安柏峰

摘 要：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）能夠提供全球覆蓋、全天候、免費的標(biāo)準(zhǔn)授時/導(dǎo)航定位服務(wù)，通過車載 GPS 接收機可以實時地獲得車輛的位置和速度等關(guān)鍵信息，并能實現(xiàn)對單臺特種車輛燃油量的實時監(jiān)控。車輛的實時位置信息和運行狀態(tài)是實現(xiàn)對車輛實時監(jiān)控和科學(xué)管理的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，因此，油田企業(yè)特種車輛的管理中GPS的應(yīng)用可以發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。

關(guān)鍵詞：GPS 系統(tǒng)；特種車輛

一、GPS 系統(tǒng)概述

1. GPS 系統(tǒng)的概念

GPS 是一種具有全天候性、全能性（陸地、海洋、航空與航天）、全球性、優(yōu)勢的導(dǎo)航定位、定時、測速系統(tǒng)。

2. GPS 系統(tǒng)的組成

GPS 系統(tǒng)由空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶接收系統(tǒng)三大子系統(tǒng)構(gòu)成?？臻g衛(wèi)星系統(tǒng)由均勻分布在地球 6個軌道平面上的24 顆高軌道工作衛(wèi)星構(gòu)成。衛(wèi)星每 12 小時（恒星時）沿近圓形軌道繞地球1周，由星載高精度原子鐘控制無線電發(fā)射機在“低噪聲窗口”附近發(fā)射L1、L2 兩種載波，向全球的用戶接收系統(tǒng)連續(xù)地播發(fā) GPS 導(dǎo)航信號。地面監(jiān)控系統(tǒng)由均勻分布在美國本土和三大洋的美軍基地上的1個主控站、3個注入站和5個監(jiān)測站構(gòu)成。

3. GPS 系統(tǒng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

GPS 系統(tǒng)通過通訊公司提供的 APN 專線，采用 C/S方式構(gòu)建 GPS 系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)；并通過調(diào)度中心的地圖、監(jiān)控、跟蹤模塊等應(yīng)用軟件監(jiān)控終端，訪問企業(yè)內(nèi)部的服務(wù)器，從而獲取特種車輛作業(yè)信息，實現(xiàn)動態(tài)管理。其應(yīng)用功能由車載無線數(shù)據(jù)終端、調(diào)度中心、GPRS通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3 部分實現(xiàn)。

4. GPS 應(yīng)用系統(tǒng)功能

（1）車載無線數(shù)據(jù)終端的主要功能：①自動接收GPS信號進行定位，并將定位信息通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)傳給調(diào)度中心；②車載終端的單鍵熱線報警功能；③車載終端與調(diào)度中心的通話功能；④車載電子地圖功能；⑤超速報警提示功能；⑥自動接收調(diào)度中心發(fā)送的調(diào)度指揮命令和遠程控制指令，并顯示在液晶顯示屏上。

（2）調(diào)度中心的主要功能：①對車載終端的初始化功能，包括對GPS接收機、硬件、軟件進行初始檢測；②接收車載終端的熱線報警功能；③與車載終端通話功能；④向車輛發(fā)出各種調(diào)度指令和報警信息；⑤對車載終端的實時連續(xù)跟蹤；⑥歷史行駛軌跡查詢功能；⑦地圖測量和行駛路線優(yōu)化功能。

（3）GPRS 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要功能：在車載單元與監(jiān)控中心之間進行數(shù)據(jù)傳輸，確保各車載單元發(fā)出的車輛GPS 信息、傳感器信息和中央處理機送出的指令在車載單元與監(jiān)控中心之間進行穩(wěn)定傳送。車載終端嵌入了 GPRS通信模塊，它將GPS接收模塊的位置信息實時發(fā)送到遠程數(shù)據(jù)庫監(jiān)控中心，當(dāng)無線通信模塊登錄到 GPRS 網(wǎng)絡(luò)時，再實時地把GPS接收模塊的位置信息發(fā)送到調(diào)度中心，為調(diào)度中心的信息管理系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)支持。

二、油田特種車輛監(jiān)控管理

由于油田企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)一般在偏遠野外，地理環(huán)境惡劣，因此，對特種車輛的作業(yè)過程監(jiān)控管理效果會直接影響現(xiàn)場作業(yè)的安全和效率。為了保證惡劣環(huán)境下特種車輛野外作業(yè)的安全性和有效性，利用GPS系統(tǒng)的功能特點可以有效實現(xiàn)對油田特種車輛的實時監(jiān)控管理。

1. 特種車輛野外現(xiàn)場作業(yè)的跟蹤、監(jiān)控

特種車輛是油田作業(yè)中不可缺少的配套設(shè)備，主要有井下作業(yè)系統(tǒng)和測井系統(tǒng)兩大類，主要車型有液壓運管車、井架車、地錨車、吊車、水泥車、罐車、測井儀器車、測井絞車、測井井架車、火工器材運輸車、放射源運輸車等。此類車輛多數(shù)是超長、超高、超寬、超重車型，而且由于作業(yè)特殊性及工程特點，加之作業(yè)距離偏遠、環(huán)境惡劣，很容易造成車輛作業(yè)故障或交通事故。應(yīng)用 GPS 系統(tǒng)對特種車輛的野外現(xiàn)場作業(yè)進行跟蹤、監(jiān)控，實時掌握特種車輛的現(xiàn)場作業(yè)情況，能根據(jù)野外環(huán)境進行及時有效的科學(xué)調(diào)度，提高野外作業(yè)的安全性及作業(yè)的效率。與此同時，對出現(xiàn)意外情況的車輛，能及時有效地采取正確的措施，弱化了特種車輛野外作業(yè)的風(fēng)險。

2. 危險品運輸?shù)母?、監(jiān)控

油田企業(yè)主要生產(chǎn)石油、天然氣等危險品，此類物質(zhì)具有易爆、易燃、毒害、腐蝕、放射性等特點，危險性大，在運輸中容易發(fā)生燃燒、爆炸等安全事故。因此，除了對車輛技術(shù)等級的一級要求外，對危險品運輸?shù)膶崟r跟蹤、監(jiān)控是確保其安全運輸?shù)谋匾疤?。通過應(yīng)用 GPS 系統(tǒng)對危險品運輸車輛進行管理，實現(xiàn)實時掌握危險品運輸車輛的位置信息，包括經(jīng)度、緯度、行駛方向、速度等，及時、快速協(xié)助現(xiàn)場及相關(guān)人員處理運輸險情，有效增強企業(yè)對運輸車輛、危險品及人員的安全管理能力，從而把運輸風(fēng)險控制在最低，并提高了應(yīng)急救援的及時性。GPS 系統(tǒng)的應(yīng)用極大地提高了駕駛員和危險品運輸車輛的安全系數(shù)，加強了企業(yè)對危險品車輛運輸?shù)谋O(jiān)督和管理。

3. 特種設(shè)備運輸?shù)母?、監(jiān)控

因油田企業(yè)作業(yè)的特殊性，使用的特種設(shè)備一般質(zhì)量大、體積大，且需要確保安全平穩(wěn)、有效及時運達作業(yè)現(xiàn)場。加之油田作業(yè)處于地理環(huán)境惡劣、路況不佳等客觀環(huán)境中，因而及時了解特種設(shè)備運輸車輛的位置、行駛路線、安全狀況等信息尤顯重要。應(yīng)用 GPS 系統(tǒng)和通信系統(tǒng)對特種設(shè)備的運輸進行跟蹤監(jiān)控，可以通過調(diào)度中心的電子地圖實時顯示出拖載特種設(shè)備車輛的實際位置、行駛方向及瞬時車速，并可以隨著目標(biāo)移動，使目標(biāo)始終保持在屏幕上，還可實現(xiàn)多窗口、多車輛、多屏幕同時跟蹤監(jiān)控，從而確保特種設(shè)備運輸?shù)陌踩Ｍㄟ^ GPS 系統(tǒng)跟蹤定位來實現(xiàn)對特種設(shè)備運輸?shù)母?、監(jiān)控，滿足了油田特種設(shè)備運輸安全性的需求，同時可以通過該系統(tǒng)實現(xiàn)運輸路線的優(yōu)化，從而減少運輸成本、提高工作效率。

三、油田特種車輛精確油耗管理

油田特種車輛的油耗管理一直是成本控制的瓶頸，GPS 系統(tǒng)平臺可以實現(xiàn)精確油耗管理，從而有效控制油耗成本。在 GPS 車輛監(jiān)控平臺基礎(chǔ)上開發(fā)的精確油耗管理系統(tǒng)能對車輛油耗進行實時監(jiān)控，并精確分析車輛作業(yè)和油耗的關(guān)系，有效解決油田特種車輛作業(yè)油耗管理的弊端，對油耗使用過程進行控制，從而降低車輛運行成本。

1. 精確油耗管理的實現(xiàn)原理

基于GPS系統(tǒng)平臺，綜合應(yīng)用GPS技術(shù)、電子測量技術(shù)及計算機技術(shù)能實現(xiàn)對于單臺特種車輛實時燃油量的監(jiān)控、油耗異常的報警、各時間段耗油量的統(tǒng)計、某時間段超量油耗通知。

精確油耗的實現(xiàn)原理是：將GPS 車載終端 MCU測量油量傳感器的模擬電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的時間間隔實時向系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)；通過對車輛運行狀態(tài)的實時跟蹤、監(jiān)控，可以比較油耗變化量與車輛運行狀態(tài)（主要指車輛行駛速度）的關(guān)系，從而判斷油耗異常情況，并對出現(xiàn)油耗異常情況進行報警。另外，通過分析單車運行狀態(tài)與油耗量的關(guān)系，能為有效控制生產(chǎn)經(jīng)營成本提供數(shù)據(jù)資料，而計劃經(jīng)營部門可以借此優(yōu)化燃油消耗與車輛運行的“油運比”，從而節(jié)約單車運行成本，提高車輛運行效率。

2. 精確油耗管理的目標(biāo)實現(xiàn)

（1）實時油耗監(jiān)控——對車輛運行狀態(tài)的油量值進行實時監(jiān)控。

（2）各時間段油耗量統(tǒng)計——統(tǒng)計某一考核時間段油耗量數(shù)據(jù)。

（3）油耗異常報警——在車輛運行狀態(tài)與油耗關(guān)系異常時進行報警。

（4）歷史數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計——對車輛運行的“油運比”進行優(yōu)化。

（5）超量油耗預(yù)警通知——對某一考核時間段油耗量超標(biāo)進行預(yù)警通知。

總之，精確油耗管理的實時油耗監(jiān)控及油耗異常情況下的預(yù)警通知等功能的實現(xiàn)，可以解決油田特種車輛油耗管理中遇到的難題，有效控制車輛運行成本，實現(xiàn)對油耗的科學(xué)管理。

GPS 系統(tǒng)以其高精度、實時性、結(jié)構(gòu)簡單、方便輕巧等優(yōu)點，在油田特種車輛管理中發(fā)揮著重要的作用。通過對車輛進行實時跟蹤、監(jiān)控管理，對單車精確油耗的管理，油田特種車運行的安全性得到進一步提高，生產(chǎn)成本得到精確控制，提高了車輛運行效率，實現(xiàn)了管理的科學(xué)性。

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