基于GIS定位技術的電力車輛安全管理系統

摘要：隨著社會的不斷發展，現代車輛的管理方式、調度手段都發生了重大變化，以GPS技術、無線通信技術為基礎的生產車輛管理系統實現了車輛管理的計算機化。

關鍵詞：GIS定位電力車輛管理

按照國家電網公司十項服務承諾的要求，電力搶修人員必須在一定的時限內趕到事故發生地點，及時完成故障排除功能，在這種情況下，對于電力車輛管理提出了更高的要求。隨著社會的不斷發展，現代車輛的管理方式、調度手段都發生了重大變化，以GPS技術、無線通信技術為基礎的生產車輛管理系統實現了車輛管理的計算機化。

1 概述

在實際的生產過程中，由于電力輸電線路沿途區域廣，地形復雜，線路的運行維護需要大量的生產車輛，車輛的高效率對輸電線路的巡檢維護起著重要的作用。車輛的實時定位和遠程調度是體高生產車輛使用效率的關鍵，它對車輛進行全程實時跟蹤，自動確定生產車輛在特定時刻的位置，將調度、服務信息及時反饋給車輛管理調度人員，通過對生產車輛反饋信息的分析以及調度有效提高生產車輛使用效率，實現輸電線路維護工作的針對性，有效性。

2 現狀

目前車輛定位技術主要由GPS、航位推算、慣性導航等，其中以GPS定位精度最高，GPS全球定位系統以其全球性、全天候、實時定位等優點顯示出強大的競爭力，在多個領域有著廣泛的應用。到目前為止，許多運營車輛監控系統都采用（SMS）短消息，這些短消息主要是通過GMS網絡提供。這種運營模式有著自身的不足，通常情況下，要收取短信費，即便是有一定的優惠費用還是很高，所以，大多數的運營車輛都不會采用這種方法，也就更不談跟蹤了。這一模式還有缺陷就是，短信在發送的過程中，很容易出現丟失或者不能及時收到的情況。3G移動通信網絡的接口資源一般可以按照業務量的大小或者運營者相關的要求做出相應的選擇，一定程度上實現了與IP網絡進行互相交流溝通的功能。在使用功能上，網絡能提供給擁護的功能，3G無線網絡同樣也能提供。廣大擁護選擇3G無線網絡，能夠有效的解決GPS監控系統中可能遇到的很多問題，客戶可以“永遠在線”并可節省運行費用。在基于GIS定位技術的電力車輛安全管理系統中，為了使各個子系統都能更好的協調運作，需要融合各種關鍵的技術，例如車輛的交通信息采集處理技術、數據處理算法和多源信息融合技術等等。

3 系統組成

基于GIS定位技術的電力車輛安全管理系統是實現基于GPS、3G無線通信網絡的車載定位終端，車輛能夠實時接收GPS信號進行定位，并通過3G無線網絡將生產車輛的位置、速度、行駛方向以及車輛狀態等信息實時發送至車輛管理平臺系統，實現對生產車輛的實時監測。

系統還可以建立與本系統應用范圍相適應的可精確定位的地圖數據庫，在車輛的使用過程中，隨時可以調用相關地圖要素和相關電網數據，以滿足安全需要。

GPS車輛監控系統由車載GPS終端、若干個前臺值班席（客戶機）、專用的通信管理機和數據庫服務器組成，通過以太網構成的控制體系。車載GPS終端通過衛星獲取到經緯度信息，通過車輛傳感器獲取到速度報警等信息，再通過3G無線網絡直接傳輸數據到中心管理服務器，由中心管理服務器解析出經緯度及其他數據信息。監控中心連接到服務器可以監控到所有車輛實時位置信息并通過投影機或者電視墻顯示，其他用戶可通過合法的用戶名密碼監控授權監控的車輛信息。

前臺值班席一般需要硬件和軟件協調支持，在硬件上主要是利用圖形工作站，在軟件上主要利用GIS系統進行操作。軟件地圖的主要功能是顯示車輛返回的定位信息以及車輛本身所處的狀態，除此之外，還能夠通過相關的軟件系統對車輛的歷史信息進行查閱前臺值班座席的數量，可以隨時增加以適應不斷擴充的用戶數量。

后臺也是由軟件和硬件進行支持的，硬件主要是以PC Server來支持，軟件主要是通過SQL-Server數據庫來操作。通訊接口的一個重要功能就是接受車輛返回的信息，除了對信息進行完整的保存，還把相關的數據和信息發到各個前臺值班席。類似的是，前臺的操作管理也需要通過后臺系統來完成，最終將信息發送到車載終端，并對操作記錄及時的保存到數據庫。通常情況下，在一個局域網內可以同時實現前臺與后臺數據的通訊，但是，需要注意的是，后臺的服務器IP地址一定要固定。

后臺服務器跟車載終端的數據通訊可以根據車載終端的數量和交互的數據要求選擇不同的方式：

車載終端的總數量較小（100臺以內），每臺終端所監控的數據量也不大。同時采用SMS進行數據的上報和下發。這時，后臺服務器可以選擇通過串口連接同網絡的Modem，實現數據的傳輸。車載終端的數量多，但是每臺終端所監控的數據量也不大。仍然采用SMS進行數據的上報和下發。這時，后臺服務器可以選擇通過運營商提供的短信網關，實現數據的傳輸。

4 創新點

4.1 基于探測車的交通信息采集及數據處理技術研究 探測車交通數據采集系統所采集的信息能為運營車輛提供有效及時的交通信息。交通探測車信息采集方式一般采用GPS技術，采用這一技術有著許多優點，能有最大限度的節省成本，對于現有運行車輛的情況能夠提供準確高精度的信息。研究中構建了基于GPS位置信息的探測車采集系統，為動態車輛管理系統提供有效的動態交通信息。研究提出了基于駐留時間的探測車數據處理算法，通過駐留時間分析確定車輛在同一弧段上所停留或消耗的時間，進而獲得車輛行經路段的平均運行速度。研究進行了實地數據采集實驗，通過對比現場采集的路段速度與系統計算速度，驗證探測車采集數據算法所獲得的區間速度值的精度。

4.2 基于多源歷史數據庫的短期交通預測技術研究 短時交通預測技術是一種具有前瞻性的技術，能夠提供更準確的交通信息。研究中是以非參數回歸方法為基礎進行的，這種模型的基本思想就是要形成典型的歷史數據庫，對各種歷史信息展開全面有效的分析綜合。在歷史數據庫中的不同的數據都代表了不同的交通演變方向，實時采集的最新交通數據經過過濾處理和修正后，與歷史庫進行比較，尋找到與實時數據最相似和最接近的K組數據。

4.3 車輛組合定位數據融合技術研究 要想更好的實現車載終端導航的功能，就需要對車輛進行準確的定位，這是一個基礎性的條件。在城市中，交通環境比較復雜，GPS很容易受到多種因素的干擾，使得本身的功能不能更加有效的發揮，因此，在使用的過程中，配合組合技術來實現車輛定位的準確性，是一種有效的方法。將GPS與自主推算的DR系統組合形成的組合定位系統，能將兩種技術自身的優點有效的結合，能夠實現定位效果的最優化。車載GPS/DR組合導航系統融合GPS 與DR兩種系統的觀測信息，通過建立組合卡爾曼濾波融合算法，能夠得到比單純的GPS 定位或DR 推算更高的精度，該系統不是兩種系統的簡單相加或相互輔助，而是利用了信息融合技術，實現兩種定位數據的最優濾波和數據的融合。

5 結束語

基于GIS定位技術的電力車輛安全管理系統綜合利用計算機網絡、全球衛星定位（GPS）、無線通信、地理信息系統（GIS）等多學科的前沿技術，與電力生產車輛監測的應用特點緊密結合，提供基于GPS定位服務的車輛監控管理平臺。可以有效的對電力生產車輛的位置、速度、行駛方向、車輛狀態等信息進行實時監測，使車輛管理調度人員準確直觀的掌握生產車輛的工作狀態，及時指揮調度電力生產車輛，最大程度地提高了生產車輛運行的安全以及工作效率，同時也極大地提升了電力生產應對突發事件的快速反映和應急處置能力。為電力生產車輛的管理和調度提供一種新的管理技術手段，同時也在提高管理水平和效率的同時，樹立良好企業形象。