機場特種車輛綜合調度管理系統

摘 要：隨著民航產業高速發展，機場內部特種車輛數量增多，急需一種安全高效的管理方式對特種車輛進行管理。本文以特種車輛綜合調度管理系統為中心，論述整體系統模型和調度算法數學模型，并提出整體調度方案。

關鍵詞：智能管理；特種車輛管理；遺傳算法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.124

1 前言

近年來，隨著我國民用航空產業快速發展，機場內飛機和特種車輛的數量日益增多，導致了大量的機場滿負荷運行，機場場面安全受到了嚴重的威脅。對國內大多數機場來說，機場現場運行指揮基本是塔臺監視，輔以一些語音設備來管理機場停機坪的各種地服特種車輛，這種傳統的目視指揮管理手段導致了機場安全事故的發生和處理效率的低下。

為了保障機場場面的交通安全，提高機場吞吐率以及改善機場的服務質量，建設機場高精度GPS車輛跟蹤管理系統作為輔助機場安全管理的重要組成部分，主要完成機場高精度GPS差分基準站的建立，差分信息的發送、機場作業車輛的精確定位和位置及速度信息的回傳工作和車輛跟蹤、軌跡回放、越界報警、超速報警、事故分析等各項車輛安全管理功能。綜合應用GPS/GIS/ZigBee、通訊、智能控制等技術服務于機場基于GIS的車輛實時監控管理系統，用于對機場內部車輛的集運營、控制、管理和安全監控于一體的綜合信息調度系統。

2 系統組成

機場特種車輛調度管理系統由安裝在特種車輛上的GPS車載端與駕駛員的手機端組成，其構成框圖如圖1所示。首先，車載端能通過GPS接收機，接收精確的GPS信息，使用ZigBee通過自組網傳輸。同時，車載移動終端子系統通過互聯網數據庫將定位信息傳入管理系統經過遺傳算法的計算后得到目標數據列，目標數據列分別導入車載端和手機端，車載端將對目標點進行導航路徑，手機端將顯示具體信息。

3 主要功能模塊設計

3.1 車載移動終端子系統設計

車載移動終端子系統包括接收機，車載端及上位機，進行車載端與上位機之間的互傳。首先是車載端傳給上位機，接收機接收GPS信號，將其傳給車載端，車載端通過ZigBee處理數據并傳給上位機，其構成原理如圖2。

其次是由上位機通過ZigBee處理數據并傳給車載端，其構成原理如圖3。

3.2 手機APP系統設計

手機APP系統用于為機場特種車輛進行監控與指揮調度提供人機交互平臺，構成原理圖如圖4。

3.3 上位機系統設計

上位機系統主要由綜合調度系統進行車輛狀態的分析，并將結果上傳到車載端與APP，同時處理從APP傳回的信息。構成原理圖如圖5。

4 遺傳算法

隨著機場特種車輛的數量和種類的逐漸增多，利用傳統方法調度特種車輛的計算量越發龐大、實時調度的難度增大，動態規劃等方法已經漸漸不再適用于車輛調度算法了。基于機場特種車輛調度的復雜情況，要求新的算法實時性高、計算量量小、易收斂、能全局求最優解、不會陷入局部最優解。遺傳算法是一種復雜度為O（1）的并行全局搜索算法，在較大計算量的使用場景下計算速度和準確性高于普通的貪心算法。與傳統方法相比，遺傳算法的優越性主要表現在兩方面。首先，在遺傳算子的作用下，遺傳算法具有很強的搜索能力，能以很大的概率找到問題的全局最優解。其次，由于它是從初始種群開始搜索，而不是單點開始搜索，算法擁有固有的并行性，能有效處理大規模的優化問題。

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項目： 大學生創新創業訓練計劃項目--編號IECAUC2017132

作者簡介：潘一桐（1998-），女，陜西西安人，本科在讀，研究方向：自動化專業。