GPS在特種設備行業管理中的應用

明子涵，龔倩

（四川省特種設備檢驗研究院，四川 成都 610000）

GPS（全球衛星定位系統）在保證檢驗設備的經濟安全穩定使用的過程中，發揮著舉足輕重的作用。通過檢驗設備管理中安裝的GPS系統，可以實時掌控和監視檢驗設備的各種數據信息，比如，準確的三維位置和實時三維運行情況等信息。GPS系統應用于檢驗設備的管理中，使其擺脫了時間和空間的束縛，全方位覆蓋，應用范圍更廣，自動化程度更高，可以隨時隨地了解檢驗設備的具體位置信息，而且經濟成本較低。由此不難看出，在檢驗設備管理中引入GPS技術可以更科學、更合理、更經濟地實現自動化全方位管理。

1 GPS系統相關概述

1.1 GPS硬件及無線通信硬件

GPS是全球定位系統的簡稱。GPS的研發要追溯到20世紀70年代，有美國海陸空三軍聯合研發的新一代空間型的衛星定位系統。主要是用來為海陸空三大領域提供實時、全方位和全世界范圍內的定位導航服務，而且還用于對情報的搜集、對核爆的檢測和應急通信等軍事方面。經過超過20年的不斷發展，GPS耗費高達300億美元，終于在1994年3月，布置完成了全世界覆蓋率可達98%的24顆GPS衛星。分散在6個運行軌道上的24顆衛星共同組成了完整體的GPS系統。GPS衛星運行的軌道高度高達20000公里，每顆衛星上都安裝有10～13顆高精度的原子鐘。地面上的主控中心和多個監控中心定期測定衛星位置和時間的精確度，并將星歷信息發送至衛星上。美國研發GPS系統的主要目的是為軍事提供信息服務，用戶利用GPS接收機可以同時接收四顆以上的GPS衛星信號，即可判斷出用戶自身的經度緯度、高度和準確時間，從而使我們可以隨時隨地掌握個人的位置信息。其實現全世界范圍內高精度三維位置、速度和時間等數據的實時性，主要是依賴衛星的測時和測距功能，而且此項技術已經廣泛地應用于汽車、船舶等移動載體領域的導航和定位。車輛的GPS定位系統主要是由監控中心和車載終端構成。監控中心的基礎是電子地圖和控制操作系統，通過電子地圖的數據信息即可實現對汽車行駛狀態的實時監控，并經由信息平臺向車載終端發出管理指令，從而控制車輛的行駛。除此之外，產品幾何技術規范是GPS在機械領域的另一種含義。檢驗設備的管理部門可以利用監控終端，經由互聯網或者局域網由通信公司或者本單位內部的監控中心發送控制命令，結合GPS系統和黑匣子分析系統，實時接收來自檢驗設備中的各種數據信息，甚至還可以由此判斷出檢驗設備操作人員的狀態等信息，實現對檢驗設備運行記錄數據信息的綜合分析檢驗設備的報警、故障模擬等管理功能。與此同時，在檢驗設備的監控管理系統當中，檢驗設備的位置信息由安裝在其中的GPS芯片，通過軌道上的24顆衛星位置計算而獲取的，檢驗設備在獲取到有價值的數據信息后，需要利用無線傳輸的方法，將數據信息按照相應的協議格式回傳至控制管理中心，再由控制管理中心的服務器集中存儲和處理，主要是利用手機等移動終端的網絡，將數據信息由檢驗設備終端發送至控制中心?？偠灾?，GPS系統的功能十分強大且實際用途廣泛，特別是在最近幾年的發展十分迅速。

1.2 GPS應用系統功能

（1）檢驗設備無線數據終端的主要功能包括：①無線終端將自動接收的GPS信號定位信息經由GPRS網絡傳送至調度控制平臺；②檢驗設備的無線終端和調度控制平臺實現通話；③檢驗設備的單鍵報警功能；④自動接收和在顯示屏上顯示調度控制平臺發出的調度指揮命令和遠程控制命令；⑤檢驗設備電子地圖定位功能。

（2）調度控制平臺的主要功能包括：①檢驗設備無線終端GPS接收機、硬件和軟件的初始化和初始檢測功能；②檢驗設備的無線終端和調度控制平臺實現通話；③接收檢驗設備無線終端運行報警功能；④實時連續監控檢驗設備終端；⑤檢驗設備運行軌跡歷史情況查詢。

（3）GPRS網絡通信系統的主要功能包括：檢驗設備單元和監控控制平臺的數據傳輸功能，從而確保檢驗設備的GPS、傳感器和集中處理器等信息在檢驗設備與監控控制平臺安全穩定的傳輸。GPRS通信模塊鑲嵌入檢驗設備終端，將GPS模塊所采集的數據信息實時地傳輸到遠程數據信息監控管理平臺，無線通信模塊登錄GPRS網絡通信系統，再把GPS收到的數據信息傳輸至調度控制平臺，作為調度控制平臺信息管理的基礎數據信息。

1.3 特種設備行業管理中應用GPS的優勢

（1）對檢驗設備進行動態化的安全監控。隨著科技的發展，GPS系統已經廣泛地應用于各行各業。特種設備行業管理引入GPS系統實際應用過程中，可以實時有效地跟蹤、監控和管理檢驗設備。在GPS系統在檢驗設備管理的實際應用過程中，要充分結合檢驗設備管理的實際情況，任何一臺檢驗設備在運輸過程中，要科學合理地控制其運行情況范圍、運輸時間等方面。同時，檢驗設備要根據實際的要求，可以自動地發出異常報警、數據信息等內容，這樣可以有效地提醒檢驗設備實際操作人員，最大限度地減少安全事故。除此之外，若檢驗設備在運輸的過程中，沒有按照既定的運輸計劃進行，或者是出現了超出運輸邊界，那在設置的條件中，監控系統要結合實際情況，發送對應的警告和提醒，從而有利于檢驗設備的管理。

（2）報警功能可以保證檢驗設備和相關人員的安全。GPS系統在檢驗設備實際應用的過程中，警告開關的設置一般都比較隱蔽。一旦檢驗過程中，發生嚴重的異常或者其他特殊情況時，操作人員可以直接利用報警開關，向對應的信息監控中心發送SOS報警信號，也就是緊急救援信號。信息管理監控中心收到此類信號后，立即啟動相應的監視監聽系統，了解狀態，同時，還要結合GPS監控系統，實現對檢驗設備實時位置的確認，從而使相關技術人員可以及時處理異常和危險的情況。對于檢驗設備遭遇的某些危險或者已經發生嚴重事故的情況，監控系統可以根據其實際狀態，充分結合電子地圖中的內容，對檢驗設備運行的數據信息和位置信息進行實時有效的監控和分析。整合處理完此類數據信息之后，可以科學合理地制定符合實際要求的處理方案，從而確保救援處理的速度，最大限度地避免出現更嚴重的情況。

2 特種設備行業管理中GPS應用措施

2.1 加強政策推動和支持

檢驗設備GPS監控系統在搭建和實際應用的過程中，可以為相關技術人員提供準確實時的數據信息，還可以向監控平臺提供檢驗設備實際運行狀態的數據信息。只有相關政策不斷地推動和支持，最大限度地發揮政策的作用，才能發揮GPS系統在檢驗設備實際管理中應有的作用。其中，特別指出的是對于優惠政策的提出和落地執行，對于GPS系統應用于檢驗設備管理中來說，具有非?，F實的推動和影響意義。例如，檢驗設備在實際運行中需要安裝GPS系統，還要給予使用GPS終端的檢驗設備對應的補助。除此之外，還要溝通和協調與電信部門等的關系，適當地減少使用GPS系統檢驗設備終端的通信費用，促進雙方的共同發展。上述方法可以促使GPS系統在檢驗設備管理中的科學合理利用，不但可以從根源上充分鼓勵檢驗設備安裝和使用GPS系統的積極性和主動性，而且還能夠確保相關政策和文件執行的規范化、標準化，從而充分發揮GPS系統在檢驗設備管理中應有的效果。

2.2 規范GPS監控系統使用和管理

GPS監控系統對于特種設備行業管理有著非常深遠的影響，其在保證檢驗設備安全穩定運行的同時，還能夠給相關技術人員提供一定程度的便利條件。對于GPS監控系統平臺運營方來說，要認證其本身的資質，這樣才能夠保證GPS監控系統可以邁進檢驗設備管理的門檻。在GPS監控系統的實際應用過程中，還要充分考慮現實實際的要求，凡是安裝完成的檢驗設備GPS系統，要嚴格按照相關的規范和要求對其進行驗收工作。此外，還需要指出的是，每年都要對GPS系統進行定期的考核和處理，一旦考核過程中GPS系統運行情況脫離實際檢驗設備管理的要求，要根據情況的嚴重程度對其進行強制退出或者禁止進入的懲罰措施。同時，還要對檢驗設備管理的從業人員進行必要的指導和教授，確保GPS監控系統在檢驗設備管理中能夠科學合理地使用，充分發揮其應有的作用，還要簽訂安裝和使用的合同或協議。在檢驗設備管理中安裝和使用GPS監控系統的實際過程中，還要列出和要求相應的GPS監控系統使用的費用、系統升級等各個方面的內容。除此之外，對于現有的GPS監控系統還要進行完善和優化，以保證檢驗設備各項運行環節能夠順利的開展和進行，直至完成。定期回訪檢驗設備管理安裝和使用GPS系統的情況，不僅可以有效地解決和處理GPS監控系統在檢驗設備管理過程中發生的各類問題，而且還能夠根據不同設備、不同用戶、不同要求，提供個性化的服務。最后，在最大限度地確保GPS監控系統工作效率顯著提高的同時，還要提高相應運營方的服務水平。

2.3 拓展GPS系統功能，提高用戶使用的積極性和主動性

特種設備行業管理在GPS監控系統實際的引入和應用過程中，要根據不同設備、不同用戶、不同要求，為其提供不同類型功能作用的服務。例如，可以為對應的用戶提供檢驗設備的調度和控制服務，還能夠為部分用戶提供檢驗設備運行狀態反饋的服務等，與此同時，還要保證全程錄音錄像的實時性和有效性，上述功能都可以安裝在檢驗設備的無線終端上，從而為用戶提供方便快捷的個性化服務。與此同時，GPS監控系統功能的拓展和使用，不僅可以有效地提升特種設備行業管理安裝和使用的積極性與主動性，還能夠在其實際使用過程中，切實地感受到GPS監控系統等先進的現代化科學技術帶來的便利。通過有效地落實GPS系統在特種設備行業管理中的應用，還可以強化檢驗設備跟蹤處理的有效性和實時性，有利于提升檢驗設備安全監控的實質效果。

3 GPS在特種設備行業管理中的發展趨勢

GPS在特種設備行業管理中的第一個發展趨勢就是頻率分集技術，實際上，老化衛星被二代GPS系統替換的過程中已經正在進行。替換完成后，先進的現代化衛星可以為民用百姓提供三種新型的定位信號。第二個發展大趨勢就是對于射頻干擾的克服和解決。一般來說，GPS系統的功率比較低，為10～16瓦左右，很容易受到周圍強射頻信號的干擾而不能正常運行。GPS系統接收器穿透噪聲主要是通過將接收的測距碼和存儲于本地的復制碼的相位進行匹配。相位一樣時，GPS接收器就可以將定時信號左右精確的參照，從而實現精確的定位功能。第三個發展的大趨勢是安裝某些綜合性的機械系統，保障定位誤差小于特定數值。利用微分GPS系統，將會直接獲取由地球同步軌道通信衛星所發出的最新誤差校正信息，對地面參考接收器的數據信息進行修正。