CN108417017A - 基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控系统和方法 - Google Patents

基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108417017A
CN108417017A CN201810155099.0A CN201810155099A CN108417017A CN 108417017 A CN108417017 A CN 108417017A CN 201810155099 A CN201810155099 A CN 201810155099A CN 108417017 A CN108417017 A CN 108417017A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
dam
information
monitoring
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810155099.0A
Other languages
English (en)
Inventor
王晓玲
陈文龙
戴林瀚
崔博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN201810155099.0A priority Critical patent/CN108417017A/zh
Publication of CN108417017A publication Critical patent/CN108417017A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/20—Monitoring the location of vehicles belonging to a group, e.g. fleet of vehicles, countable or determined number of vehicles
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/123—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams
    • G08G1/127—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams to a central station ; Indicators in a central station
    • G08G1/13—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams to a central station ; Indicators in a central station the indicator being in the form of a map
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/20—Monitoring the location of vehicles belonging to a group, e.g. fleet of vehicles, countable or determined number of vehicles
    • G08G1/202—Dispatching vehicles on the basis of a location, e.g. taxi dispatching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明涉及水利水电工程坝料运输实时监控，为摆脱运输中定位系统受制于GPS，弥补偏远山区中GPS覆盖不全以及GPS无自主通信能力的不足，最终实现上坝运输车辆的全天候可视化监控和错误卸料报警及智能馈控，本发明，基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控系统及方法，步骤如下：(1)制定运输车辆调度计划；(2)基于PDA信息采集及射频识别装置识别料源信息；(3)基于北斗定位系统进行运输车辆定位与跟踪；(4)基于北斗通讯系统和数据补发装置实现数据传输、重发与补发；(5)基于GIS平台进行运输车辆的在线跟踪和可视化控制；(6)总控中心监控终端报警及反馈。本发明主要应用于运输过程实时监控场合。

Description

基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控系统和方法
技术领域
本发明涉及一种水利水电工程坝料运输过程实时监控方法。尤其涉及在大坝填筑施工中，施工机械众多，上坝强度高，坝料要求分区填筑，施工环节复杂，极易造成运输拥堵的情况下，能够实现水电工程坝料运输过程全天候、不间断监控，并进行智能馈控的实时监控方法。具体讲,涉及基于北斗系统的水电工程坝料运输过程实时监控方法。
背景技术
坝料填筑是水利工程施工中的关键环节，在大坝填筑过程中由于要求料源分类，坝料分区填筑，且上坝强度大，施工机械众多，施工条件极其复杂。若无法对上坝运输过程做出合理的施工组织安排，极易造成运输不畅，延误工期。坝料运输作为料源开挖与坝料填筑的中间工序，对其运输过程的合理规划，可以有效缩短施工期，减少人力物力消耗，降低工程成本。在计算机与互联网技术高速发展的今天，工程的数字化、网络化、智能化管理是一个重要的发展趋势。因此，建立一套水电工程运输工程的实时监控方法，不仅有利于水电工程施工过程中的协调与管理，更是符合当今时代的大坝全寿命周期的智能化管理与控制的需求。
车辆监控系统是地理信息系统(Geographic Information System,GIS)、卫星导航定位技术、通信传输技术的综合应用，是智能交通系统的重要组成部分。目前大多交通运输监控系统都采用美国全球定位系统(Global Positioning System,GPS)+全球移动通讯系统(Global System for Mobile Communication,GSM)/通过无线分组业务(GeneralPacket Radio Service,GPRS)的无线通讯网络实现定位和监控。山东大学通过在物流车辆上安装车辆监控终端，综合运用GPS、GIS、互联网等技术，开发了一套物流车辆监控系统，对物流车辆进行信息化管理，提升了物流公司信息化管理水平和运营效率。而基于GPS定位的监控系统存在两个重要的缺陷：一是GPS属于美国开发的定位系统，在关键领域的运用受到牵制，且在我国某些偏远山区，GPS信号未完全覆盖，无法满足运输车辆实时定位的需求，其安全性和保密性得不到保障；二是GPS系统无自主通讯功能，对于运输车辆的监控需要借助移动通信网络，增加了数据传输成本。相比于GPS卫星定位系统，由我国自主研发的北斗定位系统，覆盖了中国大陆所有地区和海区，无通信盲区，可同时提供定位和通信服务功能，且北斗终端无需自己计算位置，降低了组网成本，特别适合于GPS信号覆盖不到的偏远山区或集团用户大范围监控管理和数据采集。基于以上优点，北斗系统被广泛运用于交通运输、物流监控、海上作业、水文气象等领域的数据采集与通信传输。电子科技大学基于C/S架构，设计并开发了一个基于北斗系统的车辆管理指挥系统，增强了作战命令的时效性进和部队车辆的机动性，实现了汽车部队的动态监控指挥，为战场控制、任务调度提供有效的技术支持。福州大学基于采用北斗+GPS双模定位技术，实现车辆的相对精确定位和多功能的只能监控，较大程度上提高了我国道路交通的安全监控与管理。北斗定位系统作为中国的“GPS”，具有比GPS定位系统更为强大的通讯能力，随着我国卫星系统的不断完善，北斗定位系统在工程领域的数据采集与传输过程中具有广大的运用前景。
目前工程领域的运输监控系统基本依赖于别国开发的GPS定位系统实现车辆定位，其安全性和保密性得不到保障。我国大部分水利工程均处于偏远山区，GPS信号无法完全覆盖，此外，仅依靠北斗通讯服务功能，在发生突然停电、断网情况下，难以满足实时监控的需求。为此，本发明基于北斗系统的定位与通信能力以及增强性可靠用户数据报协议(Enhanced Reliable User Datagram Protocol,ERUDP)补发机制研发了一套水电工程坝料运输过程全天候实时监控方法，为水利工程施工的施工组织设计与工程规划提供技术支持。
发明内容
为克服现有技术的不足，针对在大坝填筑施工中，由于上坝强度高、地质条件复杂，工区现有移动通信条件难以满足坝料运输系统车载设备定位监测数据的全天候实时传输要求的情况下，基于我国自主研发的北斗卫星导航系统，结合通信传输技术及ERUDP补发机制，本发明旨在提出一种基于北斗系统的水电工程坝料运输过程实时监控系统，摆脱我国重要基础工程中定位系统受制于他国的局面，弥补传统水电工程坝料运输监控系统在偏远山区中GPS覆盖不全以及GPS无自主通信能力的不足，最终实现上坝运输车辆的全天候可视化监控和错误卸料报警及智能馈控，为水利工程的施工组织优化提供重要的数据参考。为此，本发明采用的技术方案是，基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控方法，步骤如下：
(1)制定运输车辆调度计划：在坝料运输工作开始开始前，根据现场所需材料上坝强度，在客户终端中输入制定好的车辆调度计划，并储存于数据库服务器中；
(2)基于PDA信息采集及射频识别装置识别料源信息：运输车按调度计划装料完毕行驶至坝料监测装置并于规定范围停车，并将射频卡放至射频感应识别区进行识别，能够识别出该射频卡事先录入的车辆及运输材料信息，通过访问所述数据库服务器中的中心数据库，进行识别信息的匹配；
(3)基于北斗定位系统进行运输车辆定位与跟踪：通过北斗车载终端的定位模块，发送定位请求到地面服务基站，基站沟通卫星后，运算并确定当前设备的地理位置，将坐标发回车载终端，实现运输车辆的定位；同时，根据卸料监测装置利用信号采集装置，确定车辆当前空满载状态及坐标位置；车辆位置与状态信息定义后发送给北斗终端中的CPU中央处理器。
(4)基于北斗通讯系统和数据补发装置实现数据传输、重发与补发：北斗终端中的CPU中央处理器通过数学运算将把车辆信息压缩可在L/S波段传输的数据包并且“IP”数据化，采用北斗卫星中的无线通讯功能作为无线通讯载体，对数据包进行组包并发送给北斗通讯模块，通讯模块通过串口将数据发送至通讯服务端所在IP地址，同时采用ERUDP传输协议，依据丢包数量大小，将重发加补发的方式解决数据传输不完整的问题，实现北斗车载终端与总控中心的实时双向通讯；
(5)基于GIS平台进行运输车辆的在线跟踪和可视化控制：通讯服务端对发过来的数据包进行分类和管理，依据北斗终端中央处理器指令发往计算服务端和中心数据库进行数据解析和存储，并借助TCP/IP协议将解析后的车辆信息提供给监控中心的GIS显示模块，基于GIS平台，将车辆实时位置与电子地图匹配，使其运行轨迹即时显示在监控终端的计算机屏幕上，并进一步进行车辆空满载状体及卸料点匹配判断，统计各上坝道路行车密度及坝料的上坝强度储存于中心数据库并反馈至北斗终端和监控中心，实现运输车辆的动态跟踪及可视化监控。
(6)总控中心监控终端报警及反馈：当通讯服务端监测到运输车空满载状态信号改变并判断出车辆的卸料动作时，驱动计算服务端调用数据库中该车辆正在执行的运输调度技术，分析该卸料点位置坐标是否与设定的卸料区域匹配，以此判断该次卸料会否有效，若卸料位置出错，监控系统终端将会显示卸料错误报警弹框，同时发送报警短信至现场管理人员手持PDA上，提醒现场管理人员进行处理，实现大坝填料施工过程中上坝运输的施工反馈与协调。
ERDUP重发加补发的控制方程为：
式中，α为触发重发或补发的限定值，是一个动态调整的值；Nr为通讯接收端收到的数据包号，Nn为需要的数据包号。
运输车辆的动态跟踪数据具体为：
式中，Vfh为一小时内驶向坝面的车流量；Vtra，Vdir分别为当前监测运输车的行车轨迹和方向；DL1,2为车流监测线1、2所形成的区域；Ddir坝面方向；Vfi为i时刻已统计的上坝车辆数；Ws表示单位小时内的上坝强度，VRLi为第i辆上坝运输车的额定装置方量。
在一个实例中，具体步骤细化如下：
1.现场工作人员采用PDA信息采集装置料场料源传输至数据库并分类储存；
2.监控中心人员依据现场用料需求，提前制定好调度计划，并在监控终端中进行设定，将任务下发至相应的运输车辆；
3.运输车辆接到运输任务，开始执行运料上坝调度计划；
4.车辆启动的同时给北斗车载终端供电，定位模块开始发送定位请求，并接收北斗卫星解算的车辆当前位置坐标，经过坝面定位修正站的修正，通过串口将位置坐标传输至监控中心；
5.车辆时驶入料场区域停留超过一定时间，系统判定其装料动作；
6.装料完毕后运输车停靠与坝料监测区域内，通过RFID射频识别当前车辆信息及运输材料信息并传送中总控中心，与数据库中当前车辆设定运输材料匹配，如匹配成功，则可驶离料场，反之，将发出报警，提示当前车辆装料错误；
7.若在数据传输过程中，系统检测存在数据丢失的情况，则触发ERUDP补发机制，通过解析数据包丢失的大小，自动向发送端发出数据包重发/补发请求；
8.通过在运输上坝数字地图主干道路上设置车流量监测线，计算服务端统计单位小时内驶向坝面，并通过监测线的车流量，据此计算上坝强度；
9.车辆到达卸料地点，升斗卸料时，通讯服务端监测到车辆空满载状态发生转变识别卸料动作；
10.系统将当前车辆运载的坝料信息记录卸载记录中，并与调度计划中设定的卸料信息进行卸料匹配，若匹配通过，则此次卸料有效，累加卸料方量；反之，则发出卸料错误警报；
11.通过北斗通讯模块及网络传输装置将上述信息传送至监控中心供业主方、监理方和施工方相关人员查看，掌握实时情况，并将报警信息反馈给现场管理人员，协助现场合理组织施工方案，使由此造成的工程损失得以控制。
基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控系统，由北斗定位及通讯系统、总控中心、数据补发装置、以及PDA(Personal Digital Assistant)信息采集及射频识别RFID(Radio Frequency Identification)装置4个部分组成，运输车按调度计划装料完毕行驶至坝料监测装置并于规定范围停车，并将射频卡放至射频感应识别区进行识别，能够识别出该射频卡事先录入的车辆及运输材料信息，通过访问总控中心数据库，进行识别信息的匹配；北斗定位及通讯系统用于运输车辆的定位和位置追踪，车辆位置与状态信息定义后发送给总控中心，其中，数据补发装置采用北斗卫星中的无线通讯功能作为无线通讯载体，以重发加补发的方式解决数据传输不完整的问题，实现北斗定位及通讯系统中的北斗车载终端与总控中心的实时双向通讯；总控中心内置服务平台，由通讯服务端、计算服务端与中心数据库组成。
本发明的特点及有益效果是：
(1)构建了一套能够实现料场料源匹配动态监测及卸料报警、上坝强度及行车密度统计、车辆信息及空满载状态监视以及车辆上坝运输全过程实时监控的方法，作为优化施工组织设计的重要数据参考，为水利工程现场施工的统筹安排起到了良好的辅助作用。
(2)采用我国自主研发的北斗卫星导航系统替代美国GPS定位系统进行运输车辆定位，改变了我国重要基础工程中定位系统受制于他国的局面，具有较高的使用安全性及抗干扰能力强，基于北斗卫星的通讯功能，可以弥补偏远山区中GPS覆盖不全和GPRS无线网络通信的不足，使系统更加稳定，且北斗通讯无需申请专用信道，具有传输可靠性高、时效快、数据量大及通讯费用低的优点，可极大程度上降低数据传输费用。
(3)在水电工程运输过程监控系统中，引入ERUDP重发加补发机制，弥补了传输过程中由于突然断电、信号丢失造成数据丢失的问题，实现了水利施工过程中运输车上坝运输全过程全天候实时监控。
(4)在数字地图运输上坝主干道上设计车流量监测区域，统计各路口行车密度集上坝强度，并将该信息发送至监控中心，监控中心据此调整调度计划，平衡上坝强度及上坝道路车流量，避免运输车辆拥堵。同时，当出现卸料位置错误时，及时提示现场管理人员处理，协助施工管理人员进行施工反馈及现场协调，为施工组织规划及安全管理提供技术支持与数据支撑。
附图说明：
图1基于北斗系统的水电工程运输过程实时监控系统架构图。
图2北斗车载终端结构示意图。
图3ERUDP重发+补发机制通讯工作原理及示意图。
图4基于北斗系统的水电工程运输过程实时监控系统流程图。
具体实施方式
本发明采用的技术方案是：一种基于北斗系统的水电工程运输过程实时监控方法。基于北斗系统的定位和通信功能及ERUDP补发机制，本发明构建了一套能够实现料场料源匹配动态监测及卸料报警、上坝强度及行车密度统计、车辆信息及空满载状态监视以及车辆上坝运输全过程实时监控的方法，使得坝料运输及卸载得到严格控制，可为水利工程的施工质量管理提供技术支持。
基于北斗系统的水电工程运输监控装置主要由北斗定位及通讯系统、总控中心、数据补发装置、以及PDA(Personal Digital Assistant)信息采集及射频识别(RadioFrequency Identification，简称RFID)装置4个部分组成，其中，北斗定位及通讯系统内容通过无线组网的方式实现数据的接收与连接，北斗定位及通讯系统与其余模块均通过有线网络的形式实现数据的传输。总控中心内置服务平台，由通讯服务端、计算服务端与中心数据库组成。具体的技术方案如下：
(1)制定运输车辆调度计划：在坝料运输工作开始开始前，根据现场所需材料上坝强度，在客户终端中输入制定好的车辆调度计划，并储存于数据库服务器中。
(2)基于PDA信息采集及射频识别装置识别料源信息：运输车按调度计划装料完毕行驶至坝料监测装置并于规定范围停车，并将射频卡放至射频感应识别区进行识别，能够识别出该射频卡事先录入的车辆及运输材料信息，通过访问数据库服务器中的中心数据库，进行识别信息的匹配。
(3)基于北斗定位系统进行运输车辆定位与跟踪：通过北斗车载终端的定位模块，发送定位请求到地面服务基站，基站沟通卫星后，运算并确定当前设备的地理位置，将坐标发回车载终端，实现运输车辆的定位；同时，根据卸料监测装置利用信号采集装置，确定车辆当前空满载状态及坐标位置；车辆位置与状态信息定义后发送给北斗终端中的CPU中央处理器。
(4)基于北斗通讯系统和数据补发装置实现数据传输、重发与补发：北斗终端中的CPU中央处理器通过数学运算将把车辆信息(包括位置信息、时间信息、速度信息、状态信息等)压缩可在L/S波段传输的数据包并且“IP”数据化，采用北斗卫星中的无线通讯功能作为无线通讯载体，对数据包进行组包并发送给北斗通讯模块，通讯模块通过串口将数据发送至通讯服务端所在IP地址，同时采用ERUDP传输协议，依据丢包数量大小，将重发加补发的方式解决数据传输不完整的问题，实现北斗车载终端与总控中心的实时双向通讯。
ERDUP重发加补发的控制方程为：
式中，α为触发重发或补发的限定值，是一个动态调整的值；Nr为通讯接收端收到的数据包号，Nn为需要的数据包号。
(5)基于GIS平台进行运输车辆的在线跟踪和可视化控制：通讯服务端对发过来的数据包进行分类和管理，依据北斗终端中央处理器指令发往计算服务端和中心数据库进行数据解析和存储，并借助TCP/IP协议将解析后的车辆信息提供给监控中心的GIS显示模块，基于GIS平台，将车辆实时位置与电子地图匹配，使其运行轨迹即时显示在监控终端的计算机屏幕上，并进一步进行车辆空满载状体及卸料点匹配判断，统计各上坝道路行车密度及坝料的上坝强度储存于中心数据库并反馈至北斗终端和监控中心，实现运输车辆的动态跟踪及可视化监控。
式中，Vfh为一小时内驶向坝面的车流量；Vtra，Vdir分别为当前监测运输车的行车轨迹和方向；DL1,2为车流监测线1、2所形成的区域；Ddir坝面方向；Vfi为i时刻已统计的上坝车辆数；Ws表示单位小时内的上坝强度，VRLi为第i辆上坝运输车的额定装置方量。
(6)总控中心监控终端报警及反馈：当通讯服务端监测到运输车空满载状态信号改变并判断出车辆的卸料动作时，驱动计算服务端调用数据库中该车辆正在执行的运输调度技术，分析该卸料点位置坐标是否与设定的卸料区域匹配，以此判断该次卸料会否有效。若卸料位置出错，监控系统终端将会显示卸料错误报警弹框，同时发送报警短信至现场管理人员手持PDA上，提醒现场管理人员进行处理，实现大坝填料施工过程中上坝运输的施工反馈与协调。
下面结合附图对本专利作进一步说明：
如图1所示，本运输过程实时监控系统主要包括：北斗定位及通讯系统1、ERUDP补发机制2、PDA信息采集及射频识别装置3以及总控中心4。所述北斗定位及通信系统1通过北斗车载终端101向地面服务基站102发送定位请求，基站与卫星沟通后，计算当前车辆位置，经过坝面定位修正站103修正后发回北斗车载终端101；所述车载终端101由车载主控单位1011、定位模块1012和通讯模块1013组成，在北斗通讯模块1013引入多线程的概念，系统启动后，启动一个监听线程，实时监控串口，一旦接收到数据，马上送往车载主控单位1011，实现中控中心4与北斗车载终端的实时双向通讯；所述ERUDP补发机制2采用重发补发想结合的方式，其工作原理如图3所示，当发送端向接收端发送了一定数量的数据包时，控制线程将会进行一次反馈，当系统检测到接收端数据包号大于所需要的数据包号时，说明车辆信息在传输过程中有所丢失，若超过一定的限定值，接收端将接收到的数据包丢弃，同时向发送端发送重发请求，若超过限值，则将所需要的包号与接收的包号都写入补发队列中，向发送端发送补发请求，在北斗数据通讯传输过程中引入ERUDP补发机制2，不仅解决了定位数据传输不完整的问题同时保证了传输效率。
具体实现过程如下：
1.现场工作人员采用PDA信息采集装置料场料源传输至数据库并分类储存；
2.监控中心人员依据现场用料需求，提前制定好调度计划，并在监控终端中进行设定，将任务下发至相应的运输车辆；
3.运输车辆接到运输任务，开始执行运料上坝调度计划；
4.车辆启动的同时给北斗车载终端供电，定位模块开始发送定位请求，并接收北斗卫星解算的车辆当前位置坐标，经过坝面定位修正站的修正，通过串口将位置坐标传输至监控中心；
5.车辆时驶入料场区域停留超过一定时间，系统判定其装料动作；
6.装料完毕后运输车停靠与坝料监测区域内，通过RFID射频识别当前车辆信息及运输材料信息并传送中总控中心，与数据库中当前车辆设定运输材料匹配，如匹配成功，则可驶离料场，反之，将发出报警，提示当前车辆装料错误；
7.若在数据传输过程中，系统检测存在数据丢失的情况，则触发ERUDP补发机制，通过解析数据包丢失的大小，自动向发送端发出数据包重发/补发请求；
8.通过在运输上坝数字地图主干道路上设置车流量监测线，计算服务端统计单位小时内驶向坝面，并通过监测线的车流量，据此计算上坝强度；
9.车辆到达卸料地点，升斗卸料时，通讯服务端监测到车辆空满载状态发生转变识别卸料动作；
10.系统将当前车辆运载的坝料信息记录卸载记录中，并与调度计划中设定的卸料信息进行卸料匹配，若匹配通过，则此次卸料有效，累加卸料方量；反之，则发出卸料错误警报；
11.通过北斗通讯模块及网络传输装置将上述信息传送至监控中心供业主方、监理方和施工方相关人员查看，掌握实时情况，并将报警信息反馈给现场管理人员，协助现场合理组织施工方案，使由此造成的工程损失得以控制。
随着智慧大坝概念的提出，水利工程施工的数字化、智能化进程不断提高，本文基于北斗系统的定位和通讯功能以及ERUDP数据补发机制，实现了水电工程运输过程的全天候实时可视化操作，弥补了使用GPS定位系统无自主通讯功能的缺点，解决了断网、断电情况下车辆定位数据丢失的问题，为水电工程上坝运输过程的协调与管理提供了极大的便利。更重要的是，将我国自主研发的定位系统用于水电工程中，摆脱了其他国家的制约，具有重要的现实意义。

Claims (5)

1.一种基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控方法，其特征是，步骤如下：
(1)制定运输车辆调度计划：在坝料运输工作开始开始前，根据现场所需材料上坝强度，在客户终端中输入制定好的车辆调度计划，并储存于数据库服务器中；
(2)基于PDA信息采集及射频识别装置识别料源信息：运输车按调度计划装料完毕行驶至坝料监测装置并于规定范围停车，并将射频卡放至射频感应识别区进行识别，能够识别出该射频卡事先录入的车辆及运输材料信息，通过访问所述数据库服务器中的中心数据库，进行识别信息的匹配；
(3)基于北斗定位系统进行运输车辆定位与跟踪：通过北斗车载终端的定位模块，发送定位请求到地面服务基站，基站沟通卫星后，运算并确定当前设备的地理位置，将坐标发回车载终端，实现运输车辆的定位；同时，根据卸料监测装置利用信号采集装置，确定车辆当前空满载状态及坐标位置；车辆位置与状态信息定义后发送给北斗终端中的CPU中央处理器；
(4)基于北斗通讯系统和数据补发装置实现数据传输、重发与补发：北斗终端中的CPU中央处理器通过数学运算将把车辆信息压缩可在L/S波段传输的数据包并且“IP”数据化，采用北斗卫星中的无线通讯功能作为无线通讯载体，对数据包进行组包并发送给北斗通讯模块，通讯模块通过串口将数据发送至通讯服务端所在IP地址，同时采用ERUDP传输协议，依据丢包数量大小，将重发加补发的方式解决数据传输不完整的问题，实现北斗车载终端与总控中心的实时双向通讯；
(5)基于GIS平台进行运输车辆的在线跟踪和可视化控制：通讯服务端对发过来的数据包进行分类和管理，依据北斗终端中央处理器指令发往计算服务端和中心数据库进行数据解析和存储，并借助TCP/IP协议将解析后的车辆信息提供给监控中心的GIS显示模块，基于GIS平台，将车辆实时位置与电子地图匹配，使其运行轨迹即时显示在监控终端的计算机屏幕上，并进一步进行车辆空满载状体及卸料点匹配判断，统计各上坝道路行车密度及坝料的上坝强度储存于中心数据库并反馈至北斗终端和监控中心，实现运输车辆的动态跟踪及可视化监控；
(6)总控中心监控终端报警及反馈：当通讯服务端监测到运输车空满载状态信号改变并判断出车辆的卸料动作时，驱动计算服务端调用数据库中该车辆正在执行的运输调度技术，分析该卸料点位置坐标是否与设定的卸料区域匹配，以此判断该次卸料会否有效，若卸料位置出错，监控系统终端将会显示卸料错误报警弹框，同时发送报警短信至现场管理人员手持PDA上，提醒现场管理人员进行处理，实现大坝填料施工过程中上坝运输的施工反馈与协调。
2.如权利要求1所述的基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控方法，其特征是，ERDUP重发加补发的控制方程为：
式中，α为触发重发或补发的限定值，是一个动态调整的值；Nr为通讯接收端收到的数据包号，Nn为需要的数据包号。
3.如权利要求1所述的基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控方法，其特征是，运输车辆的动态跟踪数据具体为：
式中，Vfh为一小时内驶向坝面的车流量；Vtra，Vdir分别为当前监测运输车的行车轨迹和方向；DL1,2为车流监测线1、2所形成的区域；Ddir坝面方向；Vfi为i时刻已统计的上坝车辆数；Ws表示单位小时内的上坝强度，VRLi为第i辆上坝运输车的额定装置方量。
4.如权利要求1所述的基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控方法，其特征是，在一个实例中，具体步骤细化如下：
1)现场工作人员采用PDA信息采集装置料场料源传输至数据库并分类储存；
2)监控中心人员依据现场用料需求，提前制定好调度计划，并在监控终端中进行设定，将任务下发至相应的运输车辆；
3)运输车辆接到运输任务，开始执行运料上坝调度计划；
4)车辆启动的同时给北斗车载终端供电，定位模块开始发送定位请求，并接收北斗卫星解算的车辆当前位置坐标，经过坝面定位修正站的修正，通过串口将位置坐标传输至监控中心；
5)车辆时驶入料场区域停留超过一定时间，系统判定其装料动作；
6)装料完毕后运输车停靠与坝料监测区域内，通过RFID射频识别当前车辆信息及运输材料信息并传送中总控中心，与数据库中当前车辆设定运输材料匹配，如匹配成功，则可驶离料场，反之，将发出报警，提示当前车辆装料错误；
7)若在数据传输过程中，系统检测存在数据丢失的情况，则触发ERUDP补发机制，通过解析数据包丢失的大小，自动向发送端发出数据包重发/补发请求；
8)通过在运输上坝数字地图主干道路上设置车流量监测线，计算服务端统计单位小时内驶向坝面，并通过监测线的车流量，据此计算上坝强度；
9)车辆到达卸料地点，升斗卸料时，通讯服务端监测到车辆空满载状态发生转变识别卸料动作；
10)系统将当前车辆运载的坝料信息记录卸载记录中，并与调度计划中设定的卸料信息进行卸料匹配，若匹配通过，则此次卸料有效，累加卸料方量；反之，则发出卸料错误警报；
11)通过北斗通讯模块及网络传输装置将上述信息传送至监控中心供业主方、监理方和施工方相关人员查看，掌握实时情况，并将报警信息反馈给现场管理人员，协助现场合理组织施工方案，使由此造成的工程损失得以控制。
5.一种基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控系统，其特征是，由北斗定位及通讯系统、总控中心、数据补发装置、以及PDA(Personal Digital Assistant)信息采集及射频识别RFID(Radio Frequency Identification)装置4个部分组成，运输车按调度计划装料完毕行驶至坝料监测装置并于规定范围停车，并将射频卡放至射频感应识别区进行识别，能够识别出该射频卡事先录入的车辆及运输材料信息，通过访问总控中心数据库，进行识别信息的匹配；北斗定位及通讯系统用于运输车辆的定位和位置追踪，车辆位置与状态信息定义后发送给总控中心，其中，数据补发装置采用北斗卫星中的无线通讯功能作为无线通讯载体，以重发加补发的方式解决数据传输不完整的问题，实现北斗定位及通讯系统中的北斗车载终端与总控中心的实时双向通讯；总控中心内置服务平台，由通讯服务端、计算服务端与中心数据库组成。
CN201810155099.0A 2018-02-23 2018-02-23 基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控系统和方法 Pending CN108417017A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810155099.0A CN108417017A (zh) 2018-02-23 2018-02-23 基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控系统和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810155099.0A CN108417017A (zh) 2018-02-23 2018-02-23 基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控系统和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108417017A true CN108417017A (zh) 2018-08-17

Family

ID=63128830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810155099.0A Pending CN108417017A (zh) 2018-02-23 2018-02-23 基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控系统和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108417017A (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109816971A (zh) * 2019-03-11 2019-05-28 长安大学 基于多源数据融合的危险品运输车辆预防跟踪系统及方法
CN110351667A (zh) * 2019-08-06 2019-10-18 中建一局集团第五建筑有限公司 远距离高海拔运输物料跟踪系统及跟踪方法
CN110456400A (zh) * 2019-07-06 2019-11-15 天津大学 偏远地区水电工程自主定位通信方法
CN111985870A (zh) * 2020-08-18 2020-11-24 精工工业建筑系统有限公司 一种用于运输车辆上可识别项目构件的运输管理系统
CN112051817A (zh) * 2020-09-04 2020-12-08 天津大学 一种土石坝智能摊铺监控系统及其监控方法
CN112652166A (zh) * 2020-12-14 2021-04-13 广西路桥工程集团有限公司 一种施工现场运输调度系统
CN112904769A (zh) * 2021-01-19 2021-06-04 四川科路泰交通科技有限公司 一种同层异道路面的施工监控系统及监控方法
CN113723768A (zh) * 2021-08-10 2021-11-30 恒创数字科技(江苏)有限公司 一种钢铁生产管控系统和方法
CN113869817A (zh) * 2021-09-01 2021-12-31 新乡市中誉鼎力软件科技股份有限公司 一种基于北斗、gps、gis的货物托运系统
CN114021810A (zh) * 2021-11-03 2022-02-08 广东鉴面智能科技有限公司 一种数字孪生料场管理系统
CN114590604A (zh) * 2022-01-28 2022-06-07 三一专用汽车有限责任公司 一种物料运输车辆监控方法、装置及物料运输车辆

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101582198A (zh) * 2009-06-12 2009-11-18 天津大学 心墙堆石坝施工质量实时监控方法
CN101950473A (zh) * 2010-08-23 2011-01-19 天津大学 一种土石坝坝料运输车的状态采集装置
CN203624852U (zh) * 2013-12-26 2014-06-04 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司 一种缆机实时监测定位系统
US9103084B2 (en) * 2010-04-23 2015-08-11 French Development Enterprises, LLC Intelligent hydroelectric dam with power storage
EP2971369A1 (en) * 2013-03-14 2016-01-20 French Development Enterprises, LLC Intelligent hydroelectric dam with power storage
CN106839980A (zh) * 2017-01-04 2017-06-13 天津大学 堆石坝坝料运输方量监控方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101582198A (zh) * 2009-06-12 2009-11-18 天津大学 心墙堆石坝施工质量实时监控方法
US9103084B2 (en) * 2010-04-23 2015-08-11 French Development Enterprises, LLC Intelligent hydroelectric dam with power storage
CN101950473A (zh) * 2010-08-23 2011-01-19 天津大学 一种土石坝坝料运输车的状态采集装置
EP2971369A1 (en) * 2013-03-14 2016-01-20 French Development Enterprises, LLC Intelligent hydroelectric dam with power storage
CN203624852U (zh) * 2013-12-26 2014-06-04 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司 一种缆机实时监测定位系统
CN106839980A (zh) * 2017-01-04 2017-06-13 天津大学 堆石坝坝料运输方量监控方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨锋，李建坤，魏胜利，赵宇飞，姜龙: "高精度标准定位技术在水利工程施工", 《工程建设标准化》 *
靳海力,李俊: "具有补发机制的增强型可靠UDP的实现", 《小型微型计算机系统》 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109816971A (zh) * 2019-03-11 2019-05-28 长安大学 基于多源数据融合的危险品运输车辆预防跟踪系统及方法
CN109816971B (zh) * 2019-03-11 2021-07-23 长安大学 基于多源数据融合的危险品运输车辆预防跟踪系统及方法
CN110456400A (zh) * 2019-07-06 2019-11-15 天津大学 偏远地区水电工程自主定位通信方法
CN110351667A (zh) * 2019-08-06 2019-10-18 中建一局集团第五建筑有限公司 远距离高海拔运输物料跟踪系统及跟踪方法
WO2022036924A1 (zh) * 2020-08-18 2022-02-24 精工工业建筑系统有限公司浙江钢结构制造分公司 一种用于运输车辆上可识别项目构件的运输管理系统
CN111985870A (zh) * 2020-08-18 2020-11-24 精工工业建筑系统有限公司 一种用于运输车辆上可识别项目构件的运输管理系统
CN112051817A (zh) * 2020-09-04 2020-12-08 天津大学 一种土石坝智能摊铺监控系统及其监控方法
CN112051817B (zh) * 2020-09-04 2024-04-09 天津大学 一种土石坝智能摊铺监控系统及其监控方法
CN112652166B (zh) * 2020-12-14 2022-03-08 广西路桥工程集团有限公司 一种施工现场运输调度系统
CN112652166A (zh) * 2020-12-14 2021-04-13 广西路桥工程集团有限公司 一种施工现场运输调度系统
CN112904769A (zh) * 2021-01-19 2021-06-04 四川科路泰交通科技有限公司 一种同层异道路面的施工监控系统及监控方法
CN113723768A (zh) * 2021-08-10 2021-11-30 恒创数字科技(江苏)有限公司 一种钢铁生产管控系统和方法
CN113869817A (zh) * 2021-09-01 2021-12-31 新乡市中誉鼎力软件科技股份有限公司 一种基于北斗、gps、gis的货物托运系统
CN114021810A (zh) * 2021-11-03 2022-02-08 广东鉴面智能科技有限公司 一种数字孪生料场管理系统
CN114021810B (zh) * 2021-11-03 2024-02-09 广东鉴面智能科技有限公司 一种数字孪生料场管理系统
CN114590604A (zh) * 2022-01-28 2022-06-07 三一专用汽车有限责任公司 一种物料运输车辆监控方法、装置及物料运输车辆
CN114590604B (zh) * 2022-01-28 2023-11-10 三一专用汽车有限责任公司 一种物料运输车辆监控方法、装置及物料运输车辆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108417017A (zh) 基于北斗系统水电工程坝料运输过程实时监控系统和方法
CN100511310C (zh) 基于无线机车信号的虚拟闭塞系统
CN108711273A (zh) 一种交通事故快速处理系统及其处理方法
CN107733459A (zh) 基于DSRC及低空卫星通信的车载T‑Box及其应用
CN102390410A (zh) 一种基于北斗系统的车辆监控系统及其控制方法
CN103116824A (zh) 一种露天矿山车辆调度方法与系统
CN107689995B (zh) 一种基于nb-iot技术的电动汽车电池无线管理系统及方法
CN111263423B (zh) 一种移动载体监控终端及其使用方法
CN100561132C (zh) 基于IPv6手机平台实时交通图像GPS导航装置
CN206787827U (zh) 电传动自卸车远程在线监测及故障诊断系统
CN106504520A (zh) 多个出行人共享一辆载客服务车辆的方法和系统
CN114302332B (zh) 基于北斗三号及天通卫星窄带数据播发的定位系统和方法
CN101447129A (zh) 一种基于无线传感器网络的智能公交系统
CN202049523U (zh) 一种物流企业智能调度系统
CN114559991B (zh) 一种基于电子地图的车地临时限速信息发送方法及系统
CN103745324A (zh) 一种基于位置信息与车载传感技术结合的实时动态物流信息综合管理系统
CN104424797A (zh) 车载监控管理系统
CN113596775A (zh) 一种无人机通信系统
CN105259802A (zh) 北斗卫星导航的物流运输监控系统
CN108111979A (zh) 基于BDS和LoRa的车辆定位跟踪调度系统及方法
CN109254306B (zh) 一种基于移动互联网和gnss定位的农机作业路径调取系统及方法
CN101777266A (zh) 基于空间地理信息的车辆监控系统及方法
CN102493722B (zh) 一种车辆运输电子锁应用系统及加解锁方法
CN106205112A (zh) 公交站乘客乘车状态反馈系统
CN1447128A (zh) 公交车辆实时定位通信方法及其系统实现

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 300350 Haijing garden, Haihe Education Park, Jinnan, Tianjin, 135, Tianjin University.

Applicant after: Tianjin University

Address before: 300072 Tianjin City, Nankai District Wei Jin Road No. 92

Applicant before: Tianjin University

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180817