基于GPS電子圍欄的煤場裝載管理系統的研究

馬喆

摘要：GPS電子圍欄的煤場裝載管理系統是基于GPS電子圍欄、車牌識別以及RFID技術的方案，總的說是通過在儲煤場出入口設置攝像機，讀卡器，裝載機具上安裝相應的設備自動獲取運煤車信息以及開票信息，并傳輸至上位機，將日期、載重、出入事件等信息和采集的車輛信息一并存儲，并進行資金劃賬等處理，達到自動監控儲煤場運行的目的。

關鍵詞：電子圍欄;車牌識別;RFID技術;自動監控

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2019）02-0185-02

目前國內絕大部分煤場都采用視頻監控加上煤場監督員的方式進行監管，這種方式由于煤場環境惡劣，視頻監控根本看不清楚，而且對于內外勾結低價運輸優質煤炭的情況根本無能為力，而且還多負擔若干監督員工資。另一些稍微先進點的煤場，有采用車牌識別加電子標簽的，但是對于內外勾結的情況，也是無法避免，我們這套方案，從技術上杜絕了人為錯誤操作的可能，一旦有任何違規，現場就會發出聲光報警，控制中心也會有報警，監督人員可迅速到場處理。

1? 系統設計流程

整個系統采用的是信息化的業務平臺，它集成了車輛的實時監控，實時定位，車輛的信息管理和數據存儲分析于一體。當運輸車輛進入煤場入口時，車輛檢測器檢測到有效信號，門禁旁的兩臺攝像機將分別拍攝出視頻信號，再經圖像釆集卡釆集后輸入到計算機中，得到車牌區域原始圖像和裝載物的圖像。直到識別出牌照號碼，在通過車牌識別技術獲取相應的車輛信息，再從數據庫中來查詢對應車輛需要裝載的運煤信息（運輸車輛在進入煤場之前需要注冊的運煤信息），系統根據此對應的運輸信息生成相應的電子標簽，司機在獲取到此電子標簽之后需要綁定到司機的手機上面，運輸司機可以打開相應的運煤軟件直接導航到對應的煤場區域來進行煤炭裝載，帶有RFID的裝載機在進行裝載之前首先要對運輸車輛上的電子標簽進行信息識別，如果識別成功，那么裝載機會根據裝載的信息進行煤炭裝載，如果識別失敗那么發出警報。如果運輸車進入非指定的煤場區域，那么系統也會根據提前設定的報警條件發出警報。運輸車輛裝載完畢后，按照百度地圖上導航的線路出場，在運輸車輛出口需要回收相應運煤的電子標簽同時進行資金的結賬清算。

2 系統總體應用規劃

本系統是基于用手機的位置來定位車輛的運行軌跡，使車輛的位置直接綁定到手機上面，帶有手機的煤車進入煤場，系統推送煤車的裝載信息，服務器根據系統推送的裝載信息對手機進行目標導航反饋，煤車根據導航到達指定的電子圍欄區域時推送報道導航信息，這取代了人工導引的煩瑣工作。

本系統主要包括四個部分：綁定到運輸車輛上帶有GPS導航功能的手機終端、中心服務器、監控中心、中心數據庫。本系統的架構圖如圖1：

3? 煤場裝載管理系統關鍵技術分析

3.1? GPS定位及導航技術

系統定位導航采用GPS、WIFI、基站等多種定位方式的百度地圖API實現了在車載終端多種模式的融合定位，同時也可以在監控端進行地圖定位，根據符合的條件對車載端進行路徑的規劃和導航，有效地對不符合規定的行駛車輛提供了報警的條件。

3.2 電子圍欄技術

電子圍欄是在需要保護的區域范圍邊界上架設一道物理的探測圍欄。

由于煤場區域內部結構簡單，因此采用MAPINFO等電子地圖系統太過浪費，因此采用示意圖即可。這樣就需要系統能夠簡便設置電子圍欄區域，因此系統應提供該項功能，該項技術目前被稱為虛擬電子圍欄或者地圖電子圍欄。

虛擬電子圍欄就是用鼠標手工的在地圖上繪制出一個封閉的圖形區域，當車輛進入或者離開相應的圖形區域時，監控系統會根據提前設定的條件出發相應的處理程序。該圖形區域可以是圓形、矩形或者其他不規則圖形。

電子圍欄設置時，屏幕顯示煤場示意圖，用戶選取設置圍欄菜單后，用鼠標在電子地圖上以線段方式畫出一個封閉區域，系統將根據預存的比例尺以及鼠標點擊時的屏幕坐標，將該區域記錄進后臺數據庫，作為位置判斷依據。

3.3 RFID技術

對于煤場裝載系統RFID技術應用在運煤車輛的裝載環節當中。運煤車輛進入煤場時，系統會根據司機用戶裝煤的需要生成相應的電子標簽，這種電子標簽會和用戶的手機或者其他設備綁定到一起，當運煤車輛進入到指定的煤場區域，帶有RFID檢測閱讀裝置的裝載機，通過閱讀器可以檢測到電子標簽中相關的信息數據，將這些數據傳送到后端系統數據庫進行核對，如果不是本型號的煤炭，裝載機報警。

3.4 圖像處理技術

圖像處理技術主要應用于車牌號碼的識別。運煤車輛經過出，入口的地感線圈后，車輛檢測器檢測到有效信號，門禁旁的兩臺攝像機將分別拍攝出視頻信號，再經圖像釆集卡釆集后輸入到計算機中，得到車牌區域原始圖像和裝載物的圖像。

車牌識別目前已是成熟技術，我們在多個場合已有成功應用，在此只簡單介紹軟件過程，如圖2所示。

4 系統功能模塊設計

1）車輛線路查詢

任何時候，只需輸入車號，即可查詢該車輛歷史以來進入該煤場的所有記錄，以及每次進場時出具的票據、進場時間、出場時間、場內行進線路等信息。

2）越界信息查詢

根據車輛進場時換取的GPS-RFID（電子標簽）設備，不斷讀取車輛運行軌跡，若進入不該進入區域，則系統報警，同時系統應具有容錯功能，若進入區域時間小于某一閾值（由系統管理員設置，一般在秒級，則系統無須報警。

讀卡-報警器除了讀卡并控制報警器外，應與主機能定時通訊，防止有人關閉該設備電源導致資產流失，因此應通過wifi模塊與服務器進行定時通訊，以保證該設備正常運轉，系統設置該裝置每隔10秒鐘與服務器進行信號通信，若連續兩個周期沒收到該設備報警，服務器發出報警，工作人員馬上到現場進行查看。

3）報警配置模塊

系統管理員可根據實際生產情況調整報警方式以及報警級別，根據車輛進入敏感區域的不同，報警等級也不同。

4）裝載記錄

運輸車輛進場，裝載某一型號的煤炭，在稱重時，由工作人員將車號、重量等信息計入系統，可隨時查詢出某段時間內某種型號煤炭銷售情況。

5）出場管理

回收電子標簽，再次核對車號以及開票信息，記錄出場時間。

5 結語

本文在對我國煤場目前運營狀況進行分析的基礎之上，研究了基于GPS電子圍欄的煤場裝載管理系統，系統應在技術可行的前提下，研究了進場車輛監控、裝載機具監控，利用電子標簽與電子圍欄、車牌識別技術，在不增加查驗人員的前提下，杜絕人為差錯，嚴格按照開票信息與裝載、出場產品一致，為企業減少無端損失。該系統建成后，不僅可在煤炭行業推廣，對于類似行業，均有巨大的推廣潛力。

參考文獻：

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