基于物聯(lián)網和北斗導航技術的?；肺锪鞴芾硐到y(tǒng)設計

引 言

隨著現(xiàn)代石油和化工行業(yè)的快速發(fā)展，危險化學品的運輸量不斷增加，危化品運輸過程中發(fā)生的安全事故數(shù)量也不斷攀升。根據(jù)國家安監(jiān)總局和消防總局的有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在我國近幾年發(fā)生的危化品安全事故中，有超過 77% 的事故發(fā)生在危化品運輸階段，有 9% 的安全事故發(fā)生在危化品存儲階段。由此可見，?；钒踩芾碇酗L險最高的一個環(huán)節(jié)即危化品物流。我國?；肺锪鞴芾砟壳按嬖谌缦聠栴} ：

(1) 政府監(jiān)管力量不足，對?；愤\輸企業(yè)資質審查不嚴格，掛靠車輛屢禁不止 ；

(2) ?；肺锪鞴芾硇畔鬏攲崟r性差，稽查難度較大 ；

(3) 科技管理手段相互獨立，信息孤島現(xiàn)象嚴重 ；

(4) ?；愤\輸企業(yè)缺乏成熟的管理模式，運輸路線不合理，安全意識較差。

針對我國危險化學品物流管理現(xiàn)狀，依據(jù)國家出臺的危險化學品管理相關政策文件，本文結合目前世界和國內先進的信息化技術手段，利用物聯(lián)網、北斗導航、TD-SACMD 4G 等技術提出一種?；肺锪鞴芾硇畔⑾到y(tǒng)的設計方法。

1 系統(tǒng)設計原理

基于物聯(lián)網和北斗導航技術的?；肺锪鞴芾硐到y(tǒng)主要實現(xiàn)如下三大功能 ：

(1) 車載終端的數(shù)據(jù)采集與傳輸 ；

(2) 監(jiān)控中心的實時監(jiān)測與調度管理 ；

(3) 數(shù)據(jù)中心的安全與備份。

車載終端設備安裝在?；愤\輸車輛上， 該設備通過北斗導航定位技術采集運輸車輛的運行路線，通過 TD- SACMD 4G 網絡將信息傳輸?shù)叫畔⑵脚_，通過 RFID 技術配置溫度、濕度等傳感器，采集車內危化品的環(huán)境參數(shù)，通過TD-SACMD 4G 網絡將信息傳輸?shù)叫畔⑵脚_。運輸車輛的車門鉛封采用基于 RFID 技術的電子鉛封，只有接收到合法的授權信息才能開封，并能將開封的信息通過無線方式傳送到車載終端，通過 4G 網絡上傳到平臺系統(tǒng)，若是非法開封， 則會發(fā)出報警信息。該信息平臺采用基于 Java 技術的中間件與 Oracle 數(shù)據(jù)庫構建?；肺锪鞴芾硇畔⑾到y(tǒng)，系統(tǒng)結構如圖 1 所示。

2 系統(tǒng)技術框架

2.1 車載終端

車載終端的輸入數(shù)據(jù)為北斗衛(wèi)星采集信號、溫濕度傳感器采集信號、煙霧傳感器采集信號、光傳感器采集信號、電子鎖啟封和封鎖信號、緊急報警按鍵觸發(fā)信號和三路視頻監(jiān)控信號，以及來自監(jiān)控中心的報警和命令信號。車載終端的輸出數(shù)據(jù)為傳輸至數(shù)據(jù)中心的衛(wèi)星定位信號、?；翻h(huán)境參數(shù)信號、電子鎖信號、緊急呼救信號、超速報警信號。輸出信號都由通信控制中心經身份認證直接存入數(shù)據(jù)中心服務器，還可配備 4G 手機實現(xiàn)與監(jiān)控中心的語音和短信交互傳輸。

2.2 通信中心

通信中心是溝通車載終端與數(shù)據(jù)中心和監(jiān)控中心的紐帶，負責監(jiān)控和傳輸車載終端發(fā)往數(shù)據(jù)中心的原始數(shù)據(jù)，負責監(jiān)控和傳輸車載終端與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)交互，負責維護車載終端通信參數(shù)及通信協(xié)議。

2.3 數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心既是所有數(shù)據(jù)和服務的儲存?zhèn)}庫，也是溝通車載終端和監(jiān)控中心的橋梁。其輸入數(shù)據(jù)有下述四大來源 ：

(1) 來自車載終端的數(shù)據(jù)。如衛(wèi)星定位信號、?；翻h(huán)境參數(shù)信號、電子鎖信號、緊急呼救信號，視頻監(jiān)控信號。

(2) 來自貨物倉庫的數(shù)據(jù)。包括危險貨物在出發(fā)地倉庫裝車運輸時，工作人員利用手持掃描設備自動讀取危險貨物包裝上的條形碼、RFID 電子標簽信息（如危險貨物名稱、編號等），車輛上有公安和運政部門聯(lián)合發(fā)放的許可證信息（車輛車型、車牌號、載重等）和倉庫管理中心數(shù)據(jù)庫中的其他信息（如危險貨物運單編號、危險貨物數(shù)量等），請求與物流監(jiān)控管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行對比確認。

(3) 來自監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)。對存儲于數(shù)據(jù)中心的原始數(shù)據(jù)或加工過的原始數(shù)據(jù)的查詢請求，如對車輛位置、行車軌跡、車輛狀態(tài)、貨物狀態(tài)、報警信號（車輛超速、超時等）、緊急呼救事件及其處置情況、車輛信息等的查詢請求 ；通過公文流轉向上級部門提交的?；愤\輸路線方案、應急處置預備方案的存儲與查詢 ；對監(jiān)控中心處理日志的儲存與備份。

(4) 自行輸入的數(shù)據(jù)。含用戶信息、電子地圖信息、危化品運輸交通法規(guī)信息，危化品緊急事件分類處置相關信息。

其輸出數(shù)據(jù)為提供給監(jiān)控中心的視頻監(jiān)控信號、車輛實時位置信號、車輛實時狀態(tài)、貨物實時狀態(tài)、報警信號（車輛超速、超時、超限、傳感器參數(shù)超界等）、緊急呼救信號， 滿足查詢需要的行車軌跡、地理信息、車輛信息、貨物信息等。

2.4 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心的輸入數(shù)據(jù)為來自數(shù)據(jù)中心的視頻監(jiān)控信號、衛(wèi)星定位信號（車輛超速、超時、超限、傳感器參數(shù)超界等）、報警信號、電子鎖信號、緊急呼救信號、電子地圖信息等， 以及來自車載終端的語音、短信等交互數(shù)據(jù)。監(jiān)控中心的輸 出信號包括三部分 ：上傳至車載終端的車輛超速、超時、超限等報警信號。其中報警信號除車輛超速不必上傳車載終外，其余全部傳至車載終端，以提醒司機注意 ；指揮命令既要上傳至車載終端，也要作為操作日志在數(shù)據(jù)中心留有記錄 ； 對于駕駛人員違規(guī)操作、危險貨物泄漏、交通事故等緊急事 件，監(jiān)控中心應根據(jù)不同的情況立刻進行分類處理，迅速向 不同的人員和部門提供報警信息。使報警信息能夠及時準確 地傳送給司乘人員、運輸管理部門、貨主、車輛所在地的公 安交警、消防等部門，以確保危險貨物及運輸車輛得到及時處置和快速救援，同時向數(shù)據(jù)中心發(fā)出查詢請求信號。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流分析

系統(tǒng)總體數(shù)據(jù)流圖如圖 2 所示。系統(tǒng)的主要業(yè)務流程是車載終端采集 GPS/ 北斗衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)、傳感器采集車載貨物環(huán)境參數(shù)、電子鎖狀態(tài)參數(shù)以及緊急事故報警開關狀態(tài)參數(shù)，通過通信控制中心將車載終端采集到的數(shù)據(jù)實時傳輸給數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心將原始數(shù)據(jù)處理后存入數(shù)據(jù)庫，將接收到的報警信息及時傳遞給監(jiān)控中心 ；對于非報警信號，則在接收到監(jiān)控中心的查詢請求后將數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控中心。監(jiān)控軟件將數(shù)據(jù)與 Web 網頁上的電子地圖匹配，使終端用戶能夠清楚、直觀地掌握移動目標的動態(tài)位置信息，從而達到對移動目標的監(jiān)控，并根據(jù)實際工作需要進行調度，也可對移動目標的歷史軌跡進行查詢。監(jiān)控中心可通過手機或短信方式直接向被監(jiān)控車輛發(fā)送調度命令和報警信號。

                                                                                                                                                                  圖 2 基于物聯(lián)網和北斗導航技術的危化品物流管理系統(tǒng)總體數(shù)據(jù)流圖

4 結 語

基于物聯(lián)網和北斗導航技術的?；肺锪鞴芾硐到y(tǒng)可通過安裝在運輸車輛上的車載終端實時采集車輛位置、電子鎖啟封和封鎖、車內貨物環(huán)境參數(shù)等信息，并將車輛位置信息、電子鎖異常、車內貨物環(huán)境參數(shù)異常以及車輛緊急報警存入數(shù)據(jù)中心進行分類處理 ；通過監(jiān)控中心信息管理平臺可以實時跟蹤監(jiān)控車輛和貨物的運行狀態(tài)，查詢車輛的歷史運行軌跡。系統(tǒng)通過對“危險化學品運輸”在從業(yè)人員、車輛狀況、裝運條件等環(huán)節(jié)進行信息化管理水平提升，有效實現(xiàn)了危險化學品流向跟蹤、狀態(tài)監(jiān)控、來源追溯等監(jiān)管目的，規(guī)范危險化學品的管理。同時，實現(xiàn)危險化學品領域的跨部門聯(lián)動與監(jiān)管，提高政府部門應急信息處理和資源調度能力。