李鑫 齊玉龍 楊萬福 劉焱

摘要： 隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，車輛GPS定位在生活中不斷的廣泛應(yīng)用，露天煤礦為加強(qiáng)采剝車輛運(yùn)輸?shù)陌踩芾?，減少采剝道路交通擁擠，提高運(yùn)輸效率，為駕駛?cè)藛T提供良好的信息服務(wù)?；ヂ?lián)網(wǎng)信息文明和現(xiàn)代商業(yè)模式的快速發(fā)展，為衛(wèi)星的應(yīng)用創(chuàng)新提供了各種可能，通過GPS定位系統(tǒng)與當(dāng)前通用的車載終端的結(jié)合，在車輛運(yùn)行及安全預(yù)警方面等方面可以起到極大的作用，本文通過項(xiàng)目研究背景及意義，設(shè)計(jì)方案，理論設(shè)計(jì)，工作原理及性能分析和創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用幾個(gè)方面來對(duì)本方案進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞： 車輛智能監(jiān)控系統(tǒng);實(shí)時(shí)監(jiān)控;數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì);安全管理

背景及意義

作為二十一世紀(jì)最重要的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，衛(wèi)星技術(shù)在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、維護(hù)國(guó)家安全上發(fā)揮的作用越來越受到人們的重視。當(dāng)前，美國(guó)和俄羅斯的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)均已經(jīng)正式投入使用，歐盟的“伽利略”計(jì)劃也在逐步開展，未來在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，世界各國(guó)將會(huì)展開更加激烈的競(jìng)爭(zhēng)。我國(guó)先后建立了北斗一代和北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)整套系統(tǒng)包含了顆靜止的地球軌道衛(wèi)星和顆非靜止的軌道衛(wèi)星，成功地將北斗一代的區(qū)域定位導(dǎo)航提升到了全球定位導(dǎo)航北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)完成標(biāo)志著我國(guó)航天科技事業(yè)邁入了國(guó)際領(lǐng)先的行列，將對(duì)我國(guó)的政治經(jīng)濟(jì)、國(guó)防軍事的發(fā)展提供重要的支持。近年來，伴隨著我國(guó)煤炭板塊開采量逐步傾向露天煤礦，卡車智能監(jiān)控系統(tǒng)成為露天煤礦必不可少的監(jiān)測(cè)手段?？蛇M(jìn)一步提高露天煤礦車輛運(yùn)輸安全管理，能夠?qū)囕v準(zhǔn)確監(jiān)控，行駛時(shí)的預(yù)警以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)成為了采剝車輛的要求。車輛智能監(jiān)控系統(tǒng)是結(jié)合了衛(wèi)星技術(shù)以及無線通訊技術(shù)的綜合產(chǎn)物，能夠?qū)囕v進(jìn)行大范圍、全天候的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，充分滿足了車輛管理的需求。隨著衛(wèi)星技術(shù)和國(guó)內(nèi)通信技術(shù)的日益成熟，對(duì)于車輛管理系統(tǒng)研究、開發(fā)和推廣越來越受到煤礦采剝車輛的青睞。

設(shè)計(jì)方案

結(jié)合全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS/北斗）、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、3G無線寬帶通信技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、嵌入式開發(fā)等新技術(shù)，以外委車輛為監(jiān)控對(duì)象，對(duì)車輛安全運(yùn)行、位置、速度等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)分析。

系統(tǒng)構(gòu)成：由車載終端系統(tǒng)、系統(tǒng)服務(wù)器、管理終端等構(gòu)成。

實(shí)現(xiàn)功能：實(shí)現(xiàn)車輛移動(dòng)的位置定位、軌跡回放、超速報(bào)警、語音提示等功能。

車載終端設(shè)備是智能車輛監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成部分，裝設(shè)于車輛駕駛室，實(shí)時(shí)提醒司機(jī)安全駕駛車輛，保證車輛在規(guī)定時(shí)速范圍內(nèi)行駛，避免超速駕駛行為。

理論設(shè)計(jì)

衛(wèi)星定位的相關(guān)計(jì)算（衛(wèi)星定位的基本方法，在二維情況下，可以使用三顆衛(wèi)星測(cè)定用戶位置，雖然以顆衛(wèi)星的偽距半徑作弧不能相交在同一點(diǎn)上，但可以找到一個(gè)固定距離值當(dāng)三個(gè)偽距都減去后，以其值為半徑的圓將會(huì)相交于一點(diǎn)，該交點(diǎn)即是近似的用戶位置，該位置與真實(shí)用戶位置之差是獨(dú)立的距離誤差函數(shù)。當(dāng)存在顆導(dǎo)航衛(wèi)星時(shí)，應(yīng)用該原理可以完成三維定位。應(yīng)用偽距測(cè)量定位，動(dòng)態(tài)用戶定位，列出觀測(cè)方程，最終完成基本的衛(wèi)星定位。再通過信號(hào)的接受，車載系統(tǒng)對(duì)一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，完成各項(xiàng)工作。

系統(tǒng)運(yùn)行功能介紹

實(shí)時(shí)監(jiān)控

車輛智能監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)采排場(chǎng)運(yùn)輸范圍通過平臺(tái)精準(zhǔn)模擬車輛運(yùn)輸路線，實(shí)時(shí)實(shí)景監(jiān)控車輛密集度、車輛使用單位、車輛類型、行駛速度、運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)上傳時(shí)間等信息狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

設(shè)備運(yùn)輸安全

超速監(jiān)控：通過對(duì)不同區(qū)域路段制定安全行車速度，實(shí)現(xiàn)車輛超速監(jiān)控報(bào)警功能，駕駛?cè)藛T接到超速報(bào)警后，控制行車速度，確保車輛安全行駛。

進(jìn)出區(qū)域監(jiān)控：根據(jù)平臺(tái)設(shè)定區(qū)域?qū)Σ蓜冞\(yùn)輸車輛行駛范圍進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免車輛在行駛過程中出現(xiàn)偏離正常運(yùn)輸區(qū)域，防止車輛進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域發(fā)生車輛運(yùn)輸事故。

設(shè)備報(bào)警日志生成：通過監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)可自動(dòng)對(duì)采剝車輛終端掉電、緊急報(bào)警、超速報(bào)警、超時(shí)停車、數(shù)據(jù)異常進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)生成報(bào)警日志，報(bào)警日志具備存儲(chǔ)功能方便查詢歷史報(bào)警記錄。

設(shè)備統(tǒng)計(jì)分析：系統(tǒng)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各單位車輛狀態(tài)統(tǒng)計(jì)分析，主要對(duì)車載終端接入異常、定位異常、停車熄火、車輛維修、尚未投用、設(shè)備損壞、設(shè)備丟失、設(shè)備斷電、數(shù)據(jù)異常、運(yùn)行正常進(jìn)行統(tǒng)計(jì);對(duì)每日每臺(tái)車輛往返趟數(shù)、設(shè)備故障、每臺(tái)車輛行駛里程、車輛油耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可根據(jù)以上數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析提升各單位采剝車輛運(yùn)輸效率管理及車輛經(jīng)營(yíng)管理。

設(shè)備基礎(chǔ)信息：系統(tǒng)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)車載終端進(jìn)行組織機(jī)構(gòu)編制分類管理，有效區(qū)分各單位采剝及輔助車輛基礎(chǔ)信息情況，根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況變更或增減車載終端使用信息。

管理應(yīng)用

礦山生產(chǎn)過程中，通過信息平臺(tái)對(duì)運(yùn)輸車輛出現(xiàn)的報(bào)警、終端掉電等信息第一時(shí)間進(jìn)行掌握并處置，有效避免和降低了車輛在安全生產(chǎn)運(yùn)輸中的事故發(fā)生，對(duì)礦山車輛運(yùn)輸安全管理提供了有力保障。

由于礦山采剝車輛、道路運(yùn)輸狀況和安全管理方面所帶來的問題，礦山車輛運(yùn)輸需要發(fā)展智能監(jiān)控系統(tǒng)。智能監(jiān)控系統(tǒng)是以信息、通信、控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)將人、車、路三者緊密協(xié)調(diào)、和諧統(tǒng)一而建立起的大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸安全管理系統(tǒng)。而基于GPS的車載終端綜合管理系統(tǒng)創(chuàng)新性，預(yù)警多方面結(jié)合，通過GPS/GIS系統(tǒng)與車載終端的結(jié)合，集車輛定位與預(yù)警、實(shí)時(shí)監(jiān)控、安全管理于一體，在不久的將來會(huì)有效地提高露天煤礦車輛運(yùn)輸安全，實(shí)現(xiàn)車輛的衛(wèi)星定位、防碰撞緊急制動(dòng)、防疲勞駕駛、駕駛?cè)藛T不安全行為監(jiān)控等功能，這樣可以更加有效提升運(yùn)輸車輛安全運(yùn)行，真正達(dá)到“科技創(chuàng)新、智慧礦山”。

參考文獻(xiàn)

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