基于GIS定位技术的电力车辆安全管理系统
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作者: 蒋琪 陈丽娟
摘要：随着社会的不断发展，现代车辆的管理方式、调度手段都发生了重大变化，以GPS技术、无线通信技术为基础的生产车辆管理系统实现了车辆管理的计算机化。
关键词：GIS定位电力车辆管理
按照国家电网公司十项服务承诺的要求，电力抢修人员必须在一定的时限内赶到事故发生地点，及时完成故障排除功能，在这种情况下，对于电力车辆管理提出了更高的要求。随着社会的不断发展，现代车辆的管理方式、调度手段都发生了重大变化，以GPS技术、无线通信技术为基础的生产车辆管理系统实现了车辆管理的计算机化。
1 概述
在实际的生产过程中，由于电力输电线路沿途区域广，地形复杂，线路的运行维护需要大量的生产车辆，车辆的高效率对输电线路的巡检维护起着重要的作用。车辆的实时定位和远程调度是体高生产车辆使用效率的关键，它对车辆进行全程实时跟踪，自动确定生产车辆在特定时刻的位置，将调度、服务信息及时反馈给车辆管理调度人员，通过对生产车辆反馈信息的分析以及调度有效提高生产车辆使用效率，实现输电线路维护工作的针对性，有效性。
2 现状
目前车辆定位技术主要由GPS、航位推算、惯性导航等，其中以GPS定位精度最高，GPS全球定位系统以其全球性、全天候、实时定位等优点显示出强大的竞争力，在多个领域有着广泛的应用。到目前为止，许多运营车辆监控系统都采用（SMS）短消息，这些短消息主要是通过GMS网络提供。这种运营模式有着自身的不足，通常情况下，要收取短信费，即便是有一定的优惠费用还是很高，所以，大多数的运营车辆都不会采用这种方法，也就更不谈跟踪了。这一模式还有缺陷就是，短信在发送的过程中，很容易出现丢失或者不能及时收到的情况。3G移动通信网络的接口资源一般可以按照业务量的大小或者运营者相关的要求做出相应的选择，一定程度上实现了与IP网络进行互相交流沟通的功能。在使用功能上，网络能提供给拥护的功能，3G无线网络同样也能提供。广大拥护选择3G无线网络，能够有效的解决GPS监控系统中可能遇到的很多问题，客户可以“永远在线”并可节省运行费用。在基于GIS定位技术的电力车辆安全管理系统中，为了使各个子系统都能更好的协调运作，需要融合各种关键的技术，例如车辆的交通信息采集处理技术、数据处理算法和多源信息融合技术等等。
3 系统组成
基于GIS定位技术的电力车辆安全管理系统是实现基于GPS、3G无线通信网络的车载定位终端，车辆能够实时接收GPS信号进行定位，并通过3G无线网络将生产车辆的位置、速度、行驶方向以及车辆状态等信息实时发送至车辆管理平台系统，实现对生产车辆的实时监测。
系统还可以建立与本系统应用范围相适应的可精确定位的地图数据库，在车辆的使用过程中，随时可以调用相关地图要素和相关电网数据，以满足安全需要。
GPS车辆监控系统由车载GPS终端、若干个前台值班席（客户机）、专用的通信管理机和数据库服务器组成，通过以太网构成的控制体系。车载GPS终端通过卫星获取到经纬度信息，通过车辆传感器获取到速度报警等信息，再通过3G无线网络直接传输数据到中心管理服务器，由中心管理服务器解析出经纬度及其他数据信息。监控中心连接到服务器可以监控到所有车辆实时位置信息并通过投影机或者电视墙显示，其他用户可通过合法的用户名密码监控授权监控的车辆信息。
前台值班席一般需要硬件和软件协调支持，在硬件上主要是利用图形工作站，在软件上主要利用GIS系统进行操作。软件地图的主要功能是显示车辆返回的定位信息以及车辆本身所处的状态，除此之外，还能够通过相关的软件系统对车辆的历史信息进行查阅前台值班座席的数量，可以随时增加以适应不断扩充的用户数量。
后台也是由软件和硬件进行支持的，硬件主要是以PC Server来支持，软件主要是通过SQL-Server数据库来操作。通讯接口的一个重要功能就是接受车辆返回的信息，除了对信息进行完整的保存，还把相关的数据和信息发到各个前台值班席。类似的是，前台的操作管理也需要通过后台系统来完成，最终将信息发送到车载终端，并对操作记录及时的保存到数据库。通常情况下，在一个局域网内可以同时实现前台与后台数据的通讯，但是，需要注意的是，后台的服务器IP地址一定要固定。
后台服务器跟车载终端的数据通讯可以根据车载终端的数量和交互的数据要求选择不同的方式：
车载终端的总数量较小（100台以内），每台终端所监控的数据量也不大。同时采用SMS进行数据的上报和下发。这时，后台服务器可以选择通过串口连接同网络的Modem，实现数据的传输。车载终端的数量多，但是每台终端所监控的数据量也不大。仍然采用SMS进行数据的上报和下发。这时，后台服务器可以选择通过运营商提供的短信网关，实现数据的传输。
4 创新点
4.1 基于探测车的交通信息采集及数据处理技术研究 探测车交通数据采集系统所采集的信息能为运营车辆提供有效及时的交通信息。交通探测车信息采集方式一般采用GPS技术，采用这一技术有着许多优点，能有最大限度的节省成本，对于现有运行车辆的情况能够提供准确高精度的信息。研究中构建了基于GPS位置信息的探测车采集系统，为动态车辆管理系统提供有效的动态交通信息。研究提出了基于驻留时间的探测车数据处理算法，通过驻留时间分析确定车辆在同一弧段上所停留或消耗的时间，进而获得车辆行经路段的平均运行速度。研究进行了实地数据采集实验，通过对比现场采集的路段速度与系统计算速度，验证探测车采集数据算法所获得的区间速度值的精度。
4.2 基于多源历史数据库的短期交通预测技术研究 短时交通预测技术是一种具有前瞻性的技术，能够提供更准确的交通信息。研究中是以非参数回归方法为基础进行的，这种模型的基本思想就是要形成典型的历史数据库，对各种历史信息展开全面有效的分析综合。在历史数据库中的不同的数据都代表了不同的交通演变方向，实时采集的最新交通数据经过过滤处理和修正后，与历史库进行比较，寻找到与实时数据最相似和最接近的K组数据。
4.3 车辆组合定位数据融合技术研究 要想更好的实现车载终端导航的功能，就需要对车辆进行准确的定位，这是一个基础性的条件。在城市中，交通环境比较复杂，GPS很容易受到多种因素的干扰，使得本身的功能不能更加有效的发挥，因此，在使用的过程中，配合组合技术来实现车辆定位的准确性，是一种有效的方法。将GPS与自主推算的DR系统组合形成的组合定位系统，能将两种技术自身的优点有效的结合，能够实现定位效果的最优化。车载GPS/DR组合导航系统融合GPS 与DR两种系统的观测信息，通过建立组合卡尔曼滤波融合算法，能够得到比单纯的GPS 定位或DR 推算更高的精度，该系统不是两种系统的简单相加或相互辅助，而是利用了信息融合技术，实现两种定位数据的最优滤波和数据的融合。
5 结束语
基于GIS定位技术的电力车辆安全管理系统综合利用计算机网络、全球卫星定位（GPS）、无线通信、地理信息系统（GIS）等多学科的前沿技术，与电力生产车辆监测的应用特点紧密结合，提供基于GPS定位服务的车辆监控管理平台。可以有效的对电力生产车辆的位置、速度、行驶方向、车辆状态等信息进行实时监测，使车辆管理调度人员准确直观的掌握生产车辆的工作状态，及时指挥调度电力生产车辆，最大程度地提高了生产车辆运行的安全以及工作效率，同时也极大地提升了电力生产应对突发事件的快速反映和应急处置能力。为电力生产车辆的管理和调度提供一种新的管理技术手段，同时也在提高管理水平和效率的同时，树立良好企业形象。
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