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矿山车辆跟踪系统的设计与实现

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：贺小龙

[导读] 摘要：基于网络技术与地理信息系统GIS以及北斗定位技术，结合国外运输管理的先进技术和国内的实际运输情况，从而研发了一个具有矿山车辆跟踪系统的运输管理平台，达到了提高整个运输系统效率的目的，对于运输系统的发展具有重要的意义。

        中煤平朔集团有限公司信息中心山西朔州 036006
        摘要：基于网络技术与地理信息系统GIS以及北斗定位技术，结合国外运输管理的先进技术和国内的实际运输情况，从而研发了一个具有矿山车辆跟踪系统的运输管理平台，达到了提高整个运输系统效率的目的，对于运输系统的发展具有重要的意义。
        论文的主要研究工作如下：
        1）通过对国外运输管理信息系统相关背景和发展动态的分析，结合国内在该领域的实际发展情况，研究了运输信息管理行业的实际需求，并给出相应的解决方案。
        2）从运输管理系统用户角度出发，通过跟踪车辆、减少空载率、提升系统反映灵敏性、实现信息的共享、提升运输平台的性能，最终确定系统的开发方案。
        3）研究设计实现系统管理平台的相关方案，完成了对车辆的实时跟踪的记录以及车辆的调度与管理，并最终实现信息的资源共享。
        关键词：矿山车辆跟踪系统；业务管理；运输信息化
        引言
        通过实际调查发现，我国运输调度能力存在诸多不足，整体信息化水平还处于一个较低的水准，主要存在以下几个方面问题：（1）车辆运输的信息化程度不足；（2）数据采集不及时，资源不能共享；（3）运输信息系统的标准不统一；（4）一些现代化运输手段的使用还不是很广泛。
        通过研究希望开发一种功能齐全、具有实用价值、特别适用于矿山车辆调度、基于车辆信息和定位的运输管理软件，它够通过多种渠道收集车辆状态、指挥通信等数据，并将这些数据进行合理整合，从而为不同类型的对象提供各自所需的信息，方便其对车辆进行监督管理。同时系统的设计与数据库的设计做到安全可靠，防止黑客的非法入侵，从而提高运送货物的效率，增强矿山车辆的运输实力。
        1.平台设计中涉及的关键技术
        车辆跟踪系统平台开发和设计的整个过程中，主要牵涉到以下技术：
        其一，计算机网络技术。在信息系统的运行过程中，通过网络，使客户端可以通过WEB服务器实现查询功能，并了解当前车辆所处的状态[1]。
        其二，语音识别技术，通过它来提高部分重要物资运输的可靠性[2]。
        其三，条形码技术，它是基于计算机的一种自动识别技术，具有输入速度快、准确度高、成本低、可靠性强等优点[3]。
        第四，电子数据交换（EDI），EDI最大的优势就是准确且安全，所以自从它被开发出来时，就已经被大量地应用于运输业。从整个管理平台来看，各模块之间不仅保持相互关联，同时也是相互独立的，各功能模块之间的关联主要还是依靠EDI技术来完成的 [4]。
        第五，北斗卫星定位技术，安全性能更高，定位更加精确[5]。
        2.矿山车辆跟踪系统的设计
        2.1 系统总体设计
        矿山车辆跟踪系统的实现非常复杂，主要包括以下子系统：
        （1）首先通过一些传感器以及嵌入式技术将特定区域内的车辆坐标采集到数据库中，然后将收集到的信息传输到交通信息系统中，例如一些车辆的动态信息等。
        （2）交通信息系统，这里主要指的是路面的信息、车辆的相关信息以及当地的天气情况等等。
        （3）远程监控指挥系统，如果调度部门从传回的画面中发现路段出现严重交通堵塞或者重大安全事故就会立即根据具体的情况来采取相应的解决措施，使得交通情况在短时间内恢复到正常状态。
        （4）智能车辆管理和服务系统。这个系统主要由多个子系统构成，分别是动态路径引导系统、矿区交通信号灯控制系统、车管管理派遣系统、驾驶员调度及状态等子系统，它能够有效的做到道路交通的智能化和快速化管理。
        总的来说，矿山车辆跟踪系统的目的就是构建人、车、路三者之间的通信渠道，这种交叉式的通信方式是未来智能交通领域发展的一大趋势。
        2.2 终端硬件设计
        矿山车辆跟踪系统最终能够被分为硬件平台和软件系统。在实现上层系统软件和应用软件相关功能时能够依靠硬件平台来提供硬件支撑。如依靠定位芯片来分析和处理天线收集到的有关数据信息，其中处理方法包括混频、滤波以及AD 转换等，就能够将 NMEA 定位数据在串口处进行输出。
        2.3.1 软件整体设计
        软件采用C++实现，开发平台是QT/Embedded，依靠该平台完成了整个应用程序的开发，之后把可执行二进制文件进行编译处理，与此同时把该文件依靠NFS挂载到硬件平台上，最后完成对整个系统功能以及稳定性等方面的测试。
        开发该车载系统主要通过分层模块设计的原则来完成，此次开发过程中主要将其分为三大部分，分别是应用层、服务层以及驱动层，此次设计配置API接口来访问应用层与服务层，该系统具有稳定性强以及扩展性好等方面的特性，图1为该车载系统的软件架构示意图。

        图1终端系统的软件架构
        2.3.2 系统定位模块
        系统采用北斗卫星定位以保证获取位置信息的准确性。在程序启动以后开启对应的串口，按照设定的时间周期来发出定位申请，该申请信息被传输到陆地控制系统后就能够计算出北斗模块的精准坐标，最后将坐标信息传递到北斗模块，北斗模块对坐标信息进行处理之后就能够向用户展现出更加直观的信息。
        2.3.3 开发架构
        在矿山车辆跟踪管理系统当中，结合SSH应用开发框架，采用经典的三层模式对应用系统进行分层。在这种分层模式中，将系统元素分布到表现层、业务逻辑层和数据访问层当中。其基本架构示意图如图2所示。

        图2 三层模式结构示意图
        2.4 信息交互
        （1）系统利用GIS地理信息管理软件以及BDS实现对实物坐标的位置定位。另外利用BDS对数据的精确定位和实现实物的监控，并同时将路况信息回复到总指挥中心进行显示与记录存储。
        （2）车辆没有装BDS/GIS此软件，驾驶员需要利用通信设备对当前驾驶信息和地理位置、车辆状态进行实时回复并将车辆位置信息录入系统。
        （3）系统装有GSM全球通信系统，通过建立短信平台利用短信实现系统工作人员的信息获取并利用短信及时获得路况的详细信息，同时利用短信及时的实现对驾驶员的提示作用。
        3.结论
        本文仅仅从矿山运输管理的业务需求和从技术的应用以及软件开发等方面，完成了运输管理平台的开发。通过该系统能够采用科学化的方法对比和分析各种运输方案，进而为指挥机构作出相应决策提供一定的参考。通过完成运输管理平台的设计与实现，从而能够提高整个运输系统的效率，对于运输系统的发展具有一定的意义。
        参考文献：
        [1]臧涛涛.基于模糊层次分析法（FAHP）的军事运输路径优化研究[D].长春：吉林大学.
        [2] 李昱.军用物资航空集装化运输能力评价体系研究[D].长春：吉林大学，2013.
        [3] 张程.军事项目综合运输优化建模与计算.[D].长沙：中南大学，2012.
        [4] 岳子琳.基于物联网的车辆运输管理系统的管理方案设计[D].武汉：湖北工业大学，2014.
        [5] 张莉艳.基于云计算的铁路信息共享平台及关键技术研究[D].北京：中国铁道科学研究院，2008.
        作者简介：
        贺小龙（1988.5）男；民族（汉族），籍贯：山西省大同市；2001年毕业于太原科技大学电子信息专业，2017年武汉科技大学计算机毕业；现供职：中煤平朔集团有限公司信息中心；职称：助理工程师；研究方向：电子信息；身份证号码：1402021988****1010