城市智能渣土車管理系統設計

廖 警，蔣春玲，韋仁寶，黃廣禎

（中國重汽集團柳州運力專用汽車有限公司，廣西 柳州545007）

城市智能渣土車管理系統設計

廖 警，蔣春玲，韋仁寶，黃廣禎

（中國重汽集團柳州運力專用汽車有限公司，廣西 柳州545007）

渣土車監管一直是政府城管部門及環保部門非常重視的管理環節。基于北斗導航技術、通信技術、車聯網技術、遠程自動控制技術、并行數據處理技術等核心技術綜合集成運用于城市渣土車研發中，設計和實現渣土車北斗智能管控系統?？舍槍Σ煌囕v的使用工況優化智慧管理系統，實現對城市運輸車輛的動態跟蹤、監控、識別、管理，做到可管可控，為城市精細化管理和服務提供有力支撐等功能。

北斗導航；車聯網；渣土車；智能交通

隨著我國經濟建設持續快速發展，汽車工業正朝著創新轉型升級技術創新的道路發展。通過采用現代先進信息技術平臺及軟硬件應用到汽車工業中，為汽車科技感及智能發展提供有力幫助，該技術以體現信息技術與制造技術深度融合的數字化網絡化智能化制造設計為指導方針。同時隨著技術的進步及人民生活水平的提高，智慧城市建設也在逐步推進[1]。城市的發展離不開汽車工業的支持，而目前城市建設使用的渣土車道路運行管理跟不上城市的發展，城市渣土車運輸車輛亂象叢生，給政府管理部門帶來了諸多壓力。眾所周知，一直以來，渣土車存在散、亂、差管理難的現象，對社會環境和安全造成了較大的影響。廠家設計的渣土車設計不專業，存在不可視性的諸多盲區，車輛整體設計可靠性低，質量差，無法有效管控車輛運行情況，車輛運行安全系數低，不僅特別容易導致事故，還不符合城市渣土運輸規定，渣土車一直是城市管理中的老大難問題。

隨著國內經濟的快速發展和城市建設的提速，渣土車數量也在同步大幅增加，渣土車闖禍現象更是愈演愈烈，成為各級政府管理部門的一塊心?。辉吝\輸行業普遍存在的揚塵、撒、漏、亂倒、安全隱患成為了市民的詬病之處[2]。面對城市渣土運輸造成的安全和環保性問題日益凸顯，嚴重影響著人們的生活，另外霧霾天氣對城市環境危害程度日益嚴重，城市環境治理受到社會廣泛重視。因此，如何規范渣土車運營，實現對渣土車信息全方面動態跟蹤、監控、管理，提供統一的服務，提高城市交通管理及生活環境管理，是渣土車北斗智能需要解決的重要問題[3-4]。

1 渣土車亂象狀況

多年來城市建設的渣土車存在諸多的違法行為，特別是在夜間，渣土車故意遮擋車牌、亂闖紅燈、超速行駛、超載運輸、逆行闖禁行、撒漏、亂倒、揚塵漫天飛及交通事故多發等，是人們對于城市渣土車的印象。為了打擊渣土車的各種交通違法行為，城管、市容管理及交通部門也進行不間斷的加大查處力度，但一直以來都沒有得到根治。大部分渣土車主為了抄近路唯利是圖，不顧公共交通秩序和路上行人安全，肆意超速、闖紅燈、超載甚至逆行；還有一部分渣土車司機甚至采用套牌或者遮擋車牌號碼逃避執法部門的制裁；同時大多司機文化程度低，法律意識淡薄，不按交通規定路線、時間行駛，為城市交通帶來極大安全隱患；還有些渣土車司機明知有指定的倒土場，還隨意就近傾倒渣土，影響及污染了城市生活環境并帶來污染；運輸渣土的車輛多數為了多裝多賺，本有的金屬蓋板故意不蓋嚴實無密封狀態，不能有效防止撒漏和揚塵問題。造成目前這種狀況的客觀因素有許多，歸結起來主要有以下兩方面：

（1）城管部門監管難[2]

面對渣土車影響市民正常工作、生活，空氣污染嚴重，未智能化統一管理，監管難度大這些城市管理的頑疾，當前渣土管理靠突擊整治的層面，一直沒有走出“整治-回潮-再整治-再回潮”的怪圈，占用了較大的行政資源。以往只能靠執法隊員死看死守或突擊檢查等方式來管理，數量有限的執法隊員面對龐大的渣土車隊伍，管理顯得力不從心。缺乏長效化，常態化行之有效的管理和執法機制。

（2）現行的GPS監管系統落后不適用[2]

雖然國內部分城市已經部署了GPS遠程跟蹤的渣土車管理技術。但是目前這類渣土車監管系統往往只是運用GPS技術遠程跟蹤渣土車位置，渣土車是沒有安裝有與車輛發動機連接的車載終端系統，沒有對車輛可視化的監控，無法監控渣土車的超速、超載、亂闖紅燈及車廂密閉情況，并不能實時掌握和控制車輛運行情況。而且目前只能達到遠程跟蹤的效果，無法控制渣土車司機的操作，出現違法行為沒能遠程控制車輛運行。

因此，要使渣土運輸成為美麗城市建設中的和諧音符。建立一個適應城市渣土車運行的信息監控平臺對渣土車信息全方面動態跟蹤、監控、管理，提供統一的服務平臺是解決當前渣土車管理唯一有效的解決方案。

2 關鍵技術

在設計應用層上實現人機交互對話，將渣土車與管理系統配合，舉升裝置、發動機ECU、車廂頂蓋、超載、超速等必須受系統控制。通過信息化手段提升管理水平，管理系統能深度采集各種數據并且能控制車輛速度，能夠在管理中心監控到每一輛車的運行狀態。系統實現渣土車與駕駛員信息的實時監控管理、安全保障、違規報警、網上查車、無線通信、信息導航、運輸管理等綜合管理與信息服務。實現渣土車從單一的靜態管理轉變到多功能的動態管理。

如何實現全程對車輛進行監控和遙控，如車輛超載、超限、撒漏（泄露）、偏離指定行駛路線等，指揮平臺會對車輛進行限行、限速、鎖車、斷油、斷電并語音報警等遠程控制，方便對運輸車輛進行統一管理。對城市智能渣土車型工作原理及運營范圍進行北斗系統應用研究，具體如下：

（1）車輛精細化管理：實施一車、一卡、一司機的管理，插入對應的司機卡才能啟動車輛，實現對車輛的防盜、防拆、定位、鎖車、限速、重/空車、電子圍欄、舉升等各項運營監控，起到管理、監控的作用，能夠滿足統一指揮調度的需求。

（2）采用智能化感應監控系統，車輛設置的重力感應監測器，可時刻監測出貨物重量，當貨物超出設定載質量時，車輛不能正常行駛，并在監測平臺上自動反饋。

（3）實時運行監控：通過GPS北斗定位系統，可實現車輛位置跟蹤，同時將監測到車輛的運行信息及圖像傳輸到監控平臺上，可以全面了解車輛運營狀況，保障安全運行，做到可管可控。

（4）副油門控制器：國Ⅴ排放標準的高壓共軌柴油發動機預埋了統一管理的車載定位系統在動力部分，通過副油門控制器車輛油路及電力，達到鎖定車輛速度和防盜的新功能。

（5）車輛健康管理：實時記錄設備的詳細運行數據，對車輛油耗（氣耗量）、故障等進行遠程智能診斷；提取駕駛員行為數據、車輛故障診斷數據等，優化駕駛行為。

（6）對車輛設置電子圍欄，不按規定路線行駛、不按規定區域傾倒，管理平臺即時報警，并記錄每一次傾卸的時間、地點。

（7）植入“重汽智能通”智慧管理平臺，可在后臺對車輛進行管理，實時記錄設備的詳細運行數據，實現對設備的遠程控制和遠程詳細信息采集。如圖1所示。

圖1 渣土車監控系統平臺

3 系統工作設計與實現

系統主要由車載終端、數據中心、北斗衛星、車隊控制平臺、網絡通信等主要部分組成，系統構成如圖2所示。

圖2 渣土車北斗智能管控系統構成

系統通過車載北斗終端與渣土車連接，匯總所有信息，通過網絡無線通信將數據發送到服務器，實現渣土車的實時定位、導航、測速，同時通過重力傳感器獲取車輛超載情況。管理中心通過種植重汽智能通平臺可以對渣土車進行實時全面的管控，對渣土車不按指定位置、超速、搶紅燈、超載、亂倒、關不嚴等違紀行為進行有效控制監督。

3.1 車載北斗終端

北斗車載定位終端即北斗衛星定位儀，主要是通過北斗衛星實現定位，并通過傳輸網絡與監控中心通信，由前端設備、傳輸網絡、監控中心構成北斗衛星定位監控系統，實現定位跟蹤及智能功能。車載北斗終端是該系統的關鍵部件，終端與發動機ECU連接，實行聯動運行，避免司機對車載北斗終端進行破壞或拆除，一旦遭到拆除或破壞，系統立即對車輛發送控制命令，限制發動機的啟動。

3.2 數據中心

數據中心具有數據統一管理集中分析、存儲、處理回饋、數據匯總更新升級、維護等一體化功能。數據庫包括以下內容：

（1）位置數據：車輛實時位置，歷史軌跡、行駛軌跡、行駛區域、導航數據等。

（2）車輛狀態數據：油耗數據、歷程數據、載重數據、車輛行駛時間實時數據、視頻監控密閉狀態數據、作業狀態數據、汽車發動機重要零部件總成的工作參數等。

（3）用戶數據：用戶賬號信息、車輛基本信息、駕駛員信息、視頻監控司機駕駛狀態、登陸時間、權限信息、相關操作記錄等[6]。

3.3 網絡通信

車載終端的GPS北斗模塊能夠時刻接收來自衛星的信號，計算出其位置、速度等信息，車載終端需要將這些信息傳送至監控平臺，兩者之間的通信必不可少，由于車載終端的特殊性，無線通信是唯一的通信方式，衛星和基站被作為智能監控系統的通信鏈路[6]。

服務中心是系統功能的實現和表達，也是應用層的承載平臺，向用戶提供相關服務和權限內的操作權利，并接受用戶的指令請求，具體包括運營管理、數據交互、車輛位置監控、車輛安全行駛管理、燃油管理、遠程診斷等服務。

3.4 車隊監控平臺

在城管監控中心建立一個監控平臺，對道路上行駛的渣土車進行實時監控，了解車輛位置移動變化，實現監控平臺能有效進行直觀可視化管理及集中指揮調度。

4 系統功能及應用

通過北斗車載終端實現車輛的實時定位跟蹤，加強了對渣土運輸公司和對駕駛員的管理。通過電子圍欄規定車輛的行駛軌跡，可實現遠程定位、查詢地理位置，工況、報警狀態等信息、通過駕駛行為記錄，分析發動機油耗，改變駕駛員的駕駛習慣，降低車輛油耗；具有遠程診斷功能監督渣土車在允許的范圍內行駛，將自動報警提醒駕駛員注意，同時信息將反映到管理中心。通過管理后臺，可方便地查看車輛位置、速度、重空載、舉升狀態、頂蓋閉合狀態以及車載攝像頭實時拍攝的照片等，同時實時查看車輛異常的數據自檢。同時，北斗車載終端與車輛上裝運動機構實行聯動控制管理，渣土車只能到達預定區域內時才能卸土，一旦出現超速、超載、貨箱蓋未關閉的情況，系統的報警燈和喇叭會發出語音提醒，提醒司機及時糾正，并上報服務中心，必要時服務中心可對渣土車實行限速、剎車等控制；通過主機內的駕駛員行為規范系統，分析車身CAN數據，判斷司機急加速，急轉彎，轉彎不打轉向燈，急剎車等不良駕駛行為，對司機進行語音提醒，并上報給平臺，糾正司機的不良駕駛行為。當通過視頻對駕駛員實時監控發現駕駛員疲勞駕駛，車載終端會時時報警提示司機。本系統為司機的安全保駕護航，更是提高城市環保、減少交通事故、保證城市可持續管理行之有效的解決方案[2]。

5 結束語

渣土車智能監控系統的研發充分利用互聯網、信息融合及現代通信設配技術，給渣土車安裝上車載北斗終端系統對城市渣土車進行全方位實時跟蹤定位、監控管理。開展實施的“智慧城管”帶來的不僅僅是管理效能的提升，同時為城市人民生活環境改善以及市民道路的安全出行提供更好的保障。渣土車不敢再亂違章運行。城區環境質量、道路安全等改善明顯。該系統推廣應用，成為渣土車上路運營的前置要件，能有效解決渣土車管理難題。經一年的實車驗證，該系統可靠穩定，運行良好，很好解決了城市渣土車管理難題。

[1]黃孝斌，魏劍平，張 瑩.Loit智能城市應用創新中心，以需求拉動的創新模式[J].數字城市，2010，25（1）：64-70.

[2]于曉豐，楊德森，楊軍平，等.渣土車北斗智能管控系統設計[D].西安：第六屆中國衛星導航學術年會，2015.

[3]國務院辦公廳.大氣污染防治行動計劃[Z].2013-09-12.

[4]GB 7258-2012，機動車運行安全技術條件[S].北京：國家行業標準，2012.

[5]余宇飛.安全用戶平面A-GPS位置服務平臺的設計與實現[D].北京：北京郵政大學，2007.

[6]于曉豐，楊德森，楊軍平，等.基于BDS的渣土車智能管控系統設計[J].導航定位學報，2016，4（2）：81-86.

The Design of Urban Untelligent Residue Vehicle Management System

LIAO Jing，JIANG Chun-Ling，WEI Ren-bao，HUANG Guang-zhen
（Sinotruk Liuzhou Yunli Spnli Special Vehicle Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545007，China）

The supervision of muck trucks has always been a very important part of government environmental protection departments.In this paper，the Beidou navigation technology，communication technology，vehicle networking technology，based on remote automatic control technology，parallel data processing technology and other core technologies used in the integrated city muck car research and development，design and implementation of the intelligent control system for car.According to the working conditions of different vehicle intelligence management system optimization，implementation of city transport vehicle dynamic tracking and monitoring，identification and management，it can be managed and controlled，to provide strong support and other functions for the city of fine management and service.

beidou navigation；vehicle networking；muck car；intelligent transportation

TP311.5

A

1672-545X（2017）09-0138-04

2017-06-17

廖 警（1978-），男，壯族，廣西貴港人，研究生，工程師，主要研究方向：專用汽車設計。