车辆出入开闸与用车工单一体化智能调度系统

车辆出入开闸与用车工单一体化智能调度系统

钟学飞、欧坚

广东电网有限责任公司肇庆供电局  广东肇庆 526040

摘要：本研究聚焦于智能化车辆出入管理系统的设计与实现，旨在通过自动化技术提高车辆出入效率，确保安全，并优化用车工单管理。系统采用先进的自动识别技术，结合智能调度算法，实现车辆身份验证、闸机控制及工单调度的自动化。系统总体设计包括软硬件架构、功能模块划分和用户界面设计，确保系统的高效运行和用户友好性。通过数据集成与处理、调度决策机制以及系统集成与测试，本系统能够有效提升车辆出入管理的智能化水平。

关键词：智能化；车辆出入管理；自动识别技术

1.智能化对于提高车辆出入效率的重要性

智能化对提升车辆进出效率起到关键作用，其通过引进先进信息技术与自动化技术大大优化车辆进出管理过程。传统出入管理往往依靠人工检查和手动操作，既低效又易出错。而智能化系统通过部署如自动识别（如RFID、车牌识别等）技术，能在瞬间完成车辆身份的核验，缩短了车辆等待的时间，提高了通行的速度。另外该智能系统能够实时监测出入车辆，并通过数据分析预测出高峰时段并提前准备调度以避免拥堵。从安全性角度来看，智能化系统能够严格管理车辆出入并对异常做出及时反应，提升出入口管理水平。该智能调度系统同时结合用车工单管理，对调度指令进行自动下发及追踪，保证工单在执行过程中的精确性和时效性。该一体化智能调度系统在促进车辆管理高效安全的前提下，也为管理者制定更科学、更合理的决策提供大量的数据支撑，进而促进组织整体运营效率的提高。

2. 系统总体设计

2.1 系统架构：软硬件组成及其互动关系

智能车辆进出开闸及用车工单综合调度系统架构设计对整个系统是否能高效运行具有重要意义。系统架构要求对软硬件资源进行集成，以保证各个组成部分协同工作。硬件方面，系统通常包括出入口的自动识别设备（例如，车牌识别摄像头,RFID读写器等）、自动闸机、传感器、服务器和终端操作设备等。这些硬件以网络连接方式进行即时数据传输。软件上，该系统主要由车辆识别软件，数据库管理系统，调度管理软件以及用户界面等组成。所述车辆识别软件用于对识别设备采集到的数据进行处理和放行判断；数据库管理系统储存车辆信息，员工资料和用车工单；调度管理软件依据工单需求及车辆的实时状态做出调度决策；用户界面又为人机交互提供了一个平台。这些软件组件经过中间件和其他技术集成后构成了能够快速响应，自动执行和实时监测的智能系统。系统也要求具有很好的扩展性与兼容性来满足管理需求与技术更新的变化。

2.2 功能模块划分：主要功能模块及其作用

智能车辆出入开闸与用车工单一体化调度系统的功能模块设计对系统的实用性和效率有直接影响。首先是车辆自动识别模块，它负责通过车牌识别等技术快速识别车辆并核对权限；其次是出入开闸控制模块，它根据车辆识别结果和安全策略控制闸机的开合；第三是用车工单处理模块，它负责工单的自动生成、分发、执行监控和反馈收集；第四是调度管理模块，它基于车辆状态、位置信息和工单要求进行智能调度；第五是数据管理与分析模块，负责存储所有数据并进行分析，为决策提供支持；第六是安全与权限管理模块，确保系统安全运行并管理用户权限；最后是用户界面模块，提供直观友好的操作界面。这些模块相互协作，共同构成了系统的骨架，确保系统可以无缝地处理从车辆入口到完成用车任务的整个流程。

2.3 用户界面设计：用户交互界面的布局与设计原则

用户界面设计在智能车辆进出开闸和用车工单一体化调度系统中处于前端显示地位，对用户使用体验有着直接影响。一个好的用户界面应该遵循简单直观，易用性，及时反馈，良好兼容性，安全可靠等设计原则。简明直观表现为版面清晰明了，使用者能很方便地查找到自己需要的功能；易用性需要简单的界面操作，使用者不需要长期的训练就可以上手了；反馈及时就是系统要对用户操作作出迅速的反应和清晰的运行反馈；良好的兼容性是指用户界面能够稳定地工作于不同的设备与平台；安全和可靠则需要用户界面的设计充分考虑到对用户数据的保护，使其免受泄漏。在设计中应充分考虑管理员，司机及普通员工等不同角色用户的操作习惯并提供定制化操作界面，在此基础上，应兼顾视觉美感，采用与现代审美相符的颜色及图标以增强用户视觉体验。

3. 车辆出入开闸管理

3.1 自动识别技术：如何实现车辆自动识别及身份验证

在车辆进出开闸管理系统中，车辆的自动识别和身份验证技术是至关重要的，其核心目的是确保仅授权的车辆可以自由进出。为了达到这个目的，常用的技术包括车牌识别系统（ANPR）、RFID（无线射频识别）技术以及人脸识别系统。车牌识别系统利用高分辨率的摄像头捕获车牌的图像，并采用光学字符识别（OCR）技术读取车牌上的文字信息，然后将其与数据库中预先存储的车辆信息进行匹配和验证。RFID技术利用标签与读取器之间的非接触式数据交换，当汽车经过时RFID读取器可以从标签中读出信息并即时验证身份。另外，为加强验证流程，还可结合人脸识别技术通过摄像头采集驾驶员面部图像并使用生物识别算法对数据库内驾驶员面部数据做匹配和确认。

3.2 闸机控制策略：基于车辆状态和权限的开闸逻辑

闸机控制策略是实现车辆有序出入的关键环节。该策略需基于车辆状态和权限实施开闸逻辑，首先需要对车辆的身份和权限进行验证。一旦车辆被自动识别系统确认为授权车辆，系统会检查车辆的当前状态，包括是否有未完成的工单、是否在允许的时间范围内进出以及是否存在安全隐患等。只有当车辆满足所有进出条件时，闸机才会开启。此外，闸机控制系统还会考虑特殊情况，如应急车辆或VIP车辆可以享有优先通行的权限。在实际应用中，闸机控制策略需要灵活调整，以适应特殊事件或紧急情况，确保整个系统的流畅运行和车辆通行的安全性。

3.3 安全保障措施：防止非法车辆进入的安全技术和措施

为阻止非法车辆的驶入，需要在车辆进出开闸管理系统中采取一系列的安全保障措施。首先，每一辆进入该区域的车辆都必须接受多级别的自动识别验证程序，这包括但不限于车牌识别、RFID检测以及人脸识别技术。系统的每一种技术应该有充分的冗余，以防止当其中一种或者几种技术发生故障时系统能够高效地工作。二是先进的加密技术运用到了数据传输的过程中，保证了信息不会被拦截或者篡改。对被认定为违法的汽车，该系统会自动触发告警，同时利用闭路电视（CCTV）系统对汽车及驾驶员实施监视，需要时可以人为干预来保证安全。

4. 用车工单管理

4.1 工单生成与分发

用车工单的自动化生成与分发是提高车辆管理效率的关键。这一过程可以通过综合信息管理系统来实现。工单生成首先依赖于内部需求的自动收集机制，员工通过移动应用或者网站界面提交用车需求，系统根据预设规则自动进行审批流程。工单生成后，系统将根据车辆使用频率、预定时间、既定路线以及司机的工作时段等参数，通过智能算法进行工单分配。这个算法优先考虑车辆利用率最大化和成本最小化，同时确保车辆分配的合理性，例如避免将远程任务分配给即将进行维护的车辆。通过集成GPS定位和车辆调度系统，工单一旦生成即自动发送至对应司机的移动设备上，并同步给管理人员，实现信息的即时传递和透明化。

4.2 调度优化算法

确保工单调度的效率和合理性需要一个高度优化的调度算法。这样的算法应综合考量车辆位置、目的地、交通状况、车辆类型及其能耗模型、司机工作时间等多种因素。例如，使用基于地理信息的算法可以优化路线规划，减少行驶时间和距离。同时，考虑到实际交通流量和可能的延误，算法应具备动态调整能力，能在必要时重新规划路线和工单分配。高级算法还可以进行预测性调度，通过历史数据分析预测未来的用车需求和交通模式，从而提前准备资源，优化调度。此外，能够实时接收车辆状态反馈的算法可以保证在车辆发生故障或其他意外事件时，能快速重新分配任务，保证服务的连续性。

 4.3 工单追踪与反馈

工单追踪及反馈机制是保证服务质量，不断提高的关键。实时工单追踪可由汽车携带GPS追踪器或驾驶员移动设备进行。这些装置可以把车辆位置，速度和停留时间实时送回中央管理系统以便调度员进行监视。与电子工单系统相配合，驾驶员在执行每项任务之后都能对状态进行更新，其中包括行驶里程，油耗和客户服务反馈这些重要的数据。该系统能够支持顾客通过申请或者站点来评估与反馈服务，该数据可用于度量服务质量，为今后调度优化提供基础。定期对这些数据进行分析，能够揭示出经营中存在的问题及改进空间，如常见延误原因，高频故障车辆等等，从而为管理层决策提供支持并不断优化用车服务全过程。

5. 智能调度系统的实现

5.1 数据集成与处理

智能调度系统的核心在于有效的数据集成与处理。系统需要汇集并同步处理车辆实时数据（如位置、状态、维护记录），司机数据（如资质、工作时段、历史表现）和工单数据（如任务类型、地点、预定时间）。首先，车辆信息系统需要与车载传感器和追踪设备相连，实时更新车辆的位置和状态，从而准确掌握每一辆车的可用性。司机信息管理则要包含司机的工作排班、驾驶习惯和历史表现，这些数据要经过分析以优化司机与工单的匹配。工单数据的处理则要确保所有任务的详细信息都被系统捕获，并与车辆及司机数据相结合以支撑调度决策。

 5.2 调度决策机制

智能调度决策机制依赖于复杂的数据分析流程和机器学习模型。这个机制首先需要一个强大的数据分析框架，能够实时处理来自车辆、司机和工单的海量数据，以提取可行的调度方案。接下来，利用预测分析，系统可以根据历史数据和实时情况预测未来的用车需求和可能的交通状况。然后，通过优化算法，如遗传算法、模拟退火或粒子群优化，系统能够在多个潜在方案中选择最佳方案。这一决策过程需要考虑多种因素，如最短路线、最少燃油消耗、车辆维护周期、司机工作满意度等，确保调度方案在满足客户需求的同时，也能考虑企业的经济效益和可持续发展。

5.3 系统集成与测试

智能调度系统的实现不仅需要高效的数据处理和精准的调度算法，还需要系统各个组件的无缝集成和全面的功能测试。系统集成工作首先要确保不同来源的数据能够在一个统一的平台上得到集成和同步，例如车辆监控系统、工单管理系统和司机管理系统等。同时，确保这些系统能够通过APIs、中间件或微服务架构与调度系统高效地交换数据。在此基础上，进行全面的系统功能测试是至关重要的，包括单元测试、集成测试、性能测试和压力测试等，以确保系统在各种条件下都能稳定运行。测试过程中还要特别关注系统的可用性、容错能力和安全性。

结束语

智能化车辆出入管理系统的研究与实现，不仅能够提升车辆出入的效率和安全性，还能够优化用车工单的管理流程，提高整体调度的智能化水平。通过本研究，我们期望为城市交通管理提供一个高效、可靠的智能化解决方案，为未来智能交通系统的发展奠定坚实的基础。随着技术的不断进步和系统的不断完善，智能化车辆出入管理系统将在实际应用中发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]魏体轩. 基于智能调度的公务用车管理系统设计与实现[D]. 南京理工大学, 2021.

[2]王文举. 公务用车智能调度管理系统设计与应用[J]. 科学技术创新, 2018, (27): 88-89.

[3]朱明. 智慧城市中共用车的智能调度系统[D]. 上海交通大学, 2017.

[4]周慧博, 邵佳楠. 基于互联技术的公务用车智能调度服务系统开发分析[J]. 电脑迷, 2017, (04): 68.