喬 鵬

(山西省信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司，山西 太原 030012)

0 引言

為推進(jìn)衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)多個(gè)地區(qū)開展了北斗衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)園的建設(shè)，目前，北斗系統(tǒng)提供的導(dǎo)航定位、授時(shí)、短報(bào)文等服務(wù)在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益[1]。當(dāng)前北斗衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)呈現(xiàn)出從單一導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用向多系統(tǒng)兼容應(yīng)用轉(zhuǎn)變，衛(wèi)星導(dǎo)航與衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域相互融合應(yīng)用，不斷拓展出了新的北斗應(yīng)用領(lǐng)域[2]。高分系統(tǒng)于2010年經(jīng)過國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)啟動(dòng)實(shí)施。目前，高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)已進(jìn)入全面建設(shè)階段，已有高分一號(hào)、高分二號(hào)、高分三號(hào)、高分四號(hào)、高分五號(hào)和高分六號(hào)等遙感衛(wèi)星發(fā)射并在軌運(yùn)行。在今后的十年中，高分遙感技術(shù)將步入一個(gè)能夠快速及時(shí)提供多種對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)的新階段[3-5]。

本文提出城市特種車輛管理綜合采用北斗定位、GIS系統(tǒng)和移動(dòng)通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛定位顯示、車輛查詢、車輛調(diào)度、車輛軌跡及油耗統(tǒng)計(jì)等功能，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)領(lǐng)域、多作業(yè)車輛一體化排班調(diào)度，從根本上提高城市特種車輛的綜合管理能力，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)狀況實(shí)時(shí)掌握，應(yīng)變能力、管理效率、作業(yè)質(zhì)量均大幅提升，可大大節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。此外還可將城市綜合管理平臺(tái)數(shù)據(jù)與其他政府已運(yùn)營(yíng)平臺(tái)系統(tǒng)的信息共享和數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，最大限度提升城市的綜合治理水平、改善城市交通壓力狀況和突發(fā)狀況的應(yīng)急避讓。

1 總體設(shè)計(jì)

針對(duì)目前城市管理工作中特種作業(yè)車輛、環(huán)衛(wèi)人員、城管執(zhí)法、城市綜合管理采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)管方式，造成管理不到位、不及時(shí)、不規(guī)范、難度大等問題，面向政府環(huán)衛(wèi)辦、城管局以及自然資源與規(guī)劃局應(yīng)用需求，以環(huán)衛(wèi)、城管執(zhí)法行業(yè)內(nèi)發(fā)現(xiàn)、反饋、處置、指揮、調(diào)度、考評(píng)的全流程信息化等對(duì)于北斗定位應(yīng)用需求為切入點(diǎn)，通過建立城市特種車輛管理子系統(tǒng)、環(huán)衛(wèi)人員監(jiān)管子系統(tǒng)、城管行政執(zhí)法管理子系統(tǒng)和城市空間信息遙感監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市管理的指揮一體化、管理扁平化、決策智能化的建設(shè)目標(biāo)。

選取太原市和晉中市作為試點(diǎn)城市，各示范方向北斗終端產(chǎn)品總數(shù)達(dá)到18000臺(tái)套。城市管理北斗高分應(yīng)用系統(tǒng)通過接入北斗高分綜合信息平臺(tái)的空間信息服務(wù)及數(shù)據(jù)、高分遙感服務(wù)及數(shù)據(jù)、北斗衛(wèi)星通信服務(wù)及數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的研制及空間業(yè)務(wù)的開展應(yīng)用。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

城市特種車輛管理子系統(tǒng)面向市環(huán)衛(wèi)辦提供信息化指揮、調(diào)度、日常管理和績(jī)效考核依據(jù)。城市特種車輛管理子系統(tǒng)采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、GIS、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，對(duì)環(huán)衛(wèi)車輛、灑水車、垃圾收運(yùn)車等特種車輛的位置信息數(shù)據(jù)、油耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，綜合地理信息、車輛基礎(chǔ)信息等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車輛定位顯示、車輛查詢、車輛調(diào)度、車輛軌跡及油耗統(tǒng)計(jì)等功能，滿足市環(huán)衛(wèi)辦對(duì)城市特種車輛信息化管理的需求。

2.1 城市特種車輛管理子系統(tǒng)

為實(shí)現(xiàn)城市特種車輛信息化管理，城市特種車輛管理子系統(tǒng)共設(shè)計(jì)9個(gè)功能模塊。

圖1 城市特種車輛系統(tǒng)管理子系統(tǒng)框圖

1) 車輛定位顯示模塊

通過北斗車載定位終端采集特種作業(yè)車輛(環(huán)衛(wèi)車、垃圾運(yùn)送車、灑水車)的狀態(tài)信息，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)定時(shí)、定距、越區(qū)或點(diǎn)名上傳數(shù)據(jù)到指揮中心，指揮中心能隨時(shí)掌握入網(wǎng)車輛的位置和運(yùn)行軌跡。指揮中心能夠跟蹤監(jiān)控處于報(bào)警狀態(tài)和非報(bào)警狀態(tài)的車輛。

2) 車輛查詢模塊

提供了人機(jī)交互方式查詢車輛的基本信息，系統(tǒng)提供包括單車點(diǎn)選查詢、空間范圍查詢、模糊查詢、車輛監(jiān)控、車載裝置參數(shù)設(shè)置、車載裝置監(jiān)控命令及實(shí)景影像顯示聯(lián)動(dòng)等功能。

3) 車輛調(diào)度模塊

指揮中心可以對(duì)任何入網(wǎng)車輛的單車、車組、車隊(duì)進(jìn)行單呼、組呼、群呼，就近調(diào)度車輛在指定時(shí)間至指定地點(diǎn)進(jìn)行工作。該模塊主要用于對(duì)灑水車輛及環(huán)衛(wèi)車輛進(jìn)行調(diào)度，指定車輛的作業(yè)路線，系統(tǒng)提供文字和廣播兩種方式進(jìn)行調(diào)度。

4) 車輛管理模塊

進(jìn)行管理特種車輛，所有車輛配備北斗車載終端設(shè)備，并以車牌號(hào)作為唯一標(biāo)識(shí)碼。車輛管理包括業(yè)務(wù)管理和終端自檢等功能。

5) 車輛軌跡追蹤模塊

通過特種車輛上安裝的數(shù)據(jù)采集終端，在監(jiān)控指揮中心的數(shù)字地圖上，每一輛特種車輛的當(dāng)前行駛軌跡都將清晰地顯示，同時(shí)歷史軌跡也都存入數(shù)據(jù)庫(kù)中供以后的查詢，為管理人員進(jìn)行決策提供可靠且準(zhǔn)確的依據(jù)。

6) 里程及油耗統(tǒng)計(jì)模塊

提供當(dāng)前系統(tǒng)中在線的每一臺(tái)特種車輛的里程信息記錄及油耗信息，用于系統(tǒng)管理人員進(jìn)行成本統(tǒng)計(jì)和成本控制。

7) 高精度作業(yè)任務(wù)管理模塊

根據(jù)部署在灑水車輛上的北斗車載高精度終端實(shí)現(xiàn)車道級(jí)定位精度，管理員可根據(jù)天氣狀況和選擇預(yù)案詳細(xì)規(guī)劃作業(yè)車輛的作業(yè)路徑，有效減少作業(yè)疊置情況。

8) 報(bào)警管理模塊

根據(jù)特種車輛緊急情況和違規(guī)類型，進(jìn)行分類報(bào)警，主要包括緊急報(bào)警、超速報(bào)警及越界報(bào)警。

9) 系統(tǒng)設(shè)置模塊

提供系統(tǒng)設(shè)置功能，能夠?qū)?bào)警聲音、自動(dòng)換圖、報(bào)表屬性、報(bào)警監(jiān)聽等進(jìn)行設(shè)置。報(bào)警監(jiān)聽設(shè)置包括油耗指數(shù)、偏航報(bào)警設(shè)置、軌跡連線設(shè)置等。

2.2 環(huán)衛(wèi)人員監(jiān)管子系統(tǒng)

環(huán)衛(wèi)人員監(jiān)管子系統(tǒng)面向市環(huán)衛(wèi)辦提供環(huán)衛(wèi)工人信息化實(shí)時(shí)監(jiān)督，為作業(yè)規(guī)劃和績(jī)效考評(píng)提供參考依據(jù)。環(huán)衛(wèi)人員監(jiān)管子系統(tǒng)依托信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)衛(wèi)作業(yè)的精細(xì)化管理，結(jié)合北斗定位技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)改變整個(gè)監(jiān)管工作流程，明晰環(huán)衛(wèi)責(zé)任主體，通過北斗人員定位終端的配備，完善監(jiān)管作業(yè)手段，實(shí)現(xiàn)人員作業(yè)信息的實(shí)時(shí)查看。能夠?qū)θ珔^(qū)范圍、各標(biāo)段范圍、各時(shí)段分析環(huán)衛(wèi)作業(yè)的覆蓋率。

2.3 城市空間信息遙感監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

城市空間信息遙感監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)面向太原市自然資源與規(guī)劃局、城管局提供工程規(guī)劃、重點(diǎn)工程輔助監(jiān)管及違法建筑管理等業(yè)務(wù)。城市空間信息遙感監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)采用高分遙感技術(shù)，對(duì)重大工程施工進(jìn)行輔助監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)工程監(jiān)測(cè)提取與評(píng)估、工程業(yè)務(wù)信息的進(jìn)度核查；同時(shí)，針對(duì)建設(shè)區(qū)域土地利用變化檢測(cè)、與規(guī)劃數(shù)據(jù)的變化分析、工程業(yè)務(wù)信息進(jìn)行綜合管理；對(duì)城市區(qū)域內(nèi)兩違建筑進(jìn)行定期圖像數(shù)據(jù)更新，結(jié)合原有的房屋建筑數(shù)據(jù)、城市規(guī)劃數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多手段數(shù)據(jù)采集、圖像顯示、圖像變化檢測(cè)、違建查處與分析等功能，達(dá)到對(duì)兩違建筑的有效管理，輔助執(zhí)法，提高執(zhí)法效率的效果;以面向城市建設(shè)與管理的衛(wèi)星數(shù)據(jù)與應(yīng)用服務(wù)需求為牽引，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星空間數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)高效管理和共享，提供定制化、一站式的技術(shù)和信息服務(wù)。每年實(shí)現(xiàn)每季度一次城市違建信息遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用示范，主要包括違建監(jiān)測(cè)與分析、違章建筑信息管理等專題產(chǎn)品輸出；選取某一重點(diǎn)工程項(xiàng)目，針對(duì)工程前期規(guī)劃與施工階段監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)工程輔助監(jiān)管、工程規(guī)劃管理專題應(yīng)用示范，形成示范專題成果；如遇應(yīng)急突發(fā)狀況，則按需提供相應(yīng)專題產(chǎn)品。

城市空間信息遙感監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)由重點(diǎn)工程輔助監(jiān)管、工程規(guī)劃管理、違建監(jiān)測(cè)與分析、違章建筑信息管理等模塊構(gòu)成，如圖2所示。

圖2 城市空間信息遙感監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

1) 重點(diǎn)工程輔助監(jiān)管

以重點(diǎn)工程輔助監(jiān)管為應(yīng)用導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)接入重點(diǎn)區(qū)域高分辨遙感影像的數(shù)據(jù)預(yù)處理、工程監(jiān)測(cè)提取與評(píng)估、工程業(yè)務(wù)信息的進(jìn)度核查和信息報(bào)告的發(fā)布上報(bào),詳細(xì)顯示拆遷工地、土石方及挖坑、主體工程施工、封頂未綠化等建筑工地變化情況，提供重點(diǎn)工程的業(yè)務(wù)化專題產(chǎn)品服務(wù)。

2) 工程規(guī)劃管理

實(shí)現(xiàn)覆蓋工程規(guī)劃區(qū)域的高分辨遙感影像的數(shù)據(jù)預(yù)處理、建設(shè)區(qū)域土地利用變化檢測(cè)、與規(guī)劃數(shù)據(jù)的變化分析、工程業(yè)務(wù)信息的合規(guī)性核查和信息報(bào)告的發(fā)布上報(bào)，提供高分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)和變化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)。以高分辨率衛(wèi)星遙感應(yīng)用為基礎(chǔ)，梳理山西省城市建設(shè)管理領(lǐng)域的業(yè)務(wù)重點(diǎn)，對(duì)已有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下進(jìn)行的數(shù)據(jù)電子化、空間化。

3) 違建監(jiān)測(cè)與分析

利用遙感圖像處理技術(shù)，通過對(duì)比分析不同時(shí)間特定區(qū)域的高分遙感影像，將現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行變化檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)拆違區(qū)域違章建筑圖斑的提取，結(jié)合基礎(chǔ)地理信息圖、規(guī)劃圖等各種資料，用GIS技術(shù)以及提供的屬性信息查詢手段，通過對(duì)變化圖斑進(jìn)行分析、判別、去偽等處理發(fā)現(xiàn)違章建筑，輸出違法建設(shè)圖。

4) 違章建筑信息管理

包括違建基礎(chǔ)信息管理、違章建筑信息統(tǒng)計(jì)以及違章建筑案件管理等功能。違建基礎(chǔ)信息管理通過建立重點(diǎn)拆違區(qū)域的房屋建筑物數(shù)據(jù)庫(kù)，為執(zhí)法人員快速提供房屋建筑物詳細(xì)屬性信息，給執(zhí)法部門提供執(zhí)法依據(jù)，系統(tǒng)管理員可根據(jù)執(zhí)法人員反饋、領(lǐng)導(dǎo)簽批等實(shí)際要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、改、查。違章建筑信息統(tǒng)計(jì)提供用戶對(duì)違法建設(shè)信息統(tǒng)計(jì)功能，通過建立違法建筑信息檔案，可對(duì)違法建設(shè)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。違章建筑案件管理針對(duì)已確認(rèn)的違章建筑，派遣專業(yè)執(zhí)法人員，根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)對(duì)其進(jìn)行行政處理，然后將處理結(jié)果反饋給子系統(tǒng)，子系統(tǒng)核查后，最后將處理結(jié)果反饋給協(xié)同，便于相關(guān)人員查看案件進(jìn)展情況和案件詳細(xì)數(shù)據(jù)。

3 未來展望

通過城市管理領(lǐng)域應(yīng)用示范建設(shè)，在山西省內(nèi)部分城市以城管執(zhí)法、環(huán)衛(wèi)作業(yè)等業(yè)務(wù)流程發(fā)現(xiàn)、反饋、處置、指揮、調(diào)度、考評(píng)的全流程信息化等應(yīng)用需求為切入點(diǎn)，推進(jìn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與高分遙感系統(tǒng)在城市管理數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理中的應(yīng)用，促進(jìn)城市管理的指揮一體化、管理扁平化、決策智能化的建設(shè)，提升城市整體的智慧化管理水平、運(yùn)行效率。