機場特種車輛綜合調(diào)度管理系統(tǒng)

摘 要：隨著民航產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，機場內(nèi)部特種車輛數(shù)量增多，急需一種安全高效的管理方式對特種車輛進行管理。本文以特種車輛綜合調(diào)度管理系統(tǒng)為中心，論述整體系統(tǒng)模型和調(diào)度算法數(shù)學(xué)模型，并提出整體調(diào)度方案。

關(guān)鍵詞：智能管理；特種車輛管理；遺傳算法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.124

1 前言

近年來，隨著我國民用航空產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，機場內(nèi)飛機和特種車輛的數(shù)量日益增多，導(dǎo)致了大量的機場滿負(fù)荷運行，機場場面安全受到了嚴(yán)重的威脅。對國內(nèi)大多數(shù)機場來說，機場現(xiàn)場運行指揮基本是塔臺監(jiān)視，輔以一些語音設(shè)備來管理機場停機坪的各種地服特種車輛，這種傳統(tǒng)的目視指揮管理手段導(dǎo)致了機場安全事故的發(fā)生和處理效率的低下。

為了保障機場場面的交通安全，提高機場吞吐率以及改善機場的服務(wù)質(zhì)量，建設(shè)機場高精度GPS車輛跟蹤管理系統(tǒng)作為輔助機場安全管理的重要組成部分，主要完成機場高精度GPS差分基準(zhǔn)站的建立，差分信息的發(fā)送、機場作業(yè)車輛的精確定位和位置及速度信息的回傳工作和車輛跟蹤、軌跡回放、越界報警、超速報警、事故分析等各項車輛安全管理功能。綜合應(yīng)用GPS/GIS/ZigBee、通訊、智能控制等技術(shù)服務(wù)于機場基于GIS的車輛實時監(jiān)控管理系統(tǒng)，用于對機場內(nèi)部車輛的集運營、控制、管理和安全監(jiān)控于一體的綜合信息調(diào)度系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)組成

機場特種車輛調(diào)度管理系統(tǒng)由安裝在特種車輛上的GPS車載端與駕駛員的手機端組成，其構(gòu)成框圖如圖1所示。首先，車載端能通過GPS接收機，接收精確的GPS信息，使用ZigBee通過自組網(wǎng)傳輸。同時，車載移動終端子系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫將定位信息傳入管理系統(tǒng)經(jīng)過遺傳算法的計算后得到目標(biāo)數(shù)據(jù)列，目標(biāo)數(shù)據(jù)列分別導(dǎo)入車載端和手機端，車載端將對目標(biāo)點進行導(dǎo)航路徑，手機端將顯示具體信息。

3 主要功能模塊設(shè)計

3.1 車載移動終端子系統(tǒng)設(shè)計

車載移動終端子系統(tǒng)包括接收機，車載端及上位機，進行車載端與上位機之間的互傳。首先是車載端傳給上位機，接收機接收GPS信號，將其傳給車載端，車載端通過ZigBee處理數(shù)據(jù)并傳給上位機，其構(gòu)成原理如圖2。

其次是由上位機通過ZigBee處理數(shù)據(jù)并傳給車載端，其構(gòu)成原理如圖3。

3.2 手機APP系統(tǒng)設(shè)計

手機APP系統(tǒng)用于為機場特種車輛進行監(jiān)控與指揮調(diào)度提供人機交互平臺，構(gòu)成原理圖如圖4。

3.3 上位機系統(tǒng)設(shè)計

上位機系統(tǒng)主要由綜合調(diào)度系統(tǒng)進行車輛狀態(tài)的分析，并將結(jié)果上傳到車載端與APP，同時處理從APP傳回的信息。構(gòu)成原理圖如圖5。

4 遺傳算法

隨著機場特種車輛的數(shù)量和種類的逐漸增多，利用傳統(tǒng)方法調(diào)度特種車輛的計算量越發(fā)龐大、實時調(diào)度的難度增大，動態(tài)規(guī)劃等方法已經(jīng)漸漸不再適用于車輛調(diào)度算法了。基于機場特種車輛調(diào)度的復(fù)雜情況，要求新的算法實時性高、計算量量小、易收斂、能全局求最優(yōu)解、不會陷入局部最優(yōu)解。遺傳算法是一種復(fù)雜度為O（1）的并行全局搜索算法，在較大計算量的使用場景下計算速度和準(zhǔn)確性高于普通的貪心算法。與傳統(tǒng)方法相比，遺傳算法的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在兩方面。首先，在遺傳算子的作用下，遺傳算法具有很強的搜索能力，能以很大的概率找到問題的全局最優(yōu)解。其次，由于它是從初始種群開始搜索，而不是單點開始搜索，算法擁有固有的并行性，能有效處理大規(guī)模的優(yōu)化問題。

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項目： 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目--編號IECAUC2017132

作者簡介：潘一桐（1998-），女，陜西西安人，本科在讀，研究方向：自動化專業(yè)。