物流园区智能车辆管理系统分析与设计

施松

（广州市设计院）

1 引言

近年来，物流行业得到快速发展，物流园区的自动化和信息化程度不断提高，物流园区不仅要规范车辆出入管理，对“人、车、货”的实时监控要求也是越来越高。为了提高管理水平和运营效率，对于大型现代化物流园区，物流车辆不仅是一个简单的运载工具，更多是作为货物运送全过程中的重要终端，需要对其进行实时监控、定位和引导。

2 物流园区智能车辆管理系统架构

大型物流园区包含出入闸口、暂停区、行车道、盘道、货车泊位和仓库作业区（包括卸货区、备货区与仓储区），其建筑类型特殊、车辆行车路线复杂及安全要求较高，因此，大型物流园区的车辆在出入闸口处和园区内部的管理要求更高[1]。物流园区智能车辆管理系统架构如图1所示。

本系统主要实现车辆出入管理、车辆定位追踪和车辆引导功能。

在车辆进入园区前，司机或其他人员需在业务系统网站上办单，或在园区办事大厅进行办单（车辆先停在暂停区），然后车辆才可前往园区入闸口。

3 系统功能分析说明

3.1 车辆出入管理子系统

图1 物流园区智能车辆管理系统架构图

出闸口和入闸口以无人值守方式为主，搭配岗亭进行人工辅助管理。车辆出入管理子系统的主要设备有：地感线圈（抓拍和防砸车）、电子栏杆、集装箱号识别摄像机、车牌识别摄像机、车牌抓拍摄像机、危险品探测器、语音对讲机、电子地磅、LED屏、语音播报器、读卡器及控制主机等。

在入闸口处，系统通过对将要入闸车辆的车牌、集装箱号和卡号进行识别，并将这3个信息发送给园区业务系统。业务系统根据车牌号、集装箱号、卡号以及该车辆入闸的时间，生成该车的车次号，作为该车在园区里的唯一标识。

业务系统接收信息后，分析对比车辆的车牌号和集装箱号是否与根据数据库内的办单数据相对应。当上述信息确认无误时，业务系统反馈放行信号和该车辆的具体泊位给车辆出入管理系统，LED显示屏显示通过验证的提示信息并提示司机需去向的仓库区、楼层、卸货区信息，同时，语音播报器发送语音提醒司机入闸，闸机同时抬杆进行放行。

车辆的出闸管理与入闸管理类似，系统通过识别将要出闸车辆的车牌、集装箱号和卡号，由业务系统确认是否返回放行信号进行放行。物流园区车辆流线如图2所示。

3.2 车辆定位追踪子系统

物流仓库一般是室内多层建筑，GPS和北斗等导航技术无法实现三维定位。本系统采用RFID和无线WiFi结合的定位方式。RFID读写天线和无线AP作为探测器，车载导航终端内置RFID标签和WiFi模块，可同时被RFID天线和无线AP检测和定位[2]。

根据物流园区的需求，车辆一般在出入闸口的定位需达到10～15m精度，在车道、盘道达到8～10m精度，在卸货区位置需达到3～5m精度。由于定位精度越高则传感器布置的密度要求越高，如果需要实现3～5m精度定位则需要每3～5m布置探测器，这样成本太高，性价比较低。

对于精度要求高的区域，本系统采用基于RSSI（Received Signal Strength Indication，信号接收强度）技术的定位方法。每个探测器与标签之间的信号损耗与两者距离有固定的关系模型。一般设置3个探测器，由于其位置固定，可根据每个探测器与标签之间的信号损耗确定它们之间的距离，根据相关的算法即可确定标签相对精确的位置。这种方式硬件要求低，可以大幅度降低成本。

在出入闸口、车道和盘道等精度要求不高的位置布置RFID天线，主要使用无线WiFi技术进行定位探测，依靠粗略定位方式将车辆引导至不同的楼层、仓库区；在卸货区通过布置无线AP和密集的RFID天线，主要使用基于RSSI技术的RFID探测进行精确定位追踪，将车辆引导至具体的泊位[3，4]。

3.3 车辆引导子系统

司机在入闸口处领取车载导航终端，系统将其ID号与该车次绑定。系统核心服务器根据接收到的导航终端的定位信息和该车次对应的泊位信息，进行数据处理，计算出最合理的行车路线。通过无线AP下发泊位信息、行车路线等信息至导航终端，导航终端使用图像和语音提示实时引导车辆前往指定的泊位。

车辆到达指定泊位时，系统通过对车辆的车牌、集装箱号和卡号进行校验，并将这3个信息发送给园区业务系统，由业务系统判断车辆与泊位的相关信息是否符合，并返回校验结果给导航终端，提示司机进行下一步的装、卸货工作。

司机离开园区前，在出闸口处归还车载导航终端。

系统还可结合BIM技术，整合三维地图、定位、行车轨迹、车辆热力图、路线导航等应用方式。作为可选项，在控制中心用三维模型对车辆的位置、路线等进行直观展示[5]。车辆定位追踪和引导子系统数据传输如图3所示。

图2 物流园区车辆流线示意图

图3 车辆定位追踪和引导子系统数据传输示意图

3.4 系统与其他系统的对接和联动

1）与火灾自动报警系统联动

本系统对火灾自动报警系统仅监测和接收信号，不对其进行控制。当接收到火灾报警信号时，根据预先设定，车辆出入管理子系统可控制所有出入闸口均抬杆放行，同时，系统将提醒和引导相关车辆前往指定的位置。

2）与海关监管视频监控系统联动

一些纳入海关监管范围的物流园区，设置有独立的海关监管视频监控系统。本系统向海关监管监控系统提供出入闸口的监控视频、车牌抓拍等信息。

3）与园区视频安防监控系统联动

视频安防监控系统需具有智能分析车流的功能。当判断园区内存在车辆过多等突发事件，容易造成拥堵等其他情况时，视频安防监控系统将发送车辆拥堵的信号给园区车辆管理系统。一方面，车辆出入管理子系统将控制入闸口不再放行，另一方面，车辆引导子系统将发送车流信息给车辆并引导相关车辆前往指定的位置。

4 结语

本文通过对物流园区车辆管理系统的关键技术进行分析，设计一套全过程的智能化车辆管理系统。“人、车、货”在园区内空间位置上移动时，伴随着大量信息的流动，物流园区通过物联网感知层上的探测器以及后台处理设备对这些信息进行实时监控，并对车辆进行实时引导，从而实现车辆在园区内的智慧化管理，提升整个物流活动的运作效率和信息化水平。