专利名称：一种渣土车辆动态监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种渣土车辆动态监控系统，特别涉及应用计算机工业控制技术、视频监控技术、射频卡技术、3G无线网络通讯技术以及计算机服务器和数据库构建技术，构建一种功能齐全、互相配套的具有强制控制功能的渣土车辆运行监控系统。
背景技术：
目前正值国内经济建设尤其是房地产业发展的黄金阶段，各个城市的建筑工地此起彼伏，大量涌现。但是在这些建筑工地中都存在一个很大的问题，即土建工地上存在大量的土建渣土车辆违规操作，如乱倒、超速超载、车辆脏乱差现象等严重影响了城市人民群众的生命安全和城市的美化环境建设。为了解决渣土车问题，各城市先后采取了如车上安装 GPS,给手续合法车辆限速，工地门口加了限高横杆控制抛洒，车身喷黄，车厢和盖板上喷有区县二次放大号等手段。但这些手段的技术含量仍然比较低，相互之间未形成配套的管理措施，在简单的反制措施下就存在失效的可能。例如非法渣土车不装GPS系统，装了的可以关闭、拆卸GPS系统使其失效；建筑工地人员可以手动控制开启限高横杆。黑车参营则直接使各种限制手段难于发挥作用等。渣土车问题的技术症结在于监管手段落后，且不配套，现有的渣土车控制管理技术手段对车辆的运行没有强制的约束力，使GPS系统等监控工具形同虚设。因此解决渣土车问题的技术难点在于必须建立一套具有强制约束力的技术手段，能将行政审批、车辆运行、从业人员、建筑工地、渣土场和清运路线管理有机结合在一起，采用先进的技术手段，设计一套与行政管理模式配套的具有综合监控管理能力的先进的电子监控系统，才能彻底根治渣土车违规运营、超速超载、乱倒问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种渣土车动态监控系统，该系统采用射频刷卡技术对所有渣土车进出土建工地进行登记，采用视频监控技术对车辆清洁工况进行扫描以及车牌自动识别，并进而控制车辆道杆系统实现车辆在土建工地和清倒场的行驶时间控制，最后将车辆运行信息通过3G无线通讯技术发送到市县监控中心数据库备档，监控中心同时完成全部车辆的监管、注册、调度、档案、安全等任务，从而有效解决城市渣土车存在的监管问题。本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。一种渣土车辆动态监控系统，其特征在于包括中心数据库服务器及与中心数据库服务器连接的渣土车监控系统和渣土车注册监管系统；所述渣土车监控系统包括相互信号连接的监控中心、若干台工地现场监控终端和清倒场现场监控终端；所述渣土车注册监管系统包括通过广域网相连的中心数据库服务器和分中心联网注册终端；中心数据库服务器连接有车辆监管、清倒场地监管、车辆档案管理服务器，及
3对应于每台渣土车的IC卡管理器。本实用新型进一步的特征在于所述工地现场监控终端、清倒场现场监控终端包括工控机，及分别与工控机相连的射频卡门禁机构、道杆机控制机构、视频车辆号牌识别机构、工况监控机构和3G无线传输机构；工控机设置在渣土车辆监管室，视频车辆号牌识别机构、射频卡门禁机构和道杆机控制机构分别设置在渣土车辆过往工地卡口，工况监控机构设置在渣土车辆工地现场。通过视频车辆号牌识别机构及工况监控机构将现场监控信息传递至工控机，工控机通过射频卡门禁机构、视频车辆号牌识别机构控制道杆机控制机构的起落，并将异常信息传输至工控机发出报警；工控机通过工况监控机构和数据3G无线传输机构将现场监控信息传递至监控中心。所述射频卡门禁机构的射频卡采取分区设置智能卡。所述视频车辆号牌识别机构包括视频监控模块与车牌识别模块，视频监控模块由工业级图像采集卡和摄像系统构成。视频车辆号牌识别机构显示四路复合视频信号监控图像；车牌识别模块对应视频监控模块输入的一路视频信号截图检测每一辆车辆图像中是否包含车牌号码，如果有则对其进行识别并将结果以字符串的格式返回给工控机，工控机将现场信息通过3G无线传输机构传输至监控中心。所述通过广域网相连的中心数据库服务器和分中心联网注册终端包括GPRS信号接收器、及分别通过广域网数据总线相连的中心通讯服务器、中心数据库服务器和控制终端服务器。所述工地现场监控终端、清倒场现场监控终端分别设置有10 100台。所述监控终端通过3G无线无线传输机构接入器与监控中心相连。本实用新型提出的渣土车动态监控系统，能够解决现有非法渣土车不装GPS系统、装了的可以关闭、拆卸GPS系统使其失效、建筑工地人可以手动控制开启限高横杆、黑车参营则直接使各种限制手段难于发挥作用等问题，采取本实用新型的技术方案，将行政审批、车辆运行、建筑工地、渣土场和清运路线的监控、监管有机结合在一起，实现渣土车的动态监控。本实用新型的特点是(1)系统机构齐全，配置合理，能够实现系统全面监控、监管；(2)人机交互实时监控，操作方便；(3)可适性强，不受网络限制，分级管理，方便组网；(4)提供多个外部接口 ；(5)系统安全性强。
图1是渣土车辆动态监控系统的总体结构图；图2是现场监控系统结构图；图3是渣土车分层监管系统。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。如图1所示，本实用新型的渣土车辆动态监控系统包括中心数据库服务器及与中心数据库服务器连接的渣土车监控系统和渣土车注册监管系统两部分。而渣土车监控系统又由监控中心和若干台现场监控终端(工地现场监控终端和清倒场现场监控终端)构成。 监控终端机(机)放置在工地出入口和渣土场出入口，中心数据库服务器设置在系统监控中心。每一工地和每一渣土场入口都有一套监控终端，监控终端通过3G无线传输机构接入器与监控中心联网。渣土车注册监管系统分为通过广域网相连的中心数据库服务器和分中心管控终端(各区县监管分系统)两层。中心数据库服务器和分中心管控终端(各区县管理分系统)通过广域网相连。中心数据库服务器连接有车辆监管、清倒场地监管、车辆档案管理服务器，及对应于每台渣土车的IC卡管理器。如图2所示，工地现场监控终端、清倒场现场监控终端包括工控机，及分别与工控机相连的射频卡门禁机构、道杆机控制机构、视频车辆号牌识别机构、工况监控机构和3G 无线传输机构；工控机设置在渣土车辆监管室，视频车辆号牌识别机构、射频卡门禁机构和道杆机控制机构分别设置在渣土车辆过往工地卡口，工况监控机构设置在渣土车辆工地现场。通过视频车辆号牌识别机构及工况监控机构将现场监控信息传递至工控机，工控机通过射频卡门禁机构、视频车辆号牌识别机构控制道杆机控制机构的起落，并将异常信息传输至工控机发出报警；工控机通过工况监控机构和数据3G无线传输机构将现场监控信息传递至监控中心。1.射频卡门禁机构首先，系统为手续齐全的渣土车和驾驶员办理IC射频卡(智能卡)，驾驶员驾车凭射频卡出入工地和倾倒场。这样解决了黑车、套牌车等问题。其次，通过对射频卡的管理，驾驶员只能出入他所属的工地，不能随意进出其他工地；同时，也只能进出指定的倾倒场。并且，在一个倾倒流程中，如果渣土车没有倒达指定倾倒场就返回工地，现场监控终端也会报警并将数据发送到监控中心。这样能够有效的解决乱停乱倒问题。第三，IC射频卡(智能卡)系统可以记录渣土车进出工地和倾倒场的时间，如果发现车辆提前到达倾倒场或者提前返回工地。现场监控终端(工控机)会报警并发送数据到监控中心，这样可以有效解决车辆行驶超速问题。射频卡分为逻辑上独立的两个区，两个区使用独立的密码和访问控制，其中A区主要存放用户的字符信息。B区用于存放图片等大文件数据。读写模块根据程序需要对智能卡两个分区进行独立的操作_将读入的数据返回给人机交互界面或将数据写入智能卡指定分区文件中。射频卡门禁系统的射频卡采取分区设置智能卡。2.道杆机控制机构道杆机控制机构设置于渣土车进出工地卡口，通过现场监控终端(工控机)控制每辆通过卡口的渣土车车辆IC射频卡传输的信息，自动执行道杆的起落。3.视频车辆号牌识别机构视频车辆号牌识别机构包括视频监控模块与车牌识别模块。视频监控模块由工业级图像采集卡和摄像系统构成，其功能是在人机交互界面指定位置显示最多四路复合视频信号监控图像，其中一路用于车牌识别系统。视频信号全硬件解码，每路最高分辨率可达到 768X576。该模块旨在为操作人员提供更加全面良好的视野，使其在操作台可以观察到通行车辆全方位的情况。车牌识别模块直接利用每一辆合法车辆都配有汽车牌照的特点，不需要在汽车上额外安装条形码或无线电发送装置即可对渣土车辆进行识别。软件模块根据视频监控模块输入的一路视频信号截图，检测图像中是否包含车牌号码，如果有则对其进行识别并将结果以字符串的格式返回给工控机，工控机将现场信息传输至监控中心。系统识别率高，白天识别率彡96%，晚上彡90% ；车牌检测、识别时间短，平均10-15帧/秒(与车牌识别尺寸大小设置有关)无需触发，实时捕获，车辆捕获漏捕率< 3%0。4.工况监控机构监控中心网络通信的功能是将渣土车在工地现场监控终端运行的记录(包括状态信息，抓拍图片等等)经过3G网络发送到后台中心服务器。首先，网络通信客户端模块运行在现场监控终端，渣土车在工地运行出现问题，现场监控终端会通过无线网络及时把信息发送到监控中心服务器，并且能够延时发送，解决了断网或网络阻塞的问题；然后，网络通信服务器端运行在后台监控中心，服务器端开多个线程同时监控并接收各个现场监控终端来的数据，解决了多个工地现场监控终端同时发送数据的问题。5. 3G无线传输机构3G无线传输机构包括无线数据网络通信模块、网络通信模块、数据显示模块和数据库存储模块。无线数据网络通信模块的功能是将渣土车在工地前端机运行的记录(包括状态信息，抓拍图片等等)经过3G网络发送到后台中心服务器。网络通信选择了支持高速数据传输的最新第三代移动通信技术-3G网络，相对于第二代移动通信技术，3G在传输声音和数据的速度上有很大提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游。为了使工地渣土车的运行记录能够及时准确快速的到达后台服务器中心服务器，本实用新型采取3G网络作为无线通信的传输介质。在3G网络通信中，选择了 TCP/IP网络传输协议，相对于无连接的UDP协议，TCP/ IP是面向连接的，几乎可以无差错地在Internet中传送数据，在接收端TCP将数据按发送前的顺序还原，并加以校验，若发现差错，TCP将会要求重发，所以TCP/IP具有高度的可靠性，所以我们用TCP/IP作为网络传输协议。无线数据网络通信模块包括服务器模块和客户端模块，客户端模块由类!11_ Translation构成，运行在前端机程序中，通过重载mTCP函数实现手动开杆，进工地违章，进工地不违章，出工地违章，出工地不违章等情况的运行记录的普通数据发送，通过 sendpic函数将违章时的抓拍图片发送到后台服务器。服务器模块嵌入在监控中心的程序代码中，通过创建一个Socket套接字并绑定套接字到一个IP和端口上，设置监听模式等待连接请求，接受连接后返回一个新的套接字，并用新套接字与客户端进行socket通信，并将接收到的数据保存到本地。网络通信模块的数据接收和发送用的都是Socket通信机制。利用Socket进行通信时，服务器端的程序可以打开多个线程与多个客户进行通信，还可以通过服务器使各个客户之间进行通信，所以这就解决了多个工地同时向中心服务器发送数据所造成的通信拥塞问题。数据显示模块的功能是将工地前端机运行的记录(包括状态信息，抓拍图片等等)显示在监控中心大屏幕上，该模块主要运用了 VC++6.0自带的Windows标准控件，将状态信息，违章图片与控件进行关联，并显示在监控中心屏幕上。数据库存储模块的功能是将监控中心接收到的运行记录状态信息，抓拍图片存放到后台MYSQL数据库中。该模块通过ADO方式连接MYSQL数据库，相比ODBC方式，它提供了编程语言和统一数据访问方式OLE DB的一个中间层，允许开发人员编写访问数据的代码而不用关心数据库是如何实现的，而只用关心到数据库的连接。它是针对新的程序设计情形而采用的。它克服了早期技术的诸多限制，并且提供了更多的对象和方法。在本系统中， 数据库和监控中心分布在不同的机器上，所以数据库存储不必关心数据库是如何实现的， 把数据安全可靠的存到数据库中才是重点。如图3所示，给出了渣土车分层监管系统结构图，系统分为中心系统和分中心系统两部分。通过广域网相连的中心数据库服务器和分中心管控终端包括GPRS信号接收器、 及分别通过广域网数据总线相连的中心通讯服务器、中心数据库服务器和控制终端服务
ο本实用新型各个部分的功能如下渣土车监管系统分为中心监控管理系统和各区县监控管理分系统两层。中心监管系统和各区县监管中心(分监管系统)通过广域网相连。中心监管系统主要包括档案管理、 清倒场地监管、车辆监管、IC卡管理、监控中心与中心数据库服务器等系统组成，各部分通过内部广域网与同样放置在城市综合执法局渣土车管理中心的中心管理系统相连。其主要任务是 负责车辆行驶射频智能卡的注册、发放、审核和变更等； 通过无线网与各工地门禁现场监控终端联网，接收各工地门禁现场监控终端传来的各车辆的行驶记录违章信息和非法进入时的照片，并存入中心服务器数据库； 生成各工地、各车队生产报表和违章情况报表，发往各区县分监管中心，作为监管和处罚的依据； 与各渣土车管理相关行政部门联网，获取审批信息；发送生产报表和违章情况报表，协调管理。图2中现场监控系统结构图中主要包括工控机组成的人机控制交互平台，射频卡门禁机构(图中读卡器)，视频车辆号牌识别机构(图中车牌识别摄像机)，工况监控机构 (图中全景监控摄像机)，3G无线传输机构(图中3G无线通讯)等部分。每一营运车辆都必须申领行驶IC卡，一车一卡，卡中包含车辆牌照号、驾驶员编号、工地编号、渣土倾倒场编号，规定路线单趟的核定行驶时间和每次离开工地或渣土倾倒场与到达渣土倾倒场或工地的时间等信息。在每一工地强制建立计算机控制的IC卡门禁现场监控终端，包括道路栏杆机、刷卡机、摄像拍照装置和现场控制器等。 渣土车进入工地时必须刷卡，如车辆行驶IC卡中的信息与门禁前端计算机中从监管中心传来的工地车辆信息不一致，车辆将不能进入工地。若手动开门、非法进入或破坏设备，摄像拍照装置将自动摄像拍照存档，并立即将现场照片通过无线网络发往监管中心计算机。这样就可以有效遏制黑车现象，防止国家税费脱逃，减少安全隐患。 符合条件进入工地的车辆在进门刷卡时，现场监控终端计算机将读取上次拉土离开工地时间、到达和离开渣土场的时间，及现在进门刷卡的时间，计算该车辆本次往返的平均行驶速度。若行驶时间短于核定时间，该车不能放行进入工地拉土，同时现场监控终端将超速情况记录在案并传往监管中心。这样就可以有效遏制渣土车在运行时普遍存在着车速过快现象。 渣土车在离开工地时仍需刷卡，现场监控终端将该车辆离开的时间和离开时的车辆状况(盖板是否盖上、整洁情况、超高超重情况)记录在计算机中。防止沿路抛洒。在每一渣土倾倒场入口，强制建立计算机控制的IC卡现场监控终端。渣土车进入渣土场时必须刷卡，将本渣土场的编号信息和该车本次进入和离开本场的时间写入该车的行驶IC卡中。倾倒地不是本渣土场的车辆将被拍照记录，信息发往监管中心。这样就可以有效防止渣土车不按规定的倾倒线路行驶，不按规定地点倾倒，随意抛洒的现象，保护城市的环境卫生。图3中给出了渣土车分层监管系统结构图，系统分为中心系统和分中心系统两部分。中心系统是整个系统的中枢，将分散的前端系统紧密的连接到一起。中心系统包含四个系统1)通信服务器实现前端到中心数据路的连接，接受前端上传的数据并写入中心数据库；2)数据库群提供可靠、有效的数据处理；3)管理终端对中心系统进行综合的管理和维护；4)连接接口实现监管信息共享，加强了多部门管理的力度和时效性。中心监管系统的主要功能包括 渣土车运营记录的统计查询，根据前端渣土车进出记录，实现对不同监管对象的统一查询和统计方案。如车辆管理人员可以查阅该渣土车的所有工作记录，包括其进出的工地、时间、驾驶员、所属承运单位、违规与否等。分中心系统按行政区划分区设置，通过网络连接到中心系统，利用中心系统提供的运营和管理数据，实现对管辖范围内营运过程和从业单位的监管。 档案管理，管理渣土车辆、驾驶员、工地、倾倒场、承运单位等受监管对象的各项相关档案；对满足相关规定的对象发放许可证。 提供外部接口，对渣土车监管系统上传的数据进行管理，提供对省市各部门系统的接口。 系统安全管理，提高系统安全性，对系统各模块的操作进行独立的身份认证，如车辆管理部门的工作人员在数据库维护一张员工登录权限表，记录其工号、姓名及登录密码的操作界面如下图所示
权利要求1.一种渣土车辆动态监控系统，其特征在于包括中心数据库服务器及与中心数据库服务器连接的渣土车监控系统和渣土车注册监管系统；所述渣土车监控系统包括相互信号连接的监控中心、若干台工地现场监控终端和清倒场现场监控终端；所述渣土车注册监管系统包括通过广域网相连的中心数据库服务器和分中心联网注册终端；中心数据库服务器连接有车辆监管、清倒场地监管、车辆档案管理服务器，及对应于每台渣土车的IC卡管理器。
2.根据权利要求1所述的一种渣土车辆动态监控系统，其特征在于所述工地现场监控终端、清倒场现场监控终端包括工控机，及分别与工控机相连的射频卡门禁机构、道杆机控制机构、视频车辆号牌识别机构、工况监控机构和3G无线传输机构；工控机设置在渣土车辆监管室，视频车辆号牌识别机构、射频卡门禁机构和道杆机控制机构分别设置在渣土车辆过往工地卡口，工况监控机构设置在渣土车辆工地现场。
3.根据权利要求2所述的一种渣土车辆动态监控系统，其特征在于所述射频卡门禁机构的射频卡采取分区设置智能卡。
4.根据权利要求2所述的一种渣土车辆动态监控系统，其特征在于所述视频车辆号牌识别机构包括视频监控模块与车牌识别模块，视频监控模块由工业级图像采集卡和摄像系统构成。
5.根据权利要求1所述的一种渣土车辆动态监控系统，其特征在于所述通过广域网相连的中心数据库服务器和分中心联网注册终端包括GPRS信号接收器、及分别通过广域网数据总线相连的中心通讯服务器、中心数据库服务器和控制终端服务器。
6.根据权利要求1所述的一种渣土车辆动态监控系统，其特征在于所述工地现场监控终端、清倒场现场监控终端分别设置有10 100台。
7.根据权利要求1所述的一种渣土车辆动态监控系统，其特征在于所述监控终端通过3G无线无线传输机构接入器与监控中心相连。
专利摘要本实用新型公开了一种渣土车辆动态监控系统，包括中心数据库服务器及与中心数据库服务器连接的渣土车动态监控系统和渣土车注册监管系统；所述渣土车监控系统包括相互信号连接的监控中心、若干台工地现场监控终端和清倒场现场监控终端；所述渣土车注册监管系统包括通过广域网相连的中心数据库服务器和分中心联网注册终端；中心数据库服务器连接有车辆监管、清倒场地监管、车辆档案管理服务器，及对应于每台渣土车的IC卡管理器。该系统将车辆运行、建筑工地、渣土场和清运路线控制有机结合在一起，实现渣土车的动态监控。
文档编号G05B19/418GK201945877SQ20112001362
公开日2011年8月24日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者卢小东, 周秦武, 庞绍义, 薛枫 申请人:西安科兴测控技术有限责任公司