廖 警，蔣春玲，韋仁寶，黃廣禎

（中國重汽集團柳州運力專用汽車有限公司，廣西 柳州545007）

城市智能渣土車管理系統(tǒng)設(shè)計

廖 警，蔣春玲，韋仁寶，黃廣禎

（中國重汽集團柳州運力專用汽車有限公司，廣西 柳州545007）

渣土車監(jiān)管一直是政府城管部門及環(huán)保部門非常重視的管理環(huán)節(jié)?；诒倍穼Ш郊夹g(shù)、通信技術(shù)、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、遠程自動控制技術(shù)、并行數(shù)據(jù)處理技術(shù)等核心技術(shù)綜合集成運用于城市渣土車研發(fā)中，設(shè)計和實現(xiàn)渣土車北斗智能管控系統(tǒng)?？舍槍Σ煌囕v的使用工況優(yōu)化智慧管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對城市運輸車輛的動態(tài)跟蹤、監(jiān)控、識別、管理，做到可管可控，為城市精細化管理和服務提供有力支撐等功能。

北斗導航；車聯(lián)網(wǎng)；渣土車；智能交通

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)持續(xù)快速發(fā)展，汽車工業(yè)正朝著創(chuàng)新轉(zhuǎn)型升級技術(shù)創(chuàng)新的道路發(fā)展。通過采用現(xiàn)代先進信息技術(shù)平臺及軟硬件應用到汽車工業(yè)中，為汽車科技感及智能發(fā)展提供有力幫助，該技術(shù)以體現(xiàn)信息技術(shù)與制造技術(shù)深度融合的數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造設(shè)計為指導方針。同時隨著技術(shù)的進步及人民生活水平的提高，智慧城市建設(shè)也在逐步推進[1]。城市的發(fā)展離不開汽車工業(yè)的支持，而目前城市建設(shè)使用的渣土車道路運行管理跟不上城市的發(fā)展，城市渣土車運輸車輛亂象叢生，給政府管理部門帶來了諸多壓力。眾所周知，一直以來，渣土車存在散、亂、差管理難的現(xiàn)象，對社會環(huán)境和安全造成了較大的影響。廠家設(shè)計的渣土車設(shè)計不專業(yè)，存在不可視性的諸多盲區(qū)，車輛整體設(shè)計可靠性低，質(zhì)量差，無法有效管控車輛運行情況，車輛運行安全系數(shù)低，不僅特別容易導致事故，還不符合城市渣土運輸規(guī)定，渣土車一直是城市管理中的老大難問題。

隨著國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市建設(shè)的提速，渣土車數(shù)量也在同步大幅增加，渣土車闖禍現(xiàn)象更是愈演愈烈，成為各級政府管理部門的一塊心??；渣土運輸行業(yè)普遍存在的揚塵、撒、漏、亂倒、安全隱患成為了市民的詬病之處[2]。面對城市渣土運輸造成的安全和環(huán)保性問題日益凸顯，嚴重影響著人們的生活，另外霧霾天氣對城市環(huán)境危害程度日益嚴重，城市環(huán)境治理受到社會廣泛重視。因此，如何規(guī)范渣土車運營，實現(xiàn)對渣土車信息全方面動態(tài)跟蹤、監(jiān)控、管理，提供統(tǒng)一的服務，提高城市交通管理及生活環(huán)境管理，是渣土車北斗智能需要解決的重要問題[3-4]。

1 渣土車亂象狀況

多年來城市建設(shè)的渣土車存在諸多的違法行為，特別是在夜間，渣土車故意遮擋車牌、亂闖紅燈、超速行駛、超載運輸、逆行闖禁行、撒漏、亂倒、揚塵漫天飛及交通事故多發(fā)等，是人們對于城市渣土車的印象。為了打擊渣土車的各種交通違法行為，城管、市容管理及交通部門也進行不間斷的加大查處力度，但一直以來都沒有得到根治。大部分渣土車主為了抄近路唯利是圖，不顧公共交通秩序和路上行人安全，肆意超速、闖紅燈、超載甚至逆行；還有一部分渣土車司機甚至采用套牌或者遮擋車牌號碼逃避執(zhí)法部門的制裁；同時大多司機文化程度低，法律意識淡薄，不按交通規(guī)定路線、時間行駛，為城市交通帶來極大安全隱患；還有些渣土車司機明知有指定的倒土場，還隨意就近傾倒渣土，影響及污染了城市生活環(huán)境并帶來污染；運輸渣土的車輛多數(shù)為了多裝多賺，本有的金屬蓋板故意不蓋嚴實無密封狀態(tài)，不能有效防止撒漏和揚塵問題。造成目前這種狀況的客觀因素有許多，歸結(jié)起來主要有以下兩方面：

（1）城管部門監(jiān)管難[2]

面對渣土車影響市民正常工作、生活，空氣污染嚴重，未智能化統(tǒng)一管理，監(jiān)管難度大這些城市管理的頑疾，當前渣土管理靠突擊整治的層面，一直沒有走出“整治-回潮-再整治-再回潮”的怪圈，占用了較大的行政資源。以往只能靠執(zhí)法隊員死看死守或突擊檢查等方式來管理，數(shù)量有限的執(zhí)法隊員面對龐大的渣土車隊伍，管理顯得力不從心。缺乏長效化，常態(tài)化行之有效的管理和執(zhí)法機制。

（2）現(xiàn)行的GPS監(jiān)管系統(tǒng)落后不適用[2]

雖然國內(nèi)部分城市已經(jīng)部署了GPS遠程跟蹤的渣土車管理技術(shù)。但是目前這類渣土車監(jiān)管系統(tǒng)往往只是運用GPS技術(shù)遠程跟蹤渣土車位置，渣土車是沒有安裝有與車輛發(fā)動機連接的車載終端系統(tǒng)，沒有對車輛可視化的監(jiān)控，無法監(jiān)控渣土車的超速、超載、亂闖紅燈及車廂密閉情況，并不能實時掌握和控制車輛運行情況。而且目前只能達到遠程跟蹤的效果，無法控制渣土車司機的操作，出現(xiàn)違法行為沒能遠程控制車輛運行。

因此，要使渣土運輸成為美麗城市建設(shè)中的和諧音符。建立一個適應城市渣土車運行的信息監(jiān)控平臺對渣土車信息全方面動態(tài)跟蹤、監(jiān)控、管理，提供統(tǒng)一的服務平臺是解決當前渣土車管理唯一有效的解決方案。

2 關(guān)鍵技術(shù)

在設(shè)計應用層上實現(xiàn)人機交互對話，將渣土車與管理系統(tǒng)配合，舉升裝置、發(fā)動機ECU、車廂頂蓋、超載、超速等必須受系統(tǒng)控制。通過信息化手段提升管理水平，管理系統(tǒng)能深度采集各種數(shù)據(jù)并且能控制車輛速度，能夠在管理中心監(jiān)控到每一輛車的運行狀態(tài)。系統(tǒng)實現(xiàn)渣土車與駕駛員信息的實時監(jiān)控管理、安全保障、違規(guī)報警、網(wǎng)上查車、無線通信、信息導航、運輸管理等綜合管理與信息服務。實現(xiàn)渣土車從單一的靜態(tài)管理轉(zhuǎn)變到多功能的動態(tài)管理。

如何實現(xiàn)全程對車輛進行監(jiān)控和遙控，如車輛超載、超限、撒漏（泄露）、偏離指定行駛路線等，指揮平臺會對車輛進行限行、限速、鎖車、斷油、斷電并語音報警等遠程控制，方便對運輸車輛進行統(tǒng)一管理。對城市智能渣土車型工作原理及運營范圍進行北斗系統(tǒng)應用研究，具體如下：

（1）車輛精細化管理：實施一車、一卡、一司機的管理，插入對應的司機卡才能啟動車輛，實現(xiàn)對車輛的防盜、防拆、定位、鎖車、限速、重/空車、電子圍欄、舉升等各項運營監(jiān)控，起到管理、監(jiān)控的作用，能夠滿足統(tǒng)一指揮調(diào)度的需求。

（2）采用智能化感應監(jiān)控系統(tǒng)，車輛設(shè)置的重力感應監(jiān)測器，可時刻監(jiān)測出貨物重量，當貨物超出設(shè)定載質(zhì)量時，車輛不能正常行駛，并在監(jiān)測平臺上自動反饋。

（3）實時運行監(jiān)控：通過GPS北斗定位系統(tǒng)，可實現(xiàn)車輛位置跟蹤，同時將監(jiān)測到車輛的運行信息及圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺上，可以全面了解車輛運營狀況，保障安全運行，做到可管可控。

（4）副油門控制器：國Ⅴ排放標準的高壓共軌柴油發(fā)動機預埋了統(tǒng)一管理的車載定位系統(tǒng)在動力部分，通過副油門控制器車輛油路及電力，達到鎖定車輛速度和防盜的新功能。

（5）車輛健康管理：實時記錄設(shè)備的詳細運行數(shù)據(jù)，對車輛油耗（氣耗量）、故障等進行遠程智能診斷；提取駕駛員行為數(shù)據(jù)、車輛故障診斷數(shù)據(jù)等，優(yōu)化駕駛行為。

（6）對車輛設(shè)置電子圍欄，不按規(guī)定路線行駛、不按規(guī)定區(qū)域傾倒，管理平臺即時報警，并記錄每一次傾卸的時間、地點。

（7）植入“重汽智能通”智慧管理平臺，可在后臺對車輛進行管理，實時記錄設(shè)備的詳細運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對設(shè)備的遠程控制和遠程詳細信息采集。如圖1所示。

圖1 渣土車監(jiān)控系統(tǒng)平臺

3 系統(tǒng)工作設(shè)計與實現(xiàn)

系統(tǒng)主要由車載終端、數(shù)據(jù)中心、北斗衛(wèi)星、車隊控制平臺、網(wǎng)絡通信等主要部分組成，系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

圖2 渣土車北斗智能管控系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)通過車載北斗終端與渣土車連接，匯總所有信息，通過網(wǎng)絡無線通信將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務器，實現(xiàn)渣土車的實時定位、導航、測速，同時通過重力傳感器獲取車輛超載情況。管理中心通過種植重汽智能通平臺可以對渣土車進行實時全面的管控，對渣土車不按指定位置、超速、搶紅燈、超載、亂倒、關(guān)不嚴等違紀行為進行有效控制監(jiān)督。

3.1 車載北斗終端

北斗車載定位終端即北斗衛(wèi)星定位儀，主要是通過北斗衛(wèi)星實現(xiàn)定位，并通過傳輸網(wǎng)絡與監(jiān)控中心通信，由前端設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡、監(jiān)控中心構(gòu)成北斗衛(wèi)星定位監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)定位跟蹤及智能功能。車載北斗終端是該系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，終端與發(fā)動機ECU連接，實行聯(lián)動運行，避免司機對車載北斗終端進行破壞或拆除，一旦遭到拆除或破壞，系統(tǒng)立即對車輛發(fā)送控制命令，限制發(fā)動機的啟動。

3.2 數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心具有數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理集中分析、存儲、處理回饋、數(shù)據(jù)匯總更新升級、維護等一體化功能。數(shù)據(jù)庫包括以下內(nèi)容：

（1）位置數(shù)據(jù)：車輛實時位置，歷史軌跡、行駛軌跡、行駛區(qū)域、導航數(shù)據(jù)等。

（2）車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)：油耗數(shù)據(jù)、歷程數(shù)據(jù)、載重數(shù)據(jù)、車輛行駛時間實時數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控密閉狀態(tài)數(shù)據(jù)、作業(yè)狀態(tài)數(shù)據(jù)、汽車發(fā)動機重要零部件總成的工作參數(shù)等。

（3）用戶數(shù)據(jù)：用戶賬號信息、車輛基本信息、駕駛員信息、視頻監(jiān)控司機駕駛狀態(tài)、登陸時間、權(quán)限信息、相關(guān)操作記錄等[6]。

3.3 網(wǎng)絡通信

車載終端的GPS北斗模塊能夠時刻接收來自衛(wèi)星的信號，計算出其位置、速度等信息，車載終端需要將這些信息傳送至監(jiān)控平臺，兩者之間的通信必不可少，由于車載終端的特殊性，無線通信是唯一的通信方式，衛(wèi)星和基站被作為智能監(jiān)控系統(tǒng)的通信鏈路[6]。

服務中心是系統(tǒng)功能的實現(xiàn)和表達，也是應用層的承載平臺，向用戶提供相關(guān)服務和權(quán)限內(nèi)的操作權(quán)利，并接受用戶的指令請求，具體包括運營管理、數(shù)據(jù)交互、車輛位置監(jiān)控、車輛安全行駛管理、燃油管理、遠程診斷等服務。

3.4 車隊監(jiān)控平臺

在城管監(jiān)控中心建立一個監(jiān)控平臺，對道路上行駛的渣土車進行實時監(jiān)控，了解車輛位置移動變化，實現(xiàn)監(jiān)控平臺能有效進行直觀可視化管理及集中指揮調(diào)度。

4 系統(tǒng)功能及應用

通過北斗車載終端實現(xiàn)車輛的實時定位跟蹤，加強了對渣土運輸公司和對駕駛員的管理。通過電子圍欄規(guī)定車輛的行駛軌跡，可實現(xiàn)遠程定位、查詢地理位置，工況、報警狀態(tài)等信息、通過駕駛行為記錄，分析發(fā)動機油耗，改變駕駛員的駕駛習慣，降低車輛油耗；具有遠程診斷功能監(jiān)督渣土車在允許的范圍內(nèi)行駛，將自動報警提醒駕駛員注意，同時信息將反映到管理中心。通過管理后臺，可方便地查看車輛位置、速度、重空載、舉升狀態(tài)、頂蓋閉合狀態(tài)以及車載攝像頭實時拍攝的照片等，同時實時查看車輛異常的數(shù)據(jù)自檢。同時，北斗車載終端與車輛上裝運動機構(gòu)實行聯(lián)動控制管理，渣土車只能到達預定區(qū)域內(nèi)時才能卸土，一旦出現(xiàn)超速、超載、貨箱蓋未關(guān)閉的情況，系統(tǒng)的報警燈和喇叭會發(fā)出語音提醒，提醒司機及時糾正，并上報服務中心，必要時服務中心可對渣土車實行限速、剎車等控制；通過主機內(nèi)的駕駛員行為規(guī)范系統(tǒng)，分析車身CAN數(shù)據(jù)，判斷司機急加速，急轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎不打轉(zhuǎn)向燈，急剎車等不良駕駛行為，對司機進行語音提醒，并上報給平臺，糾正司機的不良駕駛行為。當通過視頻對駕駛員實時監(jiān)控發(fā)現(xiàn)駕駛員疲勞駕駛，車載終端會時時報警提示司機。本系統(tǒng)為司機的安全保駕護航，更是提高城市環(huán)保、減少交通事故、保證城市可持續(xù)管理行之有效的解決方案[2]。

5 結(jié)束語

渣土車智能監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)充分利用互聯(lián)網(wǎng)、信息融合及現(xiàn)代通信設(shè)配技術(shù)，給渣土車安裝上車載北斗終端系統(tǒng)對城市渣土車進行全方位實時跟蹤定位、監(jiān)控管理。開展實施的“智慧城管”帶來的不僅僅是管理效能的提升，同時為城市人民生活環(huán)境改善以及市民道路的安全出行提供更好的保障。渣土車不敢再亂違章運行。城區(qū)環(huán)境質(zhì)量、道路安全等改善明顯。該系統(tǒng)推廣應用，成為渣土車上路運營的前置要件，能有效解決渣土車管理難題。經(jīng)一年的實車驗證，該系統(tǒng)可靠穩(wěn)定，運行良好，很好解決了城市渣土車管理難題。

[1]黃孝斌，魏劍平，張 瑩.Loit智能城市應用創(chuàng)新中心，以需求拉動的創(chuàng)新模式[J].數(shù)字城市，2010，25（1）：64-70.

[2]于曉豐，楊德森，楊軍平，等.渣土車北斗智能管控系統(tǒng)設(shè)計[D].西安：第六屆中國衛(wèi)星導航學術(shù)年會，2015.

[3]國務院辦公廳.大氣污染防治行動計劃[Z].2013-09-12.

[4]GB 7258-2012，機動車運行安全技術(shù)條件[S].北京：國家行業(yè)標準，2012.

[5]余宇飛.安全用戶平面A-GPS位置服務平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京：北京郵政大學，2007.

[6]于曉豐，楊德森，楊軍平，等.基于BDS的渣土車智能管控系統(tǒng)設(shè)計[J].導航定位學報，2016，4（2）：81-86.

The Design of Urban Untelligent Residue Vehicle Management System

LIAO Jing，JIANG Chun-Ling，WEI Ren-bao，HUANG Guang-zhen
（Sinotruk Liuzhou Yunli Spnli Special Vehicle Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545007，China）

The supervision of muck trucks has always been a very important part of government environmental protection departments.In this paper，the Beidou navigation technology，communication technology，vehicle networking technology，based on remote automatic control technology，parallel data processing technology and other core technologies used in the integrated city muck car research and development，design and implementation of the intelligent control system for car.According to the working conditions of different vehicle intelligence management system optimization，implementation of city transport vehicle dynamic tracking and monitoring，identification and management，it can be managed and controlled，to provide strong support and other functions for the city of fine management and service.

beidou navigation；vehicle networking；muck car；intelligent transportation

TP311.5

A

1672-545X（2017）09-0138-04

2017-06-17

廖 警（1978-），男，壯族，廣西貴港人，研究生，工程師，主要研究方向：專用汽車設(shè)計。