城市智能渣土车管理系统设计

廖 警，蒋春玲，韦仁宝，黄广祯

（中国重汽集团柳州运力专用汽车有限公司，广西 柳州545007）

城市智能渣土车管理系统设计

廖 警，蒋春玲，韦仁宝，黄广祯

（中国重汽集团柳州运力专用汽车有限公司，广西 柳州545007）

渣土车监管一直是政府城管部门及环保部门非常重视的管理环节。基于北斗导航技术、通信技术、车联网技术、远程自动控制技术、并行数据处理技术等核心技术综合集成运用于城市渣土车研发中，设计和实现渣土车北斗智能管控系统。可针对不同车辆的使用工况优化智慧管理系统，实现对城市运输车辆的动态跟踪、监控、识别、管理，做到可管可控，为城市精细化管理和服务提供有力支撑等功能。

北斗导航；车联网；渣土车；智能交通

随着我国经济建设持续快速发展，汽车工业正朝着创新转型升级技术创新的道路发展。通过采用现代先进信息技术平台及软硬件应用到汽车工业中，为汽车科技感及智能发展提供有力帮助，该技术以体现信息技术与制造技术深度融合的数字化网络化智能化制造设计为指导方针。同时随着技术的进步及人民生活水平的提高，智慧城市建设也在逐步推进[1]。城市的发展离不开汽车工业的支持，而目前城市建设使用的渣土车道路运行管理跟不上城市的发展，城市渣土车运输车辆乱象丛生，给政府管理部门带来了诸多压力。众所周知，一直以来，渣土车存在散、乱、差管理难的现象，对社会环境和安全造成了较大的影响。厂家设计的渣土车设计不专业，存在不可视性的诸多盲区，车辆整体设计可靠性低，质量差，无法有效管控车辆运行情况，车辆运行安全系数低，不仅特别容易导致事故，还不符合城市渣土运输规定，渣土车一直是城市管理中的老大难问题。

随着国内经济的快速发展和城市建设的提速，渣土车数量也在同步大幅增加，渣土车闯祸现象更是愈演愈烈，成为各级政府管理部门的一块心病；渣土运输行业普遍存在的扬尘、撒、漏、乱倒、安全隐患成为了市民的诟病之处[2]。面对城市渣土运输造成的安全和环保性问题日益凸显，严重影响着人们的生活，另外雾霾天气对城市环境危害程度日益严重，城市环境治理受到社会广泛重视。因此，如何规范渣土车运营，实现对渣土车信息全方面动态跟踪、监控、管理，提供统一的服务，提高城市交通管理及生活环境管理，是渣土车北斗智能需要解决的重要问题[3-4]。

1 渣土车乱象状况

多年来城市建设的渣土车存在诸多的违法行为，特别是在夜间，渣土车故意遮挡车牌、乱闯红灯、超速行驶、超载运输、逆行闯禁行、撒漏、乱倒、扬尘漫天飞及交通事故多发等，是人们对于城市渣土车的印象。为了打击渣土车的各种交通违法行为，城管、市容管理及交通部门也进行不间断的加大查处力度，但一直以来都没有得到根治。大部分渣土车主为了抄近路唯利是图，不顾公共交通秩序和路上行人安全，肆意超速、闯红灯、超载甚至逆行；还有一部分渣土车司机甚至采用套牌或者遮挡车牌号码逃避执法部门的制裁；同时大多司机文化程度低，法律意识淡薄，不按交通规定路线、时间行驶，为城市交通带来极大安全隐患；还有些渣土车司机明知有指定的倒土场，还随意就近倾倒渣土，影响及污染了城市生活环境并带来污染；运输渣土的车辆多数为了多装多赚，本有的金属盖板故意不盖严实无密封状态，不能有效防止撒漏和扬尘问题。造成目前这种状况的客观因素有许多，归结起来主要有以下两方面：

（1）城管部门监管难[2]

面对渣土车影响市民正常工作、生活，空气污染严重，未智能化统一管理，监管难度大这些城市管理的顽疾，当前渣土管理靠突击整治的层面，一直没有走出“整治-回潮-再整治-再回潮”的怪圈，占用了较大的行政资源。以往只能靠执法队员死看死守或突击检查等方式来管理，数量有限的执法队员面对庞大的渣土车队伍，管理显得力不从心。缺乏长效化，常态化行之有效的管理和执法机制。

（2）现行的GPS监管系统落后不适用[2]

虽然国内部分城市已经部署了GPS远程跟踪的渣土车管理技术。但是目前这类渣土车监管系统往往只是运用GPS技术远程跟踪渣土车位置，渣土车是没有安装有与车辆发动机连接的车载终端系统，没有对车辆可视化的监控，无法监控渣土车的超速、超载、乱闯红灯及车厢密闭情况，并不能实时掌握和控制车辆运行情况。而且目前只能达到远程跟踪的效果，无法控制渣土车司机的操作，出现违法行为没能远程控制车辆运行。

因此，要使渣土运输成为美丽城市建设中的和谐音符。建立一个适应城市渣土车运行的信息监控平台对渣土车信息全方面动态跟踪、监控、管理，提供统一的服务平台是解决当前渣土车管理唯一有效的解决方案。

2 关键技术

在设计应用层上实现人机交互对话，将渣土车与管理系统配合，举升装置、发动机ECU、车厢顶盖、超载、超速等必须受系统控制。通过信息化手段提升管理水平，管理系统能深度采集各种数据并且能控制车辆速度，能够在管理中心监控到每一辆车的运行状态。系统实现渣土车与驾驶员信息的实时监控管理、安全保障、违规报警、网上查车、无线通信、信息导航、运输管理等综合管理与信息服务。实现渣土车从单一的静态管理转变到多功能的动态管理。

如何实现全程对车辆进行监控和遥控，如车辆超载、超限、撒漏（泄露）、偏离指定行驶路线等，指挥平台会对车辆进行限行、限速、锁车、断油、断电并语音报警等远程控制，方便对运输车辆进行统一管理。对城市智能渣土车型工作原理及运营范围进行北斗系统应用研究，具体如下：

（1）车辆精细化管理：实施一车、一卡、一司机的管理，插入对应的司机卡才能启动车辆，实现对车辆的防盗、防拆、定位、锁车、限速、重/空车、电子围栏、举升等各项运营监控，起到管理、监控的作用，能够满足统一指挥调度的需求。

（2）采用智能化感应监控系统，车辆设置的重力感应监测器，可时刻监测出货物重量，当货物超出设定载质量时，车辆不能正常行驶，并在监测平台上自动反馈。

（3）实时运行监控：通过GPS北斗定位系统，可实现车辆位置跟踪，同时将监测到车辆的运行信息及图像传输到监控平台上，可以全面了解车辆运营状况，保障安全运行，做到可管可控。

（4）副油门控制器：国Ⅴ排放标准的高压共轨柴油发动机预埋了统一管理的车载定位系统在动力部分，通过副油门控制器车辆油路及电力，达到锁定车辆速度和防盗的新功能。

（5）车辆健康管理：实时记录设备的详细运行数据，对车辆油耗（气耗量）、故障等进行远程智能诊断；提取驾驶员行为数据、车辆故障诊断数据等，优化驾驶行为。

（6）对车辆设置电子围栏，不按规定路线行驶、不按规定区域倾倒，管理平台即时报警，并记录每一次倾卸的时间、地点。

（7）植入“重汽智能通”智慧管理平台，可在后台对车辆进行管理，实时记录设备的详细运行数据，实现对设备的远程控制和远程详细信息采集。如图1所示。

图1 渣土车监控系统平台

3 系统工作设计与实现

系统主要由车载终端、数据中心、北斗卫星、车队控制平台、网络通信等主要部分组成，系统构成如图2所示。

图2 渣土车北斗智能管控系统构成

系统通过车载北斗终端与渣土车连接，汇总所有信息，通过网络无线通信将数据发送到服务器，实现渣土车的实时定位、导航、测速，同时通过重力传感器获取车辆超载情况。管理中心通过种植重汽智能通平台可以对渣土车进行实时全面的管控，对渣土车不按指定位置、超速、抢红灯、超载、乱倒、关不严等违纪行为进行有效控制监督。

3.1 车载北斗终端

北斗车载定位终端即北斗卫星定位仪，主要是通过北斗卫星实现定位，并通过传输网络与监控中心通信，由前端设备、传输网络、监控中心构成北斗卫星定位监控系统，实现定位跟踪及智能功能。车载北斗终端是该系统的关键部件，终端与发动机ECU连接，实行联动运行，避免司机对车载北斗终端进行破坏或拆除，一旦遭到拆除或破坏，系统立即对车辆发送控制命令，限制发动机的启动。

3.2 数据中心

数据中心具有数据统一管理集中分析、存储、处理回馈、数据汇总更新升级、维护等一体化功能。数据库包括以下内容：

（1）位置数据：车辆实时位置，历史轨迹、行驶轨迹、行驶区域、导航数据等。

（2）车辆状态数据：油耗数据、历程数据、载重数据、车辆行驶时间实时数据、视频监控密闭状态数据、作业状态数据、汽车发动机重要零部件总成的工作参数等。

（3）用户数据：用户账号信息、车辆基本信息、驾驶员信息、视频监控司机驾驶状态、登陆时间、权限信息、相关操作记录等[6]。

3.3 网络通信

车载终端的GPS北斗模块能够时刻接收来自卫星的信号，计算出其位置、速度等信息，车载终端需要将这些信息传送至监控平台，两者之间的通信必不可少，由于车载终端的特殊性，无线通信是唯一的通信方式，卫星和基站被作为智能监控系统的通信链路[6]。

服务中心是系统功能的实现和表达，也是应用层的承载平台，向用户提供相关服务和权限内的操作权利，并接受用户的指令请求，具体包括运营管理、数据交互、车辆位置监控、车辆安全行驶管理、燃油管理、远程诊断等服务。

3.4 车队监控平台

在城管监控中心建立一个监控平台，对道路上行驶的渣土车进行实时监控，了解车辆位置移动变化，实现监控平台能有效进行直观可视化管理及集中指挥调度。

4 系统功能及应用

通过北斗车载终端实现车辆的实时定位跟踪，加强了对渣土运输公司和对驾驶员的管理。通过电子围栏规定车辆的行驶轨迹，可实现远程定位、查询地理位置，工况、报警状态等信息、通过驾驶行为记录，分析发动机油耗，改变驾驶员的驾驶习惯，降低车辆油耗；具有远程诊断功能监督渣土车在允许的范围内行驶，将自动报警提醒驾驶员注意，同时信息将反映到管理中心。通过管理后台，可方便地查看车辆位置、速度、重空载、举升状态、顶盖闭合状态以及车载摄像头实时拍摄的照片等，同时实时查看车辆异常的数据自检。同时，北斗车载终端与车辆上装运动机构实行联动控制管理，渣土车只能到达预定区域内时才能卸土，一旦出现超速、超载、货箱盖未关闭的情况，系统的报警灯和喇叭会发出语音提醒，提醒司机及时纠正，并上报服务中心，必要时服务中心可对渣土车实行限速、刹车等控制；通过主机内的驾驶员行为规范系统，分析车身CAN数据，判断司机急加速，急转弯，转弯不打转向灯，急刹车等不良驾驶行为，对司机进行语音提醒，并上报给平台，纠正司机的不良驾驶行为。当通过视频对驾驶员实时监控发现驾驶员疲劳驾驶，车载终端会时时报警提示司机。本系统为司机的安全保驾护航，更是提高城市环保、减少交通事故、保证城市可持续管理行之有效的解决方案[2]。

5 结束语

渣土车智能监控系统的研发充分利用互联网、信息融合及现代通信设配技术，给渣土车安装上车载北斗终端系统对城市渣土车进行全方位实时跟踪定位、监控管理。开展实施的“智慧城管”带来的不仅仅是管理效能的提升，同时为城市人民生活环境改善以及市民道路的安全出行提供更好的保障。渣土车不敢再乱违章运行。城区环境质量、道路安全等改善明显。该系统推广应用，成为渣土车上路运营的前置要件，能有效解决渣土车管理难题。经一年的实车验证，该系统可靠稳定，运行良好，很好解决了城市渣土车管理难题。

[1]黄孝斌，魏剑平，张 莹.Loit智能城市应用创新中心，以需求拉动的创新模式[J].数字城市，2010，25（1）：64-70.

[2]于晓丰，杨德森，杨军平，等.渣土车北斗智能管控系统设计[D].西安：第六届中国卫星导航学术年会，2015.

[3]国务院办公厅.大气污染防治行动计划[Z].2013-09-12.

[4]GB 7258-2012，机动车运行安全技术条件[S].北京：国家行业标准，2012.

[5]余宇飞.安全用户平面A-GPS位置服务平台的设计与实现[D].北京：北京邮政大学，2007.

[6]于晓丰，杨德森，杨军平，等.基于BDS的渣土车智能管控系统设计[J].导航定位学报，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，壮族，广西贵港人，研究生，工程师，主要研究方向：专用汽车设计。