基于北斗定位与电子围栏技术的环保运输车辆轨迹管控方法及研究

张朝峰 姜浩 王志强 汪晓波

【摘要】    固废管理信息化系统主要是实现运输车辆及目的信息地合规化管理，管控运输车辆的出入厂，监控电厂内和电厂外固废运输车辆的行驶轨迹和规范行驶，并且接入汽车衡固废重量数据，通过报表管理固废去向及车辆到位率情况。对此，本文介绍了北斗定位与电子围栏技术，阐述了基于北斗定位与电子围栏技术的环保运输车辆轨迹管控系统设计，分析了环保运输车辆轨迹管控實践研究。

【关键词】    北斗定位    电子围栏    环保运输车辆

引言：

环保运输车具有工作范围大、流程多、工作条件差等特点。现阶段主要采用听觉、视觉和其他以人为主的技术与管理结合的手段，当前已经无法满足信息化以及智能化发展需求。设备定位一般选择北斗定位、GPS定位以及UWB定位等，然而实际条件下，基于现场环境遮挡以及人员移动等影响，定位效果仅能够达到5—10。若是缺失公众信号，则无法对设备与人员位置进行有效跟踪，进而无法及时通知车辆或是人员，严重影响工作效率[1]。

一、北斗定位与电子围栏技术介绍

（1）高精度北斗定位技术。该技术主要是借助北斗基地的增强平台播出的差分数据结算高精度定位，一般是客户计算机的差分改正数据以及其他数据，借助网络计算获取该时间段局域星历、覆盖范围等参数，另外，可以持续监测导航卫星性能，另外能够确定与播送大气层传播延迟、卫星钟差以及卫星星历等误差，充分提高卫星系统可用性与可靠性等性能。

（2）电子围栏生成技术。汽车设备终端的打点功能，向网络管理系统传输自身位置信息，并以点为圆点生成圆形围栏，网络管理系统未下达多边围栏要求时，汽车设备与工作人员主要按照圆形围栏开展预警工作，若是发送多边围栏要求，则汽车设备与工作人员自动产生多面围栏开展预警工作。在网络管理系统设定多边围栏或是圆形围栏情况下，通过网络关系系统并借助WiFi链路对区域观点坐标数据进行传导处理，同时借助组网电台向汽车设备或是工作人员终端进行传输，进而确保工作区域能够实施警戒，若是设备或是人员存在侵限或是越界行为，那么就会触发报警，同时向网络管理系统传输。

（3）雷达预警技术。在运输车辆接近方面，应该对以下情况加以区分，汽车和工作区域相对位置;车企和工作区域运动趋势，主要分为远离工作区域和接近工作区域两种方式[2]。

借助连接信息平台接口，能够得到相关区段占用信息，可以体现得到工作区域和汽车运动趋势、相对位置等。基于无数据接口条件下，借助预警雷达设置，能够促使上述问题得到充分解决。

借助预警雷达，能够对不同区域展开雷达照射，对汽车与人员进行区分，同时对运动趋势与位置展开跟踪，借助防区设置，在汽车达到预设防区以及报警通信中断情况下，生成告警信息。

二、基与北斗定位与电子围栏技术的环保运输车辆轨迹管控系统设计

（1）应用目标。以高精度被动与电子围栏技术的应用与研究，一般是借助该组合技术进行定位，同时对工作所需位置坐标的工程测量、监测数据等进行采集，替换人工采集方式，促使测量准确性与精度得到充分提升，另外，与通信技术相结合，向网络管理系统传输惯导、围栏信息与位置信息等，进而对环保运输车运行轨迹展开远程监控以及现场预警，借助设置围栏实现警戒，为环保运输车安全防护提供保障。

（2）总体构成。系统主要是有网络管理系统与无线传感器系统构成。其中无线传感器系统的主要构成部分是通信层面和感知层面。其中，感知层面是借助毫米波雷达、北斗组合定位等采集防护点、工作人员以及环保运输车，进而实现工作人员定位、运输车接近预警以及电子围栏等应用。对于通信层面，主要借助公网无线传输、无线电台、NB-loT接口等构建以电子围栏和北斗组合定位的通信网络系统[3]。

（3）安全策略。该系统在安全方面具有较高要求，应该保证信息具有良好真实性、安全性与完整性。其中信息传输以及物理安全属于重点内容，根据无线电台以及其他模式，选择基于分层模式的安全策略，见图1。

（4）系统设计。首先，应用指标。工作人员借助北斗定位组合技术开展工作时，应该满足以下技术指标要求，见下表。其次，工作人员终端的硬件。按照上述技术指标，定位终端的硬件主要涵盖电源管理单元、按键、语音单元、RTC、数位传输单元、高精定位单元、MCU、惯导单元等。

三、基与北斗定位与电子围栏技术的环保运输车辆轨迹管控实践研究

3.1项目概述

自从《新固废法》实施之后，地方环保部门在S场固废运输管理方面的监管力度不断增加。为了对固废车辆管理进行充分强化，对环保风险进行有效控制，计划建立固废运输信息化管理系统，实现涵盖固废汽车出入登记、轨迹监控、定位查询以及规范行使等数据接入，监控环保敏感点等[4]。

3.2系统架构

汽车进入电厂之后，需要展开检查，同时登记车辆车牌号，启动出入登记机制，之后将定位监控启动，汽车进入磅房之后开展空车过磅的审批工作，对车辆信息进行检查、对固废类型进行选择、对空车重量等数据进行采集，将固废装入到运输车之后，再次开展过磅审批工作，之后开展出厂检查工作，对汽车滴漏、洒水等问题进行检查，在获得审批之后才允许汽车出厂，通过厂内汽车监控能够提供厂内实时位置查询以及轨迹查询等服务，同时超载报警、推送超速等[5]。

运输汽车开展厂外运输工作时，管理人员能够实时通过地图对车辆定位和历史轨迹等进行查询，若是车辆进入预设电子围栏（敏感点），那么会将敏感点报警处罚，车辆到达目的地之后关闭轨迹流程，若是车辆没有按照规定时间到达运输地点，或是出现严重偏离现象，系统会形成报警信息;若是汽车按照规定要求到达目的地，那么也会推送正常信息。

3.3定位监控拓扑

固废车辆定位设备，北斗/GPS卫星获得汽车定位信息的频率为1次/30s，借助互联网向云端服务器传输定位信息，建立系统服务器，借助互联网和云端服务器进行对接处理，对汽车定位信息进行实时获取，用户能够借助专网对系统进行访问，对汽车定位信息进行监控，并针对异常情况进行报警。

3.4主要功能实现

（1）行车动态。借助汽车车辆号码查询汽车定位信息，进而实现定位数据查询以及车牌号搜索等功能。导航栏提供汽车搜索窗口与所有车牌号信息，根据汽车管理提单人公司部门对车牌号码展开分类处理。车辆数量显示分为上线车辆和在线车辆，上线车辆为出入登记流程发起并且没有结束和关闭的车辆，在线车辆为出入登记流程发起并且没有结束和关闭且定位设备通讯在线正常的车辆。

能够借助汽车下拉框筛选汽车，涵盖上线车辆、全部车辆以及在线车辆三种类型，其中上线车辆为默认显示。

车牌号搜索框能够借助关键字展开模糊查询，或是借助导航栏的汽车筛选功能开展查询工作，对于已查询的车牌号能够借助勾选方式对其定位信息进行查看，一次可查询的定位信息能够达到20辆。

鼠标向车辆号码移动之后，出现关注按钮，点击该按钮之后即可以将车辆信息转化为已关注状态，同时通过我的关注功能能够找到相关汽车信息。

可以借助地图显示已查询的汽车，借助鼠标滚动方法能够对地图展开缩小与放大处理。

点击地图中相关车辆图表，即能够查看定位信息，可以借助信息窗口下方定位图标查询其历史轨迹。

（2）圍栏管理。对于电子围栏功能，能够借助多边形以及圆形通过地图标注电子围栏，主要涵盖停车场围栏、敏感点围栏以及障碍围栏等。在运输汽车进入障碍围栏以及敏感点之后会将敏感点告警触发，进而实现禁行管理以及敏感点报警等功能。若是汽车围栏超出停车围栏范围，系统会按照厂内停留时间并展开判断，同时形成违规告警，进而提高停放管理规范化程度[6]。

电子围栏方式如下：条形建立的多边形与将点作为中心的圆形，能够借助上述形状通过地图进行电子围栏绘制。电子围栏的配置地图主要是市内地图。支持经纬度定位、输入文字等，维度为0—90，精度为0—180，小数点可以保留6位，随着小数位精度不断增加，则会有效提高定位精度。配置步骤如下：①点击新增按钮进行电子围栏配置。②录入名称，确定围栏类型，选择厂外或是厂内。③对新增列表信息进行确定，并点击配置按钮，转入地图开展配置工作。④完成围栏配置后，应该保存地图页面，否则配置无效。

删除电子围栏信息只需要进行在列表信息中点击删除按钮。修改电子围栏信息只需要在列表信息中点击配置按钮后地图上原电子围栏变成可编辑状态可供修改操作。

四、结束语

综上所述，以电子围栏与北斗组合定位为基础环保运输车辆轨迹管控系统，可以对车辆坐标信息进行实时采集，对人工采集系统进行充分替代，有效强化汽车设备与工作人员定位的准确性与精度，可以远程监控运输车辆与施工人员。借助电子围栏设置，并与预警雷达技术相结合，可以预警设备与人员的侵限等行为，对技防、人防等措施进行统筹运用，为设备与人员提供安全保障，保证固废运输工作顺利开展。

参  考  文  献

[1]董军、申瑾、许静雯、张朝晖、张浩、骆志辉. 基于北斗数据的重点营运车辆超速行为识别方法[J]. 交通节能与环保， 2020， 80（06）：36-39.

[2]欧阳籽勃， 陈云峰， 宋志丹. 基于高精度北斗组合定位电子围栏技术研究及应用[J]. 卫星应用， 2019，（01）：32-39.

[3]赵俊杰， 冯树臣， 马克，等. 基于泛在电力物联网技术的智慧电厂安全管控一体化应用[J]. 能源科技， 2020， 119（05）：3-8.

[4]闫玉洁， 王威， 李松岭. 基于北斗/GPS的多功能汽车监控终端设计[J]. 通讯世界， 2015（17）：274.

[5]何涛、王雨馨、周瑞朋、黄浩衡. 基于无线传输的可视化电力工程管控系统的设计与研究[J]. 电力信息与通信技术， 2020， 208（12）：80-85.

[6]李志强， 曹峻. 基于云模型-IFAHP的北斗卫星导航设备性能评估[J]. 科技创新与生产力， 2018， （11）：82-85.