天然氣運輸聯網聯控平臺的不足與優化

朱瑞崴

(山西國新能源發展集團有限公司，山西 太原 030001)

壓縮天然氣(CNG)和液化天然氣(LNG)的運輸由運輸管理部門的聯網聯控平臺監管。中國現行危險品行業的監管主要依據交通運輸部、公安部、國家安全生產監督管理局聯合下發的《道路運輸車輛動態監督管理辦法》(2014年5號令，以下簡稱《辦法》)，以及各省交通運輸廳、公安廳、安全生產監督管理局聯合下發的《貫徹實施〈道路運輸車輛動態監督管理辦法〉工作方案》(以下簡稱《方案》)。《辦法》主要適用于公路營運的載客汽車、危險貨物運輸車輛、半掛牽引車以及總質量為12 t及以上的普通貨運車輛。

《辦法》和各省的《方案》自2014年發布以來，受制于移動網絡傳輸技術、互聯網技術、傳感器技術、物聯網技術的局限性，使聯網聯控平臺存在不足之處。

1 現行聯網聯控平臺的不足之處

在該《辦法》要求下建設的營運車輛聯網聯控平臺，可監控的車輛運行數據包括車速、行駛方向、定位、連續行駛時間，可實現軌跡回放和軌跡存儲。設置監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]。聯網聯控平臺從根本上來說，關注的是超速行駛和疲勞駕駛兩種不安全駕駛行為，但對危險品運輸行業，僅僅關注超速和疲勞駕駛是無法全面地監控運輸和使用中的風險，不能滿足危險品運輸行業的實際需要[2]。

1.1 聯網聯控平臺地圖功能單一

聯網聯控平臺的地圖目前僅用于定位，沒有提供危險品運輸過程中可選擇的道路。危險品運輸行業因其特殊性，與客運、普貨運輸在道路通行上有很大區別，交通部門、公安部門針對危險品運輸在很多道路設置了限行、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，對于危險品運輸可選擇的道路非常有限，對于在途危險品，應該盡量減少運輸距離、在途時間，才能達到降低風險的目的。

1.2 掛車定位信息的不完善

掛車作為危險品的存儲載體，其定位信息對儲運安全更為重要。掛車在運輸過程中位置信息與車頭同步，現有的聯網聯控平臺對停放的掛車、與車頭分離的掛車位置無法監控。危險品運輸企業一般掛車數量多于車頭數量，運輸中可實現將車頭和掛車分離，也就是行業內常說的“甩掛”，車頭繼續執行配送任務，掛車置留目的地，作為臨時儲罐使用，罐內消耗完后車頭將新罐運來更換。

現有聯網聯控平臺的車載終端設備一般安裝在車頭，因此無法監控掛車的相對位置。掛車的停放位置應該作為日常監管中的一個重要方面，另外也應該對掛車的狀態監控，主要包括運輸、停放、儲罐連接等[3]。

1.3 運輸過程中車輛罐廂缺乏監管

罐廂作為存儲容器，罐廂內部溫度、壓力、液位等的變化與事故發生密切相關。現聯網聯控平臺只是關注車頭的行駛數據，對危險品存儲的罐廂缺乏監管[4]。超速、疲勞駕駛只能反映運輸過程中駕駛員的安全駕駛行為是否合規，危險品道路運輸中的很多事故不一定是駕駛行為導致，壓力、溫度的劇烈變化等通常與泄漏、爆炸等情況有關。因此，對于罐內壓力、溫度、液位等進行實時監管，才能更好地監控風險，做好危險品儲運的安全管理[5]。

1.4 現行聯網聯控平臺無法滿足監控需求

現有的聯網聯控平臺只能對行駛期間的車輛軌跡、速度進行監控，對駕駛人員的駕駛行為是否安全、現場情況都無法掌握，無法實現監控的可視化管理，對于行駛中突發情況也不能留存影像資料，是一種被動管理。

可視化監控可以對駕駛員在駕駛期間的駕駛行為實時監控管理，避免出現不安全的駕駛行為，對于預防不安全駕駛非常重要，應作為道路檢查的輔助手段[6]。

2 現行聯網聯控平臺功能的完善

2.1 建立危險品運輸行業地圖

由上級主管部門牽頭，各省級交通管理部門配合，建立全國范圍內的危險品運輸行業地圖，對危險品運輸的限行、禁行、管制分別標注。同時各運營平臺應完善地圖功能，建立全國危險品運輸行業的行業監管平臺，為各級危險品運輸、運營單位道路選擇提供幫助，從而減少危險品在途時間，降低危險品運輸車輛誤入禁行區域的風險。

“兩客一危”聯網聯控云平臺由行業運營平臺、省市級運營備案平臺、企業運營車輛三級組成。企業運營車輛加裝智能硬件系統，通過物聯網技術將狀態參數匯聚至省市級運營備案平臺，省市級平臺信息最終通過互聯網技術與行業監管平臺實現數據雙向傳輸。另一方面，企業用戶通過手機、電腦等方式，在省市級運營備案平臺上可監控車輛的運行狀態。

“兩客一危”聯網聯控云平臺的搭建具有以下優勢：

1) 加強危險品運輸過程中的監管。可實現設備參數、狀態、位置的實時監測，具有豐富、即時的監控數據，為危險品運輸過程中的運行車輛及危險品本身的狀態變化提供更全面的信息，當運行參數或狀態參數達到設定值時自動報警或提醒，有效降低了運輸過程中的風險。

2) 提高行業數據統計的效率。通過各運營平臺大量采集和統計相關儲運數據，然后匯集到行業云平臺，運用大數據分析的手段，及時掌握危險品運輸的行業特點，有利于提高危險品運輸行業營運的精確管理。

3) 降低平臺開發的綜合成本。通過云平臺以及各省市級運營備案平臺的聯動，合理有效地利用設備資本，節約了網絡資源，從而大幅降低了平臺的成本費用。

2.2 對車頭和拖車分別管理

物聯網可通過通信實現數據的上傳與接收；智能硬件設備用來解決底層數據的采集、轉換處理和雙向通信。

2.2.1智能硬件設備

通過軟硬件結合的方式，在儲運容器等設備上加裝物聯網智能硬件，使其擁有智能化的功能，從而實現互聯網服務的加載，形成“端+云+端”的架構，具備了大數據附加價值。智能硬件的主要功能包括數據采集、數據處理、就地顯示、雙向通信等。

隨著技術發展，智能儀表可以更好地實現低功耗、超長待機、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、多數據采集、數據轉換與處理、信號調制、無線發射與接收、自帶電源等都集成在1個防爆殼體內。

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

3) 高精度。測量精度達到±2.5%·FS。

物聯網硬件的聯網方式主要包括有線傳輸和無線傳輸，可通過寬帶接入互聯網，也可選擇無線傳輸加中繼器接入移動互聯網。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可實現全國范圍內的數據傳輸，ZigBee和LoRa用于短距離傳輸使用。

2.2.2對罐廂移動狀態監控

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備，采用GPRS信號傳輸，以較低的成本、較長的待機時間，可實現對罐廂位置信息的監控。罐廂的狀態，可以通過監控閥門狀態與長管拖車的狀態進行管理，涉及以下幾種情況：

1) 罐廂移動中，罐廂處于移動狀態且閥門關閉。

2) 罐廂停放且不使用時，罐廂處于靜止狀態且閥門關閉。

3) 罐廂停放但處于使用狀態時，罐廂為靜止狀態，但閥門狀態為打開。

2.3 智能硬件在罐廂中的應用

通過在罐廂內和閥門上安裝溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器等，可以實時監控罐內危險品的各項參數。當參數達到風險設定值時，聯網聯控平臺出現報警，通知駕駛員或者相關單位采取應急處理，如緊急停車、降溫降壓處理或駛離危險區域，從而避免造成損失[8]。

以無線液位開關在儲運裝備上的應用為例，說明智能儀表在儲運裝備上的連接和應用：

1) 儲運設備上安裝無線遠傳智能儀表，同時配備液位開關，液位到達預定位置后自動傳送聲光報警信號到云平臺，同時發送信號給用戶，并實現根部閥門和其他設備的聯鎖。

2) 液位開關安裝在溢流管上,在測滿管上安裝采用場效應原理的溢流開關，設定當溢流管的液位超過98%時，發出聲光報警并提示已達到額定容量，同時完成進液根部閥和加液設備的聯鎖。

適用的儲運設備有： 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。

測量儀表監測到數值后，可與云平臺進行雙向通信，即測量儀表發出需要應答的信號，如發射位置信息、液位信號、溫度信號、壓力信號、介質種類、設備容積、電池電壓、報警信號、設備檔案資料(如設備編號、制造商、注冊信息、合格證信息、業主信息、定期檢驗信息等)。另外，也能接收并判斷指令信號，如介質變更、液位修正、壓力修正、溫度修正、重新標定各參數、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，實現了全面、立體、實時、準確地監控危險品在運輸過程中的各種狀態變化。當測量儀表的數值進入設置的預警區域時，會向平臺和駕駛人員同時發出報警信息，提醒駕駛人員及時作出處理，從而可預防風險。

2.4 從車輛定位平臺升級為車輛視頻監控平臺

視頻監控設備和視頻監控平臺的運行均已成熟，隨著移動4G網絡的廣泛使用，也大幅降低了視頻監控的流量成本，相關部門已經意識到視頻監控對危險品運輸行業的重要性，《中共中央國務院關于推進安全生產領域改革發展的意見》(中發[2016]32號)文中明確要求：“在長途客運車輛、旅游客車、危險物品運輸車輛和船舶上，強制安裝視頻監控和整車整船安全運行監管技術裝備”。相關檢驗檢測部門，如交通運輸通信信息工程質量檢測中心已陸續檢測并通過了一些設備和平臺的檢驗檢測報告，滿足了推廣使用的條件。

視頻監控車載終端主要設備包括： 微處理器、衛星定位模塊、通信模塊、音頻編解碼模塊、視頻編解碼模塊、攝像機、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、數據存儲器接口等。

2.5 聯網聯控平臺遵循的標準規范

依據現行檢驗檢測標準，道路運輸車輛衛星定位系統視頻平臺應滿足以下標準的規定： JT/T 796—2011《道路運輸車輛衛星定位系統平臺技術要求》[9]、JT/T 809—2011《道路運輸車輛衛星定位系統平臺數據交換》[10]、JT/T 808—2011《道路運輸車輛衛星定位系統終端通信協議及數據格式》[11]、JT/T 1077—2016《道路運輸車輛衛星定位系統視頻平臺技術要求》[12]、JT/T 1078—2016《道路運輸車輛衛星定位系統視頻通信協議》[13]。其中車聯網視頻運營服務平臺的功能、性能、技術指標以及數據交換，主要依據文獻[9-11]規定的經營性企業監控平臺的相關技術要求。

視頻平臺的音視頻資源目錄管理、用戶管理、視頻監控、錄像功能、報警、視頻轉發與復用功能，音視頻終端接入性能、音視頻處理性能、音視頻質量、地圖數據質量和網絡傳輸性能及技術指標、視頻通信協議，按文獻[12-13]的相關技術要求設置。

3 結束語

綜上所述，隨著物聯網、智能儀表、互聯網技術、云計算等相關技術的發展，為了滿足危險品運輸行業安全監控的需要，現行危險品運輸聯網聯控平臺的不足亟待完善，建設更完善的聯網聯控平臺對于危險品運輸行業的安全管理和安全儲運尤為重要。