高速公路運(yùn)營(yíng)車(chē)輛調(diào)度管理系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
關(guān)鍵詞 高速公路 運(yùn)營(yíng)管理 特殊車(chē)輛
目前，福建省高速公路通車(chē)?yán)锍探?/span>
1 系統(tǒng)構(gòu)成
高速公路運(yùn)營(yíng)特殊車(chē)輛管理系統(tǒng)將由省監(jiān)控中心的控制中心、車(chē)載單元、無(wú)線通訊設(shè)備等組成。其中GIS電子地圖采用監(jiān)控地理信息子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息。各個(gè)片區(qū)監(jiān)控中心配置特殊車(chē)輛管理工作站接入內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過(guò)授權(quán)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)本片區(qū)的特殊車(chē)輛進(jìn)行管理。本系統(tǒng)與監(jiān)控業(yè)務(wù)子系統(tǒng)共用以太網(wǎng)交換機(jī)。
1.1控制中心
控制中心是整個(gè)系統(tǒng)的中樞，其主要任務(wù)是各個(gè)車(chē)輛發(fā)回的信息進(jìn)行處理、分析、作出決策判斷，發(fā)出調(diào)度指令，并將匯總的信息存檔?？刂浦行挠蓴?shù)據(jù)服務(wù)器、調(diào)度管理工作站、維護(hù)管理工作站、通信工作站和路由器等組成。省監(jiān)控中心控制中心可以管理全省所有路段的特殊車(chē)輛。
（1）數(shù)據(jù)服務(wù)器。
數(shù)據(jù)服務(wù)器負(fù)責(zé)各類(lèi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和調(diào)用，比如：管理人員的基本信息、車(chē)輛的信息、車(chē)輛行駛軌跡的數(shù)據(jù)、報(bào)警信息、調(diào)度信息、求助信息以及其他相關(guān)信息等。
（2）調(diào)度管理工作站。
調(diào)度管理工作站以直觀的方式顯示監(jiān)控業(yè)務(wù)子系統(tǒng)提供的道路擁擠情況、養(yǎng)護(hù)路段信息等，并完成車(chē)輛的監(jiān)控、調(diào)度、報(bào)警數(shù)據(jù)處理等功能。
（3）維護(hù)管理工作站。
維護(hù)管理工作站主要面向系統(tǒng)管理人員，完成操作管理人員的管理、用戶(hù)車(chē)輛信息的管理、系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定、統(tǒng)計(jì)分析、打印各種圖表等功能。
（4）通信工作站。
通信工作站負(fù)責(zé)接收和發(fā)送控制中心與車(chē)載單元之間傳輸?shù)男畔ⅲ匆髮?duì)信息進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。
1.2車(chē)載單元
特殊車(chē)輛管理系統(tǒng)通過(guò)安裝在車(chē)輛上的車(chē)載單元實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的跟蹤監(jiān)控。車(chē)載單元由車(chē)載定位單元、車(chē)載監(jiān)控單元等組成。
車(chē)載定位單元：利用GPS作為定位信號(hào)源，采用高精度接收機(jī)，使其在惡劣天氣下都能穩(wěn)定地接收衛(wèi)星信號(hào)。
車(chē)載控制單元：除對(duì)GPS進(jìn)行預(yù)處理和通信編碼外，還具有控制、報(bào)警、求救和記錄等功能。
1.3無(wú)線通信設(shè)備
無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)是GPS監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分，是連接移動(dòng)目標(biāo)（車(chē)輛）與控制中心的紐帶。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)可以自己建設(shè)專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò)，也可以利用GSM、GPRS、CDMA等無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，下面以移動(dòng)通信的GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為例說(shuō)明。由于建設(shè)交通專(zhuān)用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)投資的費(fèi)用較高，且建成后覆蓋面小，對(duì)于全省高速公路網(wǎng)范圍較廣，不適合采用建設(shè)專(zhuān)用的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；而GSM數(shù)字公眾移動(dòng)通信網(wǎng)覆蓋范圍廣(基本覆蓋高速公路所有線路)，系統(tǒng)可靠性高（GSM網(wǎng)絡(luò)本身具備完整數(shù)據(jù)校驗(yàn)錯(cuò)包重發(fā)機(jī)制），運(yùn)營(yíng)成本較低。因此本次設(shè)計(jì)采用中國(guó)移動(dòng)的GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。這樣不僅經(jīng)濟(jì)而且可靠。
采用GSM無(wú)線通信方式實(shí)現(xiàn)車(chē)輛與監(jiān)控中心的通信有兩種工作方式，方式一：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)工作方式，方式二：點(diǎn)對(duì)中心工作方式。
（1）方式一：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的工作方式。
所謂的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”工作方式：即發(fā)站（車(chē)載終端）和收站（監(jiān)控中心）都用1個(gè)手機(jī)（或手機(jī)模塊），發(fā)信站手機(jī)將包括GPS信息在內(nèi)的短消息和要發(fā)往的目的站一同發(fā)給短消息服務(wù)中心（SMSC），再由SMSC轉(zhuǎn)發(fā)給收站手機(jī)，由它將收到的短消息送至監(jiān)控中心進(jìn)行處理。
（2）方式二：點(diǎn)對(duì)中心的工作方式。
點(diǎn)對(duì)中心的工作方式即發(fā)站用一手機(jī)發(fā)送GPS信息，由短消息服務(wù)中心（SMSC）將收到的信息由DDN專(zhuān)用電路或其他通道傳送至監(jiān)控中心進(jìn)行處理。
通過(guò)分析可以看出點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的工作方式僅適用于移動(dòng)終端數(shù)較少（100個(gè)用戶(hù)以下）的情況，而且，這種工作方式有時(shí)延時(shí)會(huì)相當(dāng)長(zhǎng)，令人難以接受；點(diǎn)對(duì)中心的工作方式則可適用大容量移動(dòng)終端（車(chē)輛）的情況。此種通信方式所造成的時(shí)間延時(shí)要小得多，大多數(shù)情況下，其延時(shí)在2~10s范圍內(nèi)，多數(shù)用戶(hù)可以接受。根據(jù)規(guī)劃本系統(tǒng)建成后全省將有不少于300個(gè)車(chē)載終端用戶(hù)，因此無(wú)線通信方式選用點(diǎn)對(duì)中心的工作方式。
2 系統(tǒng)功能
特殊車(chē)輛管理系統(tǒng)首先通過(guò)車(chē)載單元實(shí)時(shí)獲取衛(wèi)星定位信息，以此確定車(chē)輛的位置、運(yùn)行速度和運(yùn)行方向，再通過(guò)車(chē)載通信單元發(fā)送給GSM節(jié)點(diǎn)通信站，同時(shí)傳送給監(jiān)控中心，并將車(chē)輛運(yùn)行的軌跡清晰的顯示在電子地圖上。車(chē)載控制單元通過(guò)接收調(diào)度指令和發(fā)送報(bào)警信號(hào)，使監(jiān)控中心完成對(duì)車(chē)輛的管理控制，保證車(chē)輛安全運(yùn)行。系統(tǒng)具有基本功能如下：
（1）車(chē)輛跟蹤。
可選定車(chē)輛進(jìn)行目標(biāo)跟蹤顯示。此時(shí)，在中心的電子地圖上選定跟蹤車(chē)輛的運(yùn)行回報(bào)位置將在地圖畫(huà)面上保持，形成直觀的運(yùn)行軌跡。
（2）搶劫報(bào)警。
當(dāng)車(chē)輛遇劫時(shí)，可按動(dòng)隱蔽式的報(bào)警按鈕（腳動(dòng)或手動(dòng)按鈕）向中心報(bào)警，監(jiān)控中心在地圖上將對(duì)該移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的色彩及圖標(biāo)的突出顯示并以聲、光報(bào)警提醒值班員注意，同時(shí)在屏幕上顯示出該移動(dòng)目標(biāo)的用戶(hù)資料，包括車(chē)輛信息（車(chē)輛編號(hào)、車(chē)牌號(hào)、車(chē)型、顏色、發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)）、駕駛員信息（司機(jī)名、駕駛證號(hào)、行駛證號(hào)、聯(lián)系電話）、聯(lián)系方式（所屬單位、負(fù)責(zé)人、電話）、車(chē)輛狀態(tài)（車(chē)輛位置、方向、速度、時(shí)間）等信息，幫助值班員進(jìn)行警情處理。能提供警情受理記錄窗，供值班員記錄受理情況。
（3）防盜報(bào)警。
當(dāng)車(chē)輛設(shè)防后被非法侵入時(shí)（門(mén)打開(kāi)、ACC點(diǎn)火等、主電被切斷等），主動(dòng)向中心報(bào)警，監(jiān)控控中心在地圖上將對(duì)該移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的色彩及圖標(biāo)的突出顯示并以聲、光報(bào)警提醒值班員注意，同時(shí)在屏幕上顯示出該移動(dòng)目標(biāo)的用戶(hù)資料，幫助值班員進(jìn)行警情處理。
（4）指定行駛路線。
在對(duì)車(chē)輛進(jìn)行監(jiān)控時(shí)能對(duì)車(chē)輛指定其固定的行駛路線，由軟件對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)管，一旦其偏離指定路線一定距離，調(diào)度工作站將自動(dòng)報(bào)警提醒值班員注意。
（5）越界報(bào)警。
在對(duì)車(chē)輛進(jìn)行監(jiān)控時(shí)能對(duì)車(chē)輛指定其允許的行駛區(qū)域，由軟件對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)管，一旦車(chē)輛行駛出指定的區(qū)域一定距離，將自動(dòng)報(bào)警提醒值班員注意。
（6）監(jiān)聽(tīng)/錄音功能。
監(jiān)控中心在接到車(chē)輛遇劫的報(bào)警后開(kāi)啟遙控監(jiān)聽(tīng)功能，進(jìn)行語(yǔ)音監(jiān)聽(tīng)、錄音，并可選擇重放。其中錄音功能為可選功能。
（7）遙控設(shè)置。
可以遙控設(shè)置車(chē)載終端的某些參數(shù)，如監(jiān)控中心短消息特服號(hào)、監(jiān)控中心電話號(hào)碼、歷史記錄時(shí)間間隔、是否允許手柄設(shè)置等。
（8）車(chē)載設(shè)備檢測(cè)功能。
車(chē)載終端在GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下，通過(guò)中心下發(fā)巡檢指令可向中心上報(bào)一次定位及狀態(tài)信息。據(jù)此，中心可對(duì)車(chē)載終端的運(yùn)行狀況、故障信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
（9）求助響應(yīng)功能。
車(chē)載終端安裝有醫(yī)療求助、故障求助、信息求助鍵。當(dāng)按下相應(yīng)的求助鍵時(shí)，車(chē)載終端主動(dòng)向中心發(fā)出求助短消息，并向中心撥號(hào)，由值班人員聯(lián)系解決。
（10）遙控功能。
在車(chē)輛被確認(rèn)被盜、被劫等情況下，中心可對(duì)其實(shí)施遙控?cái)嚯?/span>/斷油等功能，使車(chē)輛制動(dòng)。如有需要，還可遙控開(kāi)車(chē)門(mén)、鎖車(chē)門(mén)。
（11）歷史資料檢索與歷史軌跡回放。
可隨時(shí)查詢(xún)某輛車(chē)的位置回報(bào)記錄、某段時(shí)間接收的車(chē)輛位置回報(bào)信息、某段時(shí)間的受警記錄等詳細(xì)記錄，并可選定某車(chē)某時(shí)間段的位置記錄進(jìn)行軌跡回放。
（12）交通信息服務(wù)功能。
可隨時(shí)向車(chē)輛提供交通信息、通知、政策法規(guī)、天氣預(yù)報(bào)等信息服務(wù)。
（13）數(shù)據(jù)庫(kù)管理及查詢(xún)打印功能
建立各類(lèi)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，包括：用戶(hù)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、車(chē)載終端管理系統(tǒng)、值班員管理系統(tǒng)、警情管理系統(tǒng)、錄音管理系統(tǒng)等，并進(jìn)行存儲(chǔ)，可提供查詢(xún)、回放、打印等功能。
（14）呼叫中心功能。
可提供業(yè)務(wù)咨詢(xún)、車(chē)輛位置查詢(xún)、地物查詢(xún)、路況查詢(xún)、等客服功能。
（15）大屏幕顯示。
可配接大屏幕，便于應(yīng)急事件的指揮調(diào)度以及觀摩演示（與視頻監(jiān)視子系統(tǒng)合用投影大屏）。
3 軟件設(shè)計(jì)
特殊車(chē)輛管理應(yīng)用軟件主要有：數(shù)據(jù)庫(kù)、車(chē)輛調(diào)度管理應(yīng)用軟件、系統(tǒng)維護(hù)管理應(yīng)用軟件和通信應(yīng)用軟件等部分組成。應(yīng)用軟件采用C/S和B/S相結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)。
（1）數(shù)據(jù)庫(kù)。
用于存放特殊車(chē)輛管理子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息。該數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)包含從用戶(hù)信息（車(chē)牌號(hào)、車(chē)輛型號(hào)、車(chē)主等）、車(chē)輛的定位信息、報(bào)警信息、調(diào)度信息、操作員信息、批量操作的緩沖數(shù)據(jù)、日志、操作流水以及部分系統(tǒng)參數(shù)等。
（2）車(chē)輛調(diào)度管理軟件。
車(chē)輛調(diào)度管理軟件主要以直觀的方式顯示各種信息，并完成車(chē)輛的監(jiān)控、調(diào)度、報(bào)警數(shù)據(jù)處理等功能。
（3）系統(tǒng)維護(hù)管理應(yīng)用軟件。
系統(tǒng)維護(hù)管理應(yīng)用軟件主要完成：用戶(hù)管理、車(chē)載單元管理、操作員管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理以及報(bào)表查詢(xún)打印等任務(wù)。
（4）通信應(yīng)用軟件。
通信應(yīng)用軟件完成的是車(chē)載單元上行數(shù)據(jù)的解碼，及數(shù)據(jù)流向分配和調(diào)度等。它可以完成通信工作站、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通信，以及中心下行至終端命令的發(fā)送，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等功能。
4 結(jié)論
運(yùn)營(yíng)車(chē)輛監(jiān)控調(diào)度問(wèn)題是個(gè)極其復(fù)雜的問(wèn)題，基于先進(jìn)通信技術(shù)、智能技術(shù)和調(diào)度方法相結(jié)合的智能調(diào)度，可顯著改善系統(tǒng)的調(diào)度性能，縮短運(yùn)營(yíng)車(chē)輛周轉(zhuǎn)時(shí)間，大大地提高管理效率與水平，節(jié)省人力、物力，提高運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的運(yùn)營(yíng)效率和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛管理的科學(xué)化、規(guī)范化，進(jìn)而提高運(yùn)營(yíng)車(chē)輛運(yùn)營(yíng)調(diào)度管理水平和行車(chē)安全，本文在高速公路已經(jīng)建成的機(jī)電三大系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，借助 GPS、GIS技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和軟件技術(shù)，針對(duì)高速公路運(yùn)營(yíng)特殊車(chē)輛調(diào)度管理的特點(diǎn)，對(duì)高速公路運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的跟蹤、定位、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提出一套完整的解決方案，從而實(shí)現(xiàn)了高速公路運(yùn)營(yíng)特殊車(chē)輛的智能化調(diào)度管理。
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