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機(jī)場特種車輛定位管理系統(tǒng)
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訪問次數(shù):435更新時(shí)間:2021-06-10 17:11:59
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產(chǎn)品簡介
產(chǎn)品介紹
機(jī)場特種車輛定位管理系統(tǒng)
一、前言中國的客運(yùn)飛速發(fā)展,機(jī)場的新建和擴(kuò)建規(guī)模巨大,新的機(jī)場擴(kuò)容對以往的管理系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn):機(jī)場內(nèi)飛機(jī)和特種車輛的數(shù)量日益增多,地面車輛與飛機(jī)、車輛與車輛之間都存在發(fā)生碰撞的隱患,在大風(fēng)大霧等惡劣天氣情況下尤是如此,嚴(yán)重的威脅到了機(jī)場運(yùn)營安全。在此背景下,如何建設(shè)高效安全的機(jī)場特種車輛定位管理系統(tǒng)變得非常得重要。
基于北斗和UWB技術(shù)的機(jī)場車輛調(diào)度系統(tǒng)綜合運(yùn)用了北斗定位、UWB定位、智能控制、4G通信等多種技術(shù),實(shí)現(xiàn)的主要功能包括:
特種車輛行進(jìn)間得厘米級或亞米級精確定位;
基于二維電子地圖或三維地圖來實(shí)現(xiàn)車輛的空間可視化監(jiān)控管理;
通過監(jiān)控車輛的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況來處理各種突發(fā)事件,并對危險(xiǎn)狀況(如超速、越界等)進(jìn)行預(yù)警;
通過各種車輛數(shù)據(jù)的采集和分析,針對性的制定有效措施,促進(jìn)機(jī)場安全管理系統(tǒng)的改善,提高機(jī)場生產(chǎn)運(yùn)營的效率與安全性。
二、需求概述
實(shí)現(xiàn)機(jī)場區(qū)域內(nèi)高精度的車輛位置監(jiān)控,精度要求亞米級或更高;
需建立高精度的機(jī)場區(qū)域電子地圖系統(tǒng);
防止無線系統(tǒng)對定位系統(tǒng)的干擾
實(shí)現(xiàn)車載位置數(shù)據(jù)與監(jiān)控中心的實(shí)時(shí)通訊;
定位數(shù)據(jù)更新率要求不低于10HZ;
支持提供經(jīng)緯坐標(biāo)信息和平面坐標(biāo)信息等
車載定位終端能夠聲光報(bào)警。
三、總體方案設(shè)計(jì)
本方案設(shè)計(jì)的核心功能是高精度車輛定位,近幾年中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)的蓬勃發(fā)展和應(yīng)用,使北斗高精度定位技術(shù)在穩(wěn)定性方面和可靠性方面又得到極大的提升。北斗定位技術(shù)的幾個(gè)顯著特點(diǎn)是:
全天候工作,不受雨雪風(fēng)天氣的影響,不受光線影響;
定位精度高,動態(tài)定位精度可達(dá)±1cm;
測速精度高,測速精度可達(dá)0.03m/s。
另外,考慮到機(jī)場環(huán)境的復(fù)雜性,實(shí)際應(yīng)用中存在衛(wèi)星觀測條件不好的情況,例如建筑物遮擋等,因此為了確保車載終端在任何情況下能夠連續(xù)定位,必須考慮輔助定位方法,本方案將采用UWB技術(shù)作為輔助手段,騰動UWB定位系統(tǒng)能夠提供高達(dá)5cm精度的定位功能,能夠非常有效的和北斗定位系統(tǒng)相結(jié)合,形成整個(gè)系統(tǒng)厘米級別的定位精度。
除高精度定位技術(shù)外,應(yīng)急通訊是本方案的另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),通信鏈路系統(tǒng)是監(jiān)控中心與定位基站與車載終端之間通訊的通道。通訊技術(shù)目前可選方法多種多樣,通訊主要考慮安裝便捷性、傳輸穩(wěn)定性、可容納終端容量、網(wǎng)絡(luò)安全和安裝及維護(hù)成本等,綜合考慮上述因素,考慮采用了4G的通信手段,作為整個(gè)通信的傳輸網(wǎng)絡(luò)。
監(jiān)控中心是整個(gè)系統(tǒng)的功能操作和實(shí)現(xiàn)的核心,其主要職能是實(shí)現(xiàn)對機(jī)場車輛的監(jiān)控、調(diào)度和管理,還負(fù)責(zé)響應(yīng)并處理緊急事件,提供跟蹤定位、和遠(yuǎn)程控制等處理措施,監(jiān)控中心的主要組成部分包括數(shù)據(jù)處理軟件、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)。其中,數(shù)據(jù)處理軟件負(fù)責(zé)與各車載終端的信息交互,完成各種信息的分類、記錄、修改和轉(zhuǎn)發(fā),對車輛運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度,并及時(shí)處理報(bào)警信息,同時(shí)對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行監(jiān)控管理;數(shù)據(jù)庫服務(wù)器要確保安全、高效、實(shí)用。數(shù)據(jù)庫是整個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)的信息中心,對所有的車輛信息和定位數(shù)據(jù),圖片等進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲;實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)負(fù)責(zé)圖形化、圖表化顯示機(jī)場車輛總體運(yùn)行情況,包括電子地圖、車輛位置坐標(biāo)、速度、油量、駕駛員信息、車牌號等。
綜述,整個(gè)機(jī)場特種車輛定位管理方案的三大部分,即監(jiān)控中心部分、北斗和UWB定位基站部分和車載終端部分,數(shù)據(jù)傳輸采用了光纖、4G傳輸?shù)哪J健?/span>
- 系統(tǒng)示意圖

1、系統(tǒng)工作原理
北斗參考站自動實(shí)時(shí)播發(fā)差分改正數(shù)據(jù)給車載終端的接收機(jī),車載終端中的北斗接收機(jī)實(shí)接收差分?jǐn)?shù)據(jù)并進(jìn)行差分定位解算,并將解算結(jié)果(精確坐標(biāo)和速度)再實(shí)時(shí)發(fā)送到機(jī)場監(jiān)控指揮中心。除北斗定位數(shù)據(jù)外,車輛的狀態(tài)信息、報(bào)警信息及服務(wù)請求信息(如有)等也可以通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控指揮中心。
數(shù)據(jù)中心收集到上述各種信息后,綜合分析處理,并作出明確的報(bào)告結(jié)果和預(yù)警指示,展示在大屏幕上。指揮中心可以根據(jù)當(dāng)前車輛的運(yùn)行情況,給受控車輛發(fā)出調(diào)度指令。
系統(tǒng)信息流程
- 北斗接收機(jī)接收衛(wèi)星信號,同時(shí)接收差分無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的差分信號,進(jìn)行解算后通過串口把坐標(biāo)發(fā)送給無線通信模塊。
- 無線通信模塊把北斗信息和車輛狀態(tài)信息轉(zhuǎn)發(fā)到通信服務(wù)器。
- 通信服務(wù)器把接收到的信息存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中,同時(shí)根據(jù)監(jiān)控終端的應(yīng)用需求,把信息實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)處理中心。
- 數(shù)據(jù)處理中心接收到通信服務(wù)器發(fā)送來的信息后,發(fā)送給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行存儲,同時(shí)發(fā)送給監(jiān)控終端進(jìn)行可視化顯示,實(shí)現(xiàn)車輛監(jiān)控。
1、北斗基準(zhǔn)站
北斗基準(zhǔn)站主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)播發(fā)RTK差分改正數(shù),使車載移動站接收機(jī)能夠達(dá)到厘米級的定位精度?;鶞?zhǔn)站接收機(jī)通常與天線、無線數(shù)傳模塊及其組件一起組成基準(zhǔn)站系統(tǒng)。
在北斗基準(zhǔn)站選址和建設(shè)過程中,用戶可以根據(jù)對易建性、實(shí)用性、美觀性等因素的不同需求,采取不同的方法,為保證設(shè)備能夠長期穩(wěn)定工作,需要能夠提供的穩(wěn)定的電流和電壓,需要采用UPS電源。另外,基準(zhǔn)站須根據(jù)現(xiàn)場的條件采取適當(dāng)?shù)姆览状胧?br /> 2、車載終端
車載終端部分主要包括北斗接收機(jī)、通信傳輸單元、UWB定位模塊,其中車載終端放置在車內(nèi),對供電進(jìn)行一定的保障。車載終端提供如下功能:
負(fù)責(zé)接收北斗定位信息和機(jī)場UWB定位基站信息;
負(fù)責(zé)計(jì)算和輸出標(biāo)準(zhǔn)格式的高精度定位結(jié)果和速度信息;
負(fù)責(zé)通過通信網(wǎng)絡(luò)把位置和速度信息上傳至監(jiān)控中心;
接收監(jiān)控中心對駕駛室遠(yuǎn)程發(fā)送指令和預(yù)警。
UWB基站接收UWB定位終端的信息,并把終端的信息發(fā)送到定位中心進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算的結(jié)果和北斗系統(tǒng)的定位結(jié)果做比較。在劃定的區(qū)域內(nèi)部以UWB定位結(jié)果為準(zhǔn)。
3、通訊方案設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)中,主要是北斗系統(tǒng)差分定位需要傳遞數(shù)據(jù),通信方案采用4G LTE的模式,通過運(yùn)營商的LTE網(wǎng)絡(luò)來傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
對于UWB定位基站,則主要采用光纖傳輸?shù)哪J?。UWB定位基站和定位中心數(shù)據(jù)服務(wù)器相連。
4、電子地圖
本項(xiàng)目需要厘米級別的車輛監(jiān)控定位,電子地圖的精度達(dá)到厘米級,因此電子地圖要求的指標(biāo)如下:
厘米級精度要求;
地圖的格式,測繪成圖一般是AUTOCAD圖形,
監(jiān)控軟件須能夠接入;
地圖形式可以是2D或者3D;
地圖元素至少應(yīng)包括車道、關(guān)鍵區(qū)域以及所需要標(biāo)示的重要地物;
如果已有高精度地圖,且滿足要求,則可以直接使用,但是可能需要做如下工作:
(1)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換,即北斗系統(tǒng)給出的坐標(biāo)系需要轉(zhuǎn)換到已有地圖坐標(biāo)系中。
(2)坐標(biāo)格式,根據(jù)地圖的需要提供對應(yīng)格式的坐標(biāo),例如經(jīng)緯度坐標(biāo)或平面坐標(biāo)。
5、數(shù)據(jù)中心定位服務(wù)器引擎
數(shù)據(jù)中心是整個(gè)系統(tǒng)的核心組件,包括核心數(shù)據(jù)處理、通信處理和業(yè)務(wù)處理三大職能,因此服務(wù)器的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)服務(wù)器是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),關(guān)系到系統(tǒng)的安全性,所以數(shù)據(jù)服務(wù)器采用安全和容錯(cuò)機(jī)制。
UWB定位系統(tǒng)的定位計(jì)算主要是由定位引擎來實(shí)現(xiàn),UWB定位基站上傳UWB定位終端的位置信息,經(jīng)過定位引擎解算得二維或者三維的坐標(biāo),在電子地圖上進(jìn)行呈現(xiàn)。
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