车载负重感应与GPS定位技术在粪渣收运监管中的应用

周 超，王芙蓉

（深圳市玉龙坑固体废弃物综合利用中心，广东 深圳 518029）

车载负重感应与GPS定位技术在粪渣收运监管中的应用

周 超，王芙蓉

（深圳市玉龙坑固体废弃物综合利用中心，广东 深圳 518029）

以深圳市为例，总结了现有粪便收运方式存在的问题。通过在粪渣收运车上安装压力传感器和GPS定位系统，并通过对测量数据的无线远传，实现了对粪渣收运车行走路线和质量变化情况的实时监控。

负重感应；GPS定位；监控；粪渣收运

深圳市现有的粪渣收运方式主要为市场化运营，由社会力量创办的清运企业购买粪渣运输车辆，对市区公厕和小区化粪池中的粪渣进行收运，然后运至垃圾处理厂进行处理。但是现有收运方式处于无序状态，为了追求企业利润最大化，节省运送粪渣至指定处置地点的运输成本，一些企业管理者和粪渣车承包人在粪渣收运过程中违规操作，将载满粪渣的车不按照指定地点倾泻，而是就近排放到地下管网或河道中；粪渣车到别处装满水，再到收运地点用车中水冲洗化粪池，将池中粪渣冲至地下管网中。据调查，只有少部分粪渣运至垃圾处理厂，而很大一部分粪渣直接排入地下管网或河道中，严重污染市容环境和饮用水源。

为加强监管，有效发挥高科技的优势，通过在粪渣车上加装监控系统，监控粪渣车的行走路线和质量变化，可有效杜绝粪渣收运过程中的各种违法行为，规范粪渣收运行业管理，净化现有粪渣收运市场。

1 粪渣车监控方案

1.1 方案设计

监控装置由质量监控模块、车身水平补偿器、仪表和GPS/GPRS模块组成。通过安装在粪渣车箱体和大梁之间的传感器，将车载质量转化为多路电信号，多路信号汇总到车身水平补偿器进行信号汇总与补偿，最终由GPS/GPRS模块将数据（质量、车号、GPS定位等）传输到监管部门网络中心进行监控管理，其流程见图1。参数设定实时监控数据传送为1次/min；车辆载质量有较大幅度变化（幅度超过10%）时，可以实时、准确反映出来。

图1 粪渣车监控示意

1.2 质量传感器的安装

根据车体长度，选择4个支撑点结构。考虑恶劣行车状况下，载荷冲击加速度为4 g（g=9．8 m/s2），选择5 t OB型传感器4只。传感器安全过载能力可达到7．5 t，极限过载能力为12．5 t，传感器实际安全使用系数可达到6。传感器与罐体连接的上连接板采用高强度焊接方式，最薄弱处为与传感器连接的螺栓连接处，采用3条M20螺栓进行连接，采用10．9级高强度螺栓，增加安全和稳定性。传感器与车辆大梁连接的下连接板根据实际车体大梁尺寸及传感器选型以及实际汽车安装状况进行设计，连接方式考虑到汽车底盘大梁不允许焊接，采用螺栓连接方式，最薄弱处为下连接板与汽车底盘大梁固定的螺栓连接，选用7条M16螺栓进行合理分布连接，采用10．9级高强度螺栓，增加安全和稳定性。

1.3 GPS定位模块安装

拆卸真空泵、油箱、水箱、工具箱、侧安全栏；拆卸罐体支架，吊起罐体；在车辆大梁中部安装车身水平补偿器，4套计量模块的数据线连接至车身水平补偿器上；在驾驶室内安装车载仪表和GPS/GPRS模块，以车辆蓄电池为工作电源，车身水平补偿器的数据线连接到车载仪表上，车载仪表和GPS/GPRS模块以串口线相连；安装真空泵、油箱、水箱、工具箱、侧安全栏，车体重新喷漆。

1.4 数据传输的调试

配置GPS/GPRS模块的天线，2个天线都必须安放在无遮挡的位置，2个天线之间应保持一定的距离；将中国移动SIM卡安装到GPS/GPRS模块中；配置GPS/GPRS模块，按1次/min的频率，将GPS定位数据和计量数据传输到改装现场的电脑中；电脑中的测试版监控中心正确接收数据。

2 粪渣车监控系统试运行结果

通过图2的电子地图设定路线，模拟装满粪渣车的运行，设定在由A到B的运送途中有偷排行为发生，则可以记录下该车辆的经停轨迹及时间变化［1］，以及所有时刻的车辆载质量情况数据。模拟运行的记录结果见表1。

2.1 GPS定位系统的跟踪效果

图2 电子地图上的行车监控路线

表1 设备592001的GPS定位数据和质量变化感应数据（车牌号A0001）

将设备592001的GPS数据（见表1） 还原到电子地图上，其车辆运行轨迹与设定路径基本吻合，由于没有WGS-84（GPS定位数据所用的坐标系）转换到深圳独立坐标系的准确公式和参数，因此定位到深圳电子地图时有一定误差（误差范围±5～10 m），基本不影响监控功能的发挥。

2.2 质量传感器的跟踪效果

以时间为联系变量，可将表1中的地理位置与车辆载质量对应起来。现将表1中的载质量数据对时间做成图3，从图3可见，该模拟车辆从15：02：33时刻开始载质量下降，而该时刻对应的运行位置在C点而不是目标B点，说明存在中途卸载。由图3的前半段可以看到，由于车辆运行中颠簸和经过上下坡路段时，质量数据存在一定误差（±5%以内），但这并不影响监控人员对质量变化性质的判断。

图3 质量实时变化

根据以上试验结果，可以设计一种预警机制，在车载负重有较大幅度变化（例如载质量下降超过10%）时，通过车载负重变化感应和GPS定位技术可实时监控粪渣收运车辆运行路径和及时发现偷排行为。

3 结论

试验证明，在粪渣收运车上安装压力传感器和GPS定位系统，可对车辆运行路径及载质量进行实时监测，并有效防止粪渣收运过程中偷排乱倒行为。此项技术若推广实施，可改变现有粪渣无序收运的局面，达到规范、净化粪渣收运市场的目的，起到防止粪渣清运环节造成环境污染问题的作用。

［1］石华，王志钰．粪渣处理问题一箩筐［N/OL］．羊城晚报，2010-05-26．

［2］张松．治理粪渣乱倒规范市场是关键［N/OL］．成都商报，2009-04-15．

Application of Load Sense and GPS Positioning Technologies in Monitoring of Nightsoil Collection and Transportation

Zhou Chao,Wang Furong
（Shenzhen Yulongkeng Solid Wastes Utilization Center,Shenzhen Guangdong 518029）

Taking Shenzhen city as an example,existing problems in the present nightsoil collection and transportation mode were summarized．By equipped with pressure sensor and GPS positioning system on vehicle for nightsoil collection and transportation,and through wireless remote transmission of measurement data,real-time monitoring of transportation route and nightsoil weight can be come true．

load sense；GPS positioning；monitoring；nightsoil collection and transportation

TP315

B

1005-8206（2011）03-0053-03

2011-02-25

周超（1982—），助理工程师，主要从事固体废物处理。

（责任编辑：张艺）