Введение
С быстрым развитием химической промышленности Китая, количество химических заводов продолжает расти, перевозки химических опасных материалов автомобилями имеют экспоненциальную тенденцию роста, перевозка опасных химических веществ является динамичным источником опасности, возникновение аварий, связанных с широким спектром опасностей, серьезный вред, общественная безопасность общества будет иметь большое влияние [1]. В последние годы количество дорожно-транспортных происшествий, происходящих с транспортными средствами, перевозящими опасные материалы, растет из года в год, вызывая утечку химических веществ, загрязнение близлежащих дорог и земель, создание помех движению, либо пожары и взрывы, приводящие к серьезным жертвам и материальному ущербу. Перевозки опасных грузов на пространственные расстояния можно разделить на внутригородские и междугородние. На основе технологии Интернета вещей осуществляется мониторинг транспортных средств для перевозки опасных грузов в режиме реального времени, включая скорость и положение транспортного средства, траекторию движения, комплексные условия работы транспортных средств и показатели перевозимых материалов. Своевременное предупреждение при обнаружении показателей, приближающихся к ненормальным, руководство по устранению потенциальных аварий. В случае аварии можно быстро отреагировать и принять спасательные меры для минимизации потерь.
1. Статус междугородних перевозок опасных грузов
Степень модернизации транспортных средств для перевозки опасных грузов, как правило, невысока, и значительная часть транспортных средств для перевозки опасных грузов состоит из обычных автомобилей, подвергшихся простым модификациям, а отсутствие эффективных и действенных мер изоляции и защиты опасных грузов может легко привести к утечке или порче опасных грузов.
В последние годы скорость развития оборудования для мониторинга транспортных средств увеличивается, предприятия по перевозке опасных грузов обычно используют встроенный мониторинг транспортных средств и бортовые регистраторы для мониторинга состояния транспортных средств и маршрутов движения, благодаря сочетанию GPS и технологии беспроводной связи для достижения позиционирования транспортного средства и связи, была достигнута определенная степень возможностей мониторинга транспортных средств междугороднего транспорта. Однако состав системы мониторинга относительно прост, и различные части системы работают независимо друг от друга, может осуществляться только базовый сбор данных, а анализ и обработка данных не отличаются оперативностью. Кроме того, мониторинг в реальном времени при перевозке опасных грузов, предупреждение об опасности в реальном времени также является проблемой, требующей решения [2].
2. Технологии интернета вещей
Интернет вещей (IoT) — это объединение разных устройств в общую сеть, в которой они могут собирать информацию, обрабатывать её и обмениваться данными между собой, с человеком и серверами в дата-центре или облаке. С помощью специальных датчиков и сенсоров группы устройств взаимодействуют друг с другом и выполняют разные задачи. Технология IoT характеризуется всесторонним зондированием, надежной передачей и интеллектуальной обработкой.
Типичная архитектура IoT делится на три уровня, сверху вниз: уровень восприятия, сетевой уровень и уровень приложений . В сочетании с реальными потребностями междугородних перевозок опасных грузов каждый уровень имеет свое функциональное разделение.
Уровень восприятия состоит из различных датчиков и детекторов с функциями обнаружения, включая камеры наблюдения и записи, системы глобального позиционирования GPS, RFID-метки и считыватели, мониторы давления в шинах и другое оборудование, которые используются для идентификации и обнаружения таких показателей, как давление в шинах, скорость, географическое положение, высота над уровнем моря, траектория движения и другие показатели перевозимых транспортных средств, а также используются для мониторинга в реальном времени состояния перевозимых опасных материалов, таких как концентрация жидкости и газа, температура, давление, Он также используется для мониторинга в реальном времени состояния перевозимых опасных грузов, таких как концентрация жидкости и газа, температура, давление, показатели и состояние утечки и порчи. Сенсорный слой используется для сбора различной информации о состоянии и является основой и источником информации для системы IoT.
Сетевой уровень осуществляет передачу данных собранной на уровне восприятия информации, которая передается с использованием базовых сетевых средств, таких как Интернет, сети мобильной связи, сети беспроводного доступа и беспроводные локальные сети, например 3G/4G/Wi-Fi, и других технических средств. Основная роль сетевого уровня — передача информации и данных.
Уровень приложений используется для объединения Интернета вещей и пользователей, объединяя технологию Интернета вещей с реальной отраслью транспортировки опасных грузов, интегрируя развитие и использование ресурсов, делая профессиональные приложения отрасли для реализации интеллектуальных, более полных и конкретных недорогих и качественных решений проблемы.
3. Основные технологии iot, применяемые в системе
3.1. Технология зондирования
В основном это всевозможные датчики, с помощью которых собирается физическая информация и показатели транспортных средств и опасных грузов, и это основная единица, составляющая Интернет вещей. Быстрое развитие новейших технологий МЭМС-датчиков обеспечивает техническую поддержку при создании системы.
3.2. Технология распознавания объектов
RFID технология является представителем технологии распознавания объектов. Может эффективно идентифицировать личность транспортного средства, тип перевозимых опасных грузов и другую основную информацию. Преимуществами системы являются высокая скорость распознавания, большой объем данных, динамическое изменение данных на этикетке и динамическая связь в режиме реального времени. Он осуществляет интеллектуальный мониторинг транспортных средств и опасных грузов.
3.3. Технология распознавания местоположения
GPS — это зрелая и широко используемая технология позиционирования, которая применяется более чем в 40 процентах случаев в мире. Преимуществами системы позиционирования GPS являются большое количество спутников на орбите, высокая скорость позиционирования и высокая точность.
3.4. Методы географической идентификации
Представленная ГИС географическая информационная система , обладающая мощными функциями сбора, управления, хранения, анализа и обработки данных, а также возможностью вывода пространственных данных, объединяет ГИС-систему с системой управления транспортным средством, обеспечивая визуализацию географического положения транспортного средства и другую информацию, на основе интеграции ГИС географической информационной системы стала неизбежной тенденцией в развитии логистики.
3.5. Технологии беспроводной связи
Развитие технологий беспроводной связи идет быстрыми темпами, технология 3G стандарта TD-CDMA уже созрела, новейшая технология 4G стандарта TD-LTE по сравнению с предыдущими поколениями технологий значительно улучшила скорость передачи данных, теоретическая скорость загрузки 100MB, теоретическая скорость загрузки 50MB, может адаптироваться к высокоскоростной мобильной передаче данных транспортных средств, имеет сильную своевременность и может быть сохранена в облаке. Благодаря широкому и глубокому охвату сети, технология 4G способна удовлетворить требования IoT к передаче данных.
4. Структура системы мониторинга безопасности при междугородных перевозках опасных грузов
Система мониторинга безопасности междугородних перевозок опасных грузов реализует функции мониторинга состояния опасных грузов и предупреждения о безопасности, отслеживания местоположения и регистрации информации о транспортном процессе [3]. Структурная схема системы мониторинга безопасности показана на рисунке 1.
Рис. 1. Структурная схема системы мониторинга безопасности
4.1. Интегрированная система сбора информации о транспортных средствах и опасных грузах
Система сбора информации о состоянии транспортного средства в основном завершает сбор и централизованную обработку информации о состоянии транспортного средства, которая является ядром всей системы транспортного средства, и система состоит из различных датчиков и оборудования для преобразования данных. В соответствии с формулировкой правил перевозки опасных грузов, скорость движения транспортного средства, ускорение, географическое положение, высота над уровнем моря и дорожная среда, где находится транспортное средство, температура климата для мониторинга в режиме реального времени; для перевозки опасных грузов температура, влажность, концентрация, вибрация и ли утечка информации, такой как сбор данных в режиме реального времени; для водителя и транспортного средства перед дорогой с помощью камеры для записи, собранные данные будут Отправка собранных данных водителю и в командный центр мониторинга, при возникновении нештатных ситуаций и обнаружении факторов, приводящих к опасности, водитель и центр мониторинга могут принять своевременные меры по устранению потенциальной угрозы безопасности. Если на транспортном средстве произошла внезапная авария, система также может своевременно информировать водителя и удаленный центр мониторинга, указывая причину проблемы, что позволяет центру мониторинга быстро направить спасателей и проинструктировать водителя, как правильно ликвидировать последствия аварии [4]. Процесс сбора данных о рабочем состоянии транспортного средства и опасного материала показан на рисунке 2.
Рис. 2. Процесс сбора данных о рабочем состоянии транспортного средства и опасного материала
4.2. Системы передачи информационных данных
Благодаря спутниковой и беспроводной связи собранная информация может передаваться водителю и в удаленный центр мониторинга и диспетчеризации, а также обеспечивать связь в реальном времени между терминалом управления автомобилем и удаленным центром мониторинга. Основана на системе глобального позиционирования GPS и технологии 3G, плюс система BeiDou для помощи. Быстрая скорость передачи информации и высокая сила сигнала сети необходимы для ориентирования и спасения в чрезвычайных ситуациях. Технология 3G достигла высокого уровня развития, качественно улучшив скорость передачи данных и голоса по сравнению с предыдущими сетями GPRS, что делает ее пригодной для передачи данных и экстренных вызовов. С расширением зоны покрытия сетей 3G и популяризацией сетей 4G бесперебойная передача информации и данных может быть обеспечена даже в условиях сложного рельефа между городами.
4.3. Система удаленного мониторинга и диспетчерского командного центра
Командный центр удаленного мониторинга и диспетчеризации является ключевой частью всей системы, играя роль сводки информации, анализа данных, передачи связи, управления информацией, мониторинга и командования. Получая информационные данные, передаваемые с автомобильного терминала, он может в любое время контролировать состояние транспортного средства, такое как скорость, положение, высоту и другую информацию, а с помощью камеры и беспроводной сети он может в режиме реального времени определять состояние водителя, а также превышение скорости, курение и другие нарушения правил, которые легко могут привести к опасному поведению. В то же время он может отслеживать параметры и показатели опасных грузов и оснащен различными серверами и специальными прикладными программами управления для оборота и анализа данных, а также для руководства экспортом решений. Оснащенная системой планирования спасательных работ в сочетании с подробными планами действий в чрезвычайных ситуациях, связанная с системой спасения города, прилегающего к транспортному средству, спасательная служба своевременно направляется к месту аварии или опасности, а также планирует оптимальный путь, чтобы прибыть на место происшествия в кратчайшие сроки для проведения спасательных работ [5].
Изучение информации о транспортных средствах и состоянии опасных грузов перед аварией, а также анализ, проведенный профессиональными техниками-программистами, позволяют установить причину или непосредственную причину аварии, что делает доказательства достаточными, более точными и непосредственными при определении ответственности, а также позволяет разработать план предупреждения и устранения последствий для последующей программы работы транспорта и процесса эксплуатации.
5. Заключение
Основываясь на новейших технологиях Интернета вещей, в данной статье исследуются междугородние перевозки опасных грузов, сочетая новейшие ключевые IoT, такие как технология зондирования, технология распознавания объектов, технология распознавания местоположения, технология географической идентификации, технология беспроводной связи и т. д., и разделяя систему мониторинга безопасности междугородних перевозок опасных грузов на три части, которые являются комплексной системой сбора данных о рабочем состоянии транспортных средств и опасных грузов, системой передачи информационных данных и системой удаленного мониторинга и планирования. Система командного центра. Тесное взаимодействие между системами для своевременного предупреждения об авариях и своевременного спасения после аварий является важной гарантией безопасности междугородних перевозок опасных грузов. Создание системы является долгосрочным и сложным, ограниченным техническими условиями, стоимостью и другими факторами, развитие требует долгосрочных инвестиций и политической поддержки, но значение заключается в том, что она задает направление для построения систематизации и постоянно совершенствует систему в процессе постепенного развития, что сыграет положительную роль в продвижении безопасной перевозки опасных грузов в будущем.
Литература:
- Лю Цян, Гао Хуэй. Обсуждение и концепция единой платформы мониторинга для безопасности транспортировки опасных химических веществ [J]. Китайский журнал по безопасности, 2006, 2(2):59–64.
- Сунь Ман, Вэй Лицзюнь. Краткий анализ причин 32 типичных дорожно-транспортных происшествий с опасными химическими веществами [C] // Материалы Китайского международного форума по безопасности труда, 2018.
- Ван Руосян, Лю Вэйминь. Разработка системы мониторинга распределения материалов на основе интернета вещей [J]. Логистические технологии, 2012, 31(11):436–438.
- Гао Ляньчжоу. Исследование интеллектуальной системы мониторинга дорожных перевозок опасных грузов на основе технологии Интернета вещей [J]. Логистическая инженерия и управление, 2013, 35(3):80–82.
- Хуэймэнь. Исследование системы мониторинга рабочей среды транспортных средств, перевозящих опасные грузы по шоссе, на основе технологии интернета вещей [J]. Технологии и методы, 2015(2):155–157.
