港口車輛作業智能導引系統設計與實現

程為平++張釗++安小剛++李林

摘 要：目前國內港口集疏運效率低、物流車輛管理技術手段落后、場內調度信息獲取滯后等一系列問題，成為影響港口總體競爭力提高的瓶頸。因此，利用先進的技術手段提高港口車輛集疏運效率，對提高港口碼頭的生產管理水平及長遠發展至關重要。該文以港口集疏運車輛作業為研究對象，綜合利用網絡與通信技術、GIS技術、移動定位技術、嵌入式終端開發等關鍵技術設計了港口車輛作業智能導引系統，實現基于智能終端的結合車輛作業流程的實時路徑規劃與導航和管理端的車輛實際行駛路徑的自動紀錄與綜合查詢。

關鍵詞：智能導引 路徑規劃 實時導航 綜合查詢

中圖分類號：U492 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（b）-0004-03

隨著世界經濟全球一體化發展，世界貿易自由開放化，國際運輸市場范圍正在逐步擴大，現代物流行業正在蓬勃前進，港口在地區、國家乃至全球經濟金融發展中承擔著重要樞紐角色，對周邊地區產生重要影響，可進一步推動世界經貿發展。隨著信息技術的發展，碼頭的作業運轉模式發生根本變化，不再是簡單的停靠、裝卸、堆存、運轉等基本功能。信息技術的發展對提高港口生產效率、降低成本，對當前港口運營起重要作用。充分利用網絡與通信技術、定位等相關技術，進行港口車輛的智能導引、作業流程規整、系統支持、信息存儲、路徑優化決策各種關鍵支持，實現港口的運輸車輛可控可視化、可管理性，降低港口集疏運車輛作業的復雜度，推進港口服務的智能化和信息化水平，是最終實現信息化、智能化、現代化港口的必然要求。

1 需求分析

港口車輛集疏運效率是影響港口吞吐能力的重要因素。目前我國港口企業已通過綜合利用智能閘口、視頻監控、場內調度廣播等技術手段有效提高了港口管理保障能力，但是車輛導引智能化程度不夠、作業過程信息交互不暢的問題依然沒有得到根本性解決。首先集疏車輛進港（特別是外部車輛）作業過程中，因作業司機對港區道路、作業流程、管理要求情況不熟悉，加之在作業過程中缺乏必要的信息快速傳輸與智能導引手段，造成集疏效率不高，混票、錯票的事件也時有發生；此外，由于車輛司機對于港區道路分布及路況信息掌握不全面，誤走、誤入、超速、超高等違規行駛行為難以監管，帶來了安全隱患，安全事故偶有出現。針對上述問題該智能導引系統應該滿足以下基本功能需求。

（1）智能終端（移動APP）

①用戶作業任務領取查詢與管理；

②用戶執行作業任務時實時路徑規劃與導航；

③用戶作業任務完成磅單作業票生成、結算；

④用戶可以一鍵求助。

（2）服務器端管理系統

①服務端作業任務下達；

②服務端作業記錄與查詢；

③服務端港區地圖車輛動態顯示；

④服務端表單管理；

⑤服務端基本信息管理。

2 系統設計

2.1 系統功能結構設計

港口車輛作業智能導引系統組成是智能終端程序（移動APP）和計算機管理系統。

基于Android平臺進行原型系統研發的智能終端手機APP控制端：用戶可在基于公共網絡的前提下注冊完善個人、車輛信息，審核完成登錄手持端即可開始接收任務；系統在綜合作業任務地點、時間和實時港區路況實時規劃路徑，優先推薦路途最短、車流量最小導航路線，車輛路徑在出現行駛偏差后可自動調整并多次圖形化引導；原始紙質作業單據填報可以取代，手持端系統可填報單據并查詢任務單相關信息包括任務類型、任務時間、司機、車輛、貨種、貨主、堆場等。輔助功能還有港區緊急情況如前方事故、擁堵或臨時搶修等路況預警。功能體系結構如圖1所示。

智能導引后臺交互服務管理端主要設計實現的是監控港區運輸車輛作業情況：系統首頁以總數字統計方式顯示作業記錄、任務記錄、車輛、司機、運輸公司、貨主、貨種、庫場、監控設備實時狀態；服務器端可下達作業管理任務，作業記錄查詢，表單管理和基本信息管理；服務器端基于地圖的在港區內所有車輛的動態顯示，路面車輛擁堵預警，緊急車輛安全事故通知提前暢通路線誘導等。功能體系結構如圖2所示。

2.2 系統流程設計

首先是服務端管理系統運行交互，記載港區的作業基本信息狀態，繼而下達任務致客戶端，移動用戶通過手持終端登錄智能導引APP系統后即可領取任務并開始任務導航，任務開始選擇最優路徑方案，執行過程中輔助語音求助并可接受后臺服務端發出的緊急事故情況提示信息以及時劈開事故擁堵路段，作業結束手持端可查看后臺服務管理端作業管理模塊生成的單據包括磅單、結算單、作業情況記錄、作業票以及罰單。

3 智能引導系統的功能實現

該系統在采用路徑搜索算法實現最優路徑選擇問題的基礎上，采用C/S架構，實現客戶端APP系統和服務器端管理系統采用雙工通信方式，服務器管理端向APP管理端下達作業任務，采用APP實時接收服務管理端推送的回避擁堵點、事故點的方法，實現路徑的實時導航與優化；同時，APP端則可以實時向服務管理端反饋位置、速度、任務執行進度等管理信息，已達到很好地規避港區事故，提高車輛作業效率和港口的管理效率，很好地提高港口管理安全保障能力。港口車輛作業智能導引系統組成是智能終端程序（移動APP）和計算機管理系統的功能實現如圖3和圖4所示。

4 結語

該系統整體應用可以提高集疏運調度的靈活性、科學性，最終提高港口的作業效率，規范流程管理，為降低安全風險提供技術保障。總之，建立基于公共網絡的手持智能導引系統與管理監控系統相輔相成的港口運輸車輛監控管理是提高周轉效率、加速港口轉型、促進智慧港口發展的一種重要手段。

參考文獻

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