路對(duì)象進(jìn)行計(jì)算匹配。如此，不僅車輛軌跡正確顯示在電子地圖上，不至于使車輛因?yàn)槎ㄎ徽`差而在顯示時(shí)偏離道路；而且，投影也使得定位數(shù)據(jù)僅剩下GPS誤差在車輛前進(jìn)路線上的徑向分量，從而達(dá)成提高定位精度的目標(biāo)。

3　功能實(shí)現(xiàn)

3.1跟蹤查詢

監(jiān)控調(diào)度中心可以隨時(shí)跟蹤查詢車輛當(dāng)前位置、行駛速度、行駛方向、停留時(shí)間等狀況，在系統(tǒng)界面上顯示車輛的監(jiān)控狀態(tài)。記錄的參數(shù)包括：車速、位置、行駛方向、報(bào)警狀態(tài)等。

3.2車輛調(diào)度

系統(tǒng)可通過車輛和監(jiān)控中心的文字信息交流或語音交流實(shí)現(xiàn)車輛調(diào)度。

3.3警情監(jiān)控

車輛受到非法劫持或發(fā)生事故時(shí)，可由用戶主動(dòng)向監(jiān)控中心報(bào)警。監(jiān)控中心在收到報(bào)警信息后就立即以報(bào)警聲音提示，同時(shí)在地圖上用明顯的符號(hào)顯示。其中緊急報(bào)警是按下報(bào)警按鈕之后觸發(fā)；區(qū)域報(bào)警是當(dāng)車輛超出了或者進(jìn)入了欲先設(shè)定的區(qū)域之后，衛(wèi)星定位車載即向中心上發(fā)區(qū)域報(bào)警數(shù)據(jù)；斷電報(bào)警是在當(dāng)有人剪斷車上的電源后就會(huì)立即向監(jiān)控中心上發(fā)斷電報(bào)警數(shù)據(jù)；超速報(bào)警是當(dāng)車輛運(yùn)行速度超過中心設(shè)定的最大速度值時(shí)向中心上發(fā)超速報(bào)警數(shù)據(jù)。

3.4實(shí)時(shí)拍照

中心還可隨時(shí)發(fā)送命令拍攝并傳輸車內(nèi)狀態(tài)圖像，圖片格式可以選擇：320x240、640x480、800*600等多種分辨率。還可根據(jù)用戶需求實(shí)現(xiàn)定時(shí)拍照或自定義事件拍照：如低速拍照等。

3.5車載錄像監(jiān)控

前端車載硬盤錄像機(jī)可以進(jìn)行本地錄制影像，而且車輛上傳的圖像信息可通過錄像方式存儲(chǔ)在監(jiān)控平臺(tái)的存儲(chǔ)服務(wù)器上。

3.6軌跡回放

定位軌跡的時(shí)間間隔可設(shè)置為5-65535秒，可選擇設(shè)置軌跡記錄保存1年以上，并可做光盤備份。系統(tǒng)可查詢并回放一定時(shí)間內(nèi)車輛行駛軌跡、速度、到達(dá)地點(diǎn)、行駛狀態(tài)等信息。

3.7區(qū)域設(shè)置

系統(tǒng)在電子地圖上可以設(shè)置一個(gè)指定的區(qū)域。當(dāng)用戶的車輛進(jìn)入或者駛出這個(gè)區(qū)域時(shí)，主動(dòng)向監(jiān)控電腦發(fā)出報(bào)警信息。

3.8車輛管理

車輛信息的錄入、日常維護(hù)管理。可以在監(jiān)控中心軟件上添加新入網(wǎng)車輛、刪除已入網(wǎng)車輛、修改車輛資料，以及查詢車輛資料等操作。

3.9數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

可以對(duì)車輛里程、油耗信息、報(bào)警信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總。

3.10電子地圖

基本操作：放大、縮小、漫游、測(cè)距。實(shí)現(xiàn)電子地圖的分層縮放顯示、地理信息查詢。支持嵌入谷歌地圖，具有衛(wèi)星地圖的顯示應(yīng)用。

4　應(yīng)用效果

安鋼車輛智能監(jiān)控管理系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了安鋼在較大的區(qū)域范圍內(nèi)對(duì)自有物流及配送車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控，合理調(diào)配資源，科學(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)。提高了物流配送管理效率，杜絕作弊，并且保護(hù)司機(jī)的人身安全。系統(tǒng)的應(yīng)用促進(jìn)了企業(yè)管理現(xiàn)代化，通過合理的監(jiān)控和調(diào)度保證了大宗原材料及鋼材產(chǎn)品在物流及配送中的安全，降低了企業(yè)經(jīng)營成本，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。