项目背景
现在各行各业的传统领域都在进行数字化建设、数字化改造。数字化改造可以直接完成降本增效,数字化改造还可以完成管理的直接升级,将管理的手段数字化后更加直观可视,并且更加科学。对于有些行业,基于位置的服务就是数字化改造的落脚点和基础技术支撑。
对于机场的管理流程来说,由于不知道人员和车辆(主要是指接驳车、行李车、加油车、督导车等),总是需要额外配备充足的人员和车辆,在经济效应上会产生大量的浪费。
当有飞机到达后,需要第一时间调度协调人员和车辆,传统的对讲模式已经无法快速有效进行最近人员和车辆的调度,无法实时处理。所以亟需一种新的手段实时掌控工作人员和保障车辆的实时位置,结合现有的管控系统,快速有效地进行人员和车辆的调度。
现代化的管理,虽然早已告别纸质化,但是数字化和信息化程度不够智能,特别是现在针对人、机、料、法、环等多维度的管理,更加迫切的需要基于位置的服务。另外对于各种人员、车辆的行为分析、大数据统计、可视化展示、人工智能,更是信息化发达程度的直接体现,其中位置服务是重中之重。
需求分析
基于以上需求,利用物联网以及信息技术,包括大数据、人工智能等多种技术的定位管理系统应运而生,安防、管理的时效性和智能化程度都有了质的飞跃,极大减少人工介入,使得错误率,造假率大幅降低。
奔骝定位分析出这套智能的机场人员车辆定位系统应具备以下功能:
1、定位人员和车辆实时位置的直观展示
2、定位人员和车辆的实时追踪、定位人员和车辆的轨迹查询
3、定位人员和车辆的绑定解绑
4、业务逻辑(主要指调度系统)和定位人员和车辆的绑定
5、定位人员和车辆在机场内的行为规范
6、定位人员和车辆违规后的实时报警提醒
7、基础的机场场景构建能力
8、3-5米的定位精度
9、标准化的软件接口
系统架构
机场人员车辆定位系统分为设备层、网络层、算法层、应用层。
设备层
设备层包含UWB定位基站、UWB同步基站、UWB定位标签和无线网关,其中前三项为必选项,无线网只在无法部署网线的地方使用。
网络层
网络层包含交换机、4G/5G模块等,主要功能是将定位数据传送到后台服务器。
算法层
算法层是本套系统的核心层,包含TOF\TDOA\DOA等多种硬件层面的算法结算,以及三边定位、定位滤波、场景优化等应用软件层面的算法等。
应用层
应用层主要负责用户的界面展示,设备的增删改查,实时位置、轨迹回放,各种报表的管理等功能。
系统原理
机场人员车辆定位系统硬件采用超宽带UWB技术,为5g范畴内的超高宽带的脉冲无线电;系统由UWB定位基站、UWB同步基站基站、定位标签(人员标签和车辆标签)、无线网关、系统软件组成;同步基站同步不同定位基站的时间,定位基站收到电子标签广播出来的定位数据,结合定位场景多个UWB定位基站进行定位运算,随即进行相关的业务逻辑处理。
依据收到定位标签的基站数量可以完成零维的存在性监测,一维的直线定位,已经二维的坐标定位。
设计原则
融合性
把现有的调度、空管等独立的系统融合在一起,通过一种手段,实现对其它手段的互联互通。
拓展性
业务功能要采用模块化设计,并可根据用户需求,方便地与可选的增强功能系统进行集成。
开放性
根据用户差异化的需求,系统核心平台提供可定制的二次开发接口,也支持定制开发。
稳定性
系统软、硬件架构要科学合理,主要系统采取双备份运行,无论软、硬件均应能够支持7×24小时稳定运行要求。
简易性
系统操作流程明晰、高效,用户界面简洁、友好,无论软、硬件,用户均不需要进行复杂的配置,简单培训即可上手操作。
经济性
系统部署在尽量避免对已有设备和布线环境干扰的同时,尽可能多的兼容现有音视频相关外围设备,充分利用目前已有的各类系统、设备,降低集成成本。
系统功能
数据搜集器
1.数据采集:通过Socket接收定位基站传回的数据包
2.数据解析:将原始数据解析
3.消息生成:将定位数据生成消息
服务器程序
1.消息订阅:订阅数据搜集器生成的消息
2.数据处理:处理定位数据
3.定位引擎:根据定位算法定位出标签位置
4.业务逻辑:把系统产生的各种数据放进业务逻辑
客户端程序
1.定位管理:实时定位、实时追踪、轨迹回放
2.档案管理:定位类型的增删改查、定位对象的绑定解绑、进出组别的配置、地图的管理、电子围栏设置、地图中区域的划分。
3.设备管理:定位基站在定位地图中的构建、定位标签的增删改查等操作
4.报警组别:长时逗留的设置、非法进入的设置、非法聚集的配置、路径规划的配置、报警组别的配置。
5.统计报表:历史报警查询、区域热点统计、进出统计报表查询
6.系统管理:权限设置等
接口程序
1.各种定位数据的对外暴露
2.统一的调用方式
设备展示
UWB定位基站
定位基站是工作在完成定位的主要设备,固定安装在定位场景中,包括室内和室外版本两种。功能是测量定位标签到达定位基站的时间(此时间为相对时间),需要结合同步基站以及其他基站才能精确定位。同时传输至网关或后台服务器。
UWB同步基站
UWB同步基站和UWB定位基站共用模具,同步基站无需网口以及传输模块,同步基站向外广播数据,和定位基站进行数据交换后,修正同步其他的定位基站时间。
人员定位标签
人员定位标签是人员随身携带的设备,功能是向定位基站发送定位原始数据,以及低电或按钮报警信息,单次充电可使用二十天以上。
车辆定位标签
车辆定位标签是车辆随身携带的设备,功能是向定位基站发送定位原始数据,以及低电报警信息,车辆定位标签不同于人员定位标签之处在于,车辆定位标签中集成了多轴陀螺仪,可以采集车辆的速度、加速度以及运行方向,单次充电可使用二十天以上。
发卡器
发卡器是通过USB接口直接连在电脑设备上的,功能是快速绑定、解绑定位对象;同时配合系统软件,可以快速查询定位标签的各种数据。
无线网关
无线网关采用LORA协议的无线传输设备,功能为接受覆盖范围内的定位基站发来的定位数据,并传输至后台服务器,最远达一公里,可以选择RJ45或4G传输。