天然氣運(yùn)輸聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺的不足與優(yōu)化

朱瑞崴

(山西國新能源發(fā)展集團(tuán)有限公司，山西 太原 030001)

壓縮天然氣(CNG)和液化天然氣(LNG)的運(yùn)輸由運(yùn)輸管理部門的聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺監(jiān)管。中國現(xiàn)行危險品行業(yè)的監(jiān)管主要依據(jù)交通運(yùn)輸部、公安部、國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局聯(lián)合下發(fā)的《道路運(yùn)輸車輛動態(tài)監(jiān)督管理辦法》(2014年5號令，以下簡稱《辦法》)，以及各省交通運(yùn)輸廳、公安廳、安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局聯(lián)合下發(fā)的《貫徹實(shí)施〈道路運(yùn)輸車輛動態(tài)監(jiān)督管理辦法〉工作方案》(以下簡稱《方案》)。《辦法》主要適用于公路營運(yùn)的載客汽車、危險貨物運(yùn)輸車輛、半掛牽引車以及總質(zhì)量為12 t及以上的普通貨運(yùn)車輛。

《辦法》和各省的《方案》自2014年發(fā)布以來，受制于移動網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的局限性，使聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺存在不足之處。

1 現(xiàn)行聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺的不足之處

在該《辦法》要求下建設(shè)的營運(yùn)車輛聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺，可監(jiān)控的車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)包括車速、行駛方向、定位、連續(xù)行駛時間，可實(shí)現(xiàn)軌跡回放和軌跡存儲。設(shè)置監(jiān)控超速行駛和疲勞駕駛的限制，可做到自動提醒駕駛員糾正超速行駛、疲勞駕駛等違法行為[1]。聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺從根本上來說，關(guān)注的是超速行駛和疲勞駕駛兩種不安全駕駛行為，但對危險品運(yùn)輸行業(yè)，僅僅關(guān)注超速和疲勞駕駛是無法全面地監(jiān)控運(yùn)輸和使用中的風(fēng)險，不能滿足危險品運(yùn)輸行業(yè)的實(shí)際需要[2]。

1.1 聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺地圖功能單一

聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺的地圖目前僅用于定位，沒有提供危險品運(yùn)輸過程中可選擇的道路。危險品運(yùn)輸行業(yè)因其特殊性，與客運(yùn)、普貨運(yùn)輸在道路通行上有很大區(qū)別，交通部門、公安部門針對危險品運(yùn)輸在很多道路設(shè)置了限行、禁行、管制，除了固定管制的道路，還有很多臨時管制行為。因此，對于危險品運(yùn)輸可選擇的道路非常有限，對于在途危險品，應(yīng)該盡量減少運(yùn)輸距離、在途時間，才能達(dá)到降低風(fēng)險的目的。

1.2 掛車定位信息的不完善

掛車作為危險品的存儲載體，其定位信息對儲運(yùn)安全更為重要。掛車在運(yùn)輸過程中位置信息與車頭同步，現(xiàn)有的聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺對停放的掛車、與車頭分離的掛車位置無法監(jiān)控。危險品運(yùn)輸企業(yè)一般掛車數(shù)量多于車頭數(shù)量，運(yùn)輸中可實(shí)現(xiàn)將車頭和掛車分離，也就是行業(yè)內(nèi)常說的“甩掛”，車頭繼續(xù)執(zhí)行配送任務(wù)，掛車置留目的地，作為臨時儲罐使用，罐內(nèi)消耗完后車頭將新罐運(yùn)來更換。

現(xiàn)有聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺的車載終端設(shè)備一般安裝在車頭，因此無法監(jiān)控掛車的相對位置。掛車的停放位置應(yīng)該作為日常監(jiān)管中的一個重要方面，另外也應(yīng)該對掛車的狀態(tài)監(jiān)控，主要包括運(yùn)輸、停放、儲罐連接等[3]。

1.3 運(yùn)輸過程中車輛罐廂缺乏監(jiān)管

罐廂作為存儲容器，罐廂內(nèi)部溫度、壓力、液位等的變化與事故發(fā)生密切相關(guān)?，F(xiàn)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺只是關(guān)注車頭的行駛數(shù)據(jù)，對危險品存儲的罐廂缺乏監(jiān)管[4]。超速、疲勞駕駛只能反映運(yùn)輸過程中駕駛員的安全駕駛行為是否合規(guī)，危險品道路運(yùn)輸中的很多事故不一定是駕駛行為導(dǎo)致，壓力、溫度的劇烈變化等通常與泄漏、爆炸等情況有關(guān)。因此，對于罐內(nèi)壓力、溫度、液位等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)管，才能更好地監(jiān)控風(fēng)險，做好危險品儲運(yùn)的安全管理[5]。

1.4 現(xiàn)行聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺無法滿足監(jiān)控需求

現(xiàn)有的聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺只能對行駛期間的車輛軌跡、速度進(jìn)行監(jiān)控，對駕駛?cè)藛T的駕駛行為是否安全、現(xiàn)場情況都無法掌握，無法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的可視化管理，對于行駛中突發(fā)情況也不能留存影像資料，是一種被動管理。

可視化監(jiān)控可以對駕駛員在駕駛期間的駕駛行為實(shí)時監(jiān)控管理，避免出現(xiàn)不安全的駕駛行為，對于預(yù)防不安全駕駛非常重要，應(yīng)作為道路檢查的輔助手段[6]。

2 現(xiàn)行聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺功能的完善

2.1 建立危險品運(yùn)輸行業(yè)地圖

由上級主管部門牽頭，各省級交通管理部門配合，建立全國范圍內(nèi)的危險品運(yùn)輸行業(yè)地圖，對危險品運(yùn)輸?shù)南扌小⒔?、管制分別標(biāo)注。同時各運(yùn)營平臺應(yīng)完善地圖功能，建立全國危險品運(yùn)輸行業(yè)的行業(yè)監(jiān)管平臺，為各級危險品運(yùn)輸、運(yùn)營單位道路選擇提供幫助，從而減少危險品在途時間，降低危險品運(yùn)輸車輛誤入禁行區(qū)域的風(fēng)險。

“兩客一危”聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控云平臺由行業(yè)運(yùn)營平臺、省市級運(yùn)營備案平臺、企業(yè)運(yùn)營車輛三級組成。企業(yè)運(yùn)營車輛加裝智能硬件系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將狀態(tài)參數(shù)匯聚至省市級運(yùn)營備案平臺，省市級平臺信息最終通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)監(jiān)管平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸。另一方面，企業(yè)用戶通過手機(jī)、電腦等方式，在省市級運(yùn)營備案平臺上可監(jiān)控車輛的運(yùn)行狀態(tài)。

“兩客一?！甭?lián)網(wǎng)聯(lián)控云平臺的搭建具有以下優(yōu)勢：

1) 加強(qiáng)危險品運(yùn)輸過程中的監(jiān)管。可實(shí)現(xiàn)設(shè)備參數(shù)、狀態(tài)、位置的實(shí)時監(jiān)測，具有豐富、即時的監(jiān)控數(shù)據(jù)，為危險品運(yùn)輸過程中的運(yùn)行車輛及危險品本身的狀態(tài)變化提供更全面的信息，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)或狀態(tài)參數(shù)達(dá)到設(shè)定值時自動報警或提醒，有效降低了運(yùn)輸過程中的風(fēng)險。

2) 提高行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計的效率。通過各運(yùn)營平臺大量采集和統(tǒng)計相關(guān)儲運(yùn)數(shù)據(jù)，然后匯集到行業(yè)云平臺，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析的手段，及時掌握危險品運(yùn)輸?shù)男袠I(yè)特點(diǎn)，有利于提高危險品運(yùn)輸行業(yè)營運(yùn)的精確管理。

3) 降低平臺開發(fā)的綜合成本。通過云平臺以及各省市級運(yùn)營備案平臺的聯(lián)動，合理有效地利用設(shè)備資本，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)資源，從而大幅降低了平臺的成本費(fèi)用。

2.2 對車頭和拖車分別管理

物聯(lián)網(wǎng)可通過通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳與接收；智能硬件設(shè)備用來解決底層數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換處理和雙向通信。

2.2.1智能硬件設(shè)備

通過軟硬件結(jié)合的方式，在儲運(yùn)容器等設(shè)備上加裝物聯(lián)網(wǎng)智能硬件，使其擁有智能化的功能，從而實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的加載，形成“端+云+端”的架構(gòu)，具備了大數(shù)據(jù)附加價值。智能硬件的主要功能包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、就地顯示、雙向通信等。

隨著技術(shù)發(fā)展，智能儀表可以更好地實(shí)現(xiàn)低功耗、超長待機(jī)、低輻射、高精度、高度集成等，且安裝成本大幅降低，已適合大范圍推廣使用[7]。

1) 高度集成。液晶顯示、多數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理、信號調(diào)制、無線發(fā)射與接收、自帶電源等都集成在1個防爆殼體內(nèi)。

2) 低功耗。一般情況下，在2D儀表中，1節(jié)5號電池可持續(xù)工作3～5 a；在3D儀表中，3節(jié)5號電池可持續(xù)工作2～3 a。

3) 高精度。測量精度達(dá)到±2.5%·FS。

物聯(lián)網(wǎng)硬件的聯(lián)網(wǎng)方式主要包括有線傳輸和無線傳輸，可通過寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)，也可選擇無線傳輸加中繼器接入移動互聯(lián)網(wǎng)。有線傳輸連接方式主要有： 模擬信號，RS-485接口，CAN接口；無線傳輸方式主要有： GPRS，ZigBee，LoRa等；GPRS可實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸，ZigBee和LoRa用于短距離傳輸使用。

2.2.2對罐廂移動狀態(tài)監(jiān)控

長管拖車是罐廂的載體，罐廂是裝載危險品的容器。通過在罐廂安裝無線傳輸定位設(shè)備，采用GPRS信號傳輸，以較低的成本、較長的待機(jī)時間，可實(shí)現(xiàn)對罐廂位置信息的監(jiān)控。罐廂的狀態(tài)，可以通過監(jiān)控閥門狀態(tài)與長管拖車的狀態(tài)進(jìn)行管理，涉及以下幾種情況：

1) 罐廂移動中，罐廂處于移動狀態(tài)且閥門關(guān)閉。

2) 罐廂停放且不使用時，罐廂處于靜止?fàn)顟B(tài)且閥門關(guān)閉。

3) 罐廂停放但處于使用狀態(tài)時，罐廂為靜止?fàn)顟B(tài)，但閥門狀態(tài)為打開。

2.3 智能硬件在罐廂中的應(yīng)用

通過在罐廂內(nèi)和閥門上安裝溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器等，可以實(shí)時監(jiān)控罐內(nèi)危險品的各項參數(shù)。當(dāng)參數(shù)達(dá)到風(fēng)險設(shè)定值時，聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺出現(xiàn)報警，通知駕駛員或者相關(guān)單位采取應(yīng)急處理，如緊急停車、降溫降壓處理或駛離危險區(qū)域，從而避免造成損失[8]。

以無線液位開關(guān)在儲運(yùn)裝備上的應(yīng)用為例，說明智能儀表在儲運(yùn)裝備上的連接和應(yīng)用：

1) 儲運(yùn)設(shè)備上安裝無線遠(yuǎn)傳智能儀表，同時配備液位開關(guān)，液位到達(dá)預(yù)定位置后自動傳送聲光報警信號到云平臺，同時發(fā)送信號給用戶，并實(shí)現(xiàn)根部閥門和其他設(shè)備的聯(lián)鎖。

2) 液位開關(guān)安裝在溢流管上,在測滿管上安裝采用場效應(yīng)原理的溢流開關(guān)，設(shè)定當(dāng)溢流管的液位超過98%時，發(fā)出聲光報警并提示已達(dá)到額定容量，同時完成進(jìn)液根部閥和加液設(shè)備的聯(lián)鎖。

適用的儲運(yùn)設(shè)備有： 罐車、集裝箱、立式罐、臥式罐、船用罐、迷你罐、車用瓶、杜瓦瓶、長管拖車、集裝格等。

測量儀表監(jiān)測到數(shù)值后，可與云平臺進(jìn)行雙向通信，即測量儀表發(fā)出需要應(yīng)答的信號，如發(fā)射位置信息、液位信號、溫度信號、壓力信號、介質(zhì)種類、設(shè)備容積、電池電壓、報警信號、設(shè)備檔案資料(如設(shè)備編號、制造商、注冊信息、合格證信息、業(yè)主信息、定期檢驗信息等)。另外，也能接收并判斷指令信號，如介質(zhì)變更、液位修正、壓力修正、溫度修正、重新標(biāo)定各參數(shù)、測量單位變更、報警門限變更、傳感器類型變更、容器類型和直徑變更、上傳時間變更等，實(shí)現(xiàn)了全面、立體、實(shí)時、準(zhǔn)確地監(jiān)控危險品在運(yùn)輸過程中的各種狀態(tài)變化。當(dāng)測量儀表的數(shù)值進(jìn)入設(shè)置的預(yù)警區(qū)域時，會向平臺和駕駛?cè)藛T同時發(fā)出報警信息，提醒駕駛?cè)藛T及時作出處理，從而可預(yù)防風(fēng)險。

2.4 從車輛定位平臺升級為車輛視頻監(jiān)控平臺

視頻監(jiān)控設(shè)備和視頻監(jiān)控平臺的運(yùn)行均已成熟，隨著移動4G網(wǎng)絡(luò)的廣泛使用，也大幅降低了視頻監(jiān)控的流量成本，相關(guān)部門已經(jīng)意識到視頻監(jiān)控對危險品運(yùn)輸行業(yè)的重要性，《中共中央國務(wù)院關(guān)于推進(jìn)安全生產(chǎn)領(lǐng)域改革發(fā)展的意見》(中發(fā)[2016]32號)文中明確要求：“在長途客運(yùn)車輛、旅游客車、危險物品運(yùn)輸車輛和船舶上，強(qiáng)制安裝視頻監(jiān)控和整車整船安全運(yùn)行監(jiān)管技術(shù)裝備”。相關(guān)檢驗檢測部門，如交通運(yùn)輸通信信息工程質(zhì)量檢測中心已陸續(xù)檢測并通過了一些設(shè)備和平臺的檢驗檢測報告，滿足了推廣使用的條件。

視頻監(jiān)控車載終端主要設(shè)備包括： 微處理器、衛(wèi)星定位模塊、通信模塊、音頻編解碼模塊、視頻編解碼模塊、攝像機(jī)、拾音器；外部接口包括： USB接口、CAN總線接口、RS-232接口、RS-485接口、音視頻信號輸入接口、音視頻信號輸出接口、數(shù)據(jù)存儲器接口等。

2.5 聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺遵循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

依據(jù)現(xiàn)行檢驗檢測標(biāo)準(zhǔn)，道路運(yùn)輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)視頻平臺應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定： JT/T 796—2011《道路運(yùn)輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)平臺技術(shù)要求》[9]、JT/T 809—2011《道路運(yùn)輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)交換》[10]、JT/T 808—2011《道路運(yùn)輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)終端通信協(xié)議及數(shù)據(jù)格式》[11]、JT/T 1077—2016《道路運(yùn)輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)視頻平臺技術(shù)要求》[12]、JT/T 1078—2016《道路運(yùn)輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)視頻通信協(xié)議》[13]。其中車聯(lián)網(wǎng)視頻運(yùn)營服務(wù)平臺的功能、性能、技術(shù)指標(biāo)以及數(shù)據(jù)交換，主要依據(jù)文獻(xiàn)[9-11]規(guī)定的經(jīng)營性企業(yè)監(jiān)控平臺的相關(guān)技術(shù)要求。

視頻平臺的音視頻資源目錄管理、用戶管理、視頻監(jiān)控、錄像功能、報警、視頻轉(zhuǎn)發(fā)與復(fù)用功能，音視頻終端接入性能、音視頻處理性能、音視頻質(zhì)量、地圖數(shù)據(jù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)傳輸性能及技術(shù)指標(biāo)、視頻通信協(xié)議，按文獻(xiàn)[12-13]的相關(guān)技術(shù)要求設(shè)置。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能儀表、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，為了滿足危險品運(yùn)輸行業(yè)安全監(jiān)控的需要，現(xiàn)行危險品運(yùn)輸聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺的不足亟待完善，建設(shè)更完善的聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控平臺對于危險品運(yùn)輸行業(yè)的安全管理和安全儲運(yùn)尤為重要。