危化品運輸車安全預警控制系統

陜西汽車控股集團有限公司 付偉龍 王學友 蔣瑞鋒 趙增耀

介紹了在危化品運輸車運輸過程中，可對罐體運載介質的物理狀態和車輛駕駛安全情況進行監測，使司機及運輸單位能夠及時發現和了解車輛及罐體安全情況，并對事故做出分級預警和預防，達到降低其安全事故發生率的目的的一款安全預警控制系統。該系統還可在事故發生時，針對性地進行救援，避免二次事故發生，全面提升了危化品運輸車的智能性和安全性。

為解決危化品運輸車運輸過程的運輸安全及管理監控問題，筆者開發了一款危化品運輸車安全預警控制系統。通過此系統的應用，可有效地對危化品車運輸過程中的罐體運載介質物理狀態和車輛駕駛安全情況進行監測，使司機及運輸單位及時發現和了解車輛及罐體的安全情況，并對事故做出分級預警和預防，減少安全事故發生及避免二次事故發生，全面提升危化品運輸車的智能性和安全性。

危化品運輸車安全預警系統開發的背景及意義

危化品罐式車是將具有易燃、易爆等特性的液體或氣體通過罐體運輸到目的地的運輸載體，隨著危化品產量和運輸量的逐年上升，危化品運輸過程中出現的事故也越來越多，因此危險化學品運輸過程中的安全問題受到社會各方面的關注。

目前，危化品運輸車在運輸過程中缺乏對罐體運載介質的物理狀態和車輛駕駛安全情況的監測[1]，司機及運輸單位不能及時發現和了解車輛及罐體安全情況，不能及時對事故做出預警和預防；在事故發生時也不能針對性地進行救援，易引發二次事故發生。因此研究危化品罐式車安全預警系統是危化品運輸車安全性和智能化的發展方向和需求。

安全預警系統組成及原理

危化品運輸車安全預警控制系統是一種能夠對危化品運輸過程中的罐體物理狀態和車輛駕駛安全情況進行監測，并且可以根據不同的危化品介質設置不同的安全參數，將溫度、壓力、液位、車距進行整合集中監測[2]，同時可以對預警級別進行分級，根據危化品的危險特性進行一般預警以及爆炸危險預警，另外還可以進行遠程監控和管理[3]，并對安全事故進行有效預警及監控的系統及模塊。詳細模塊組成如圖1所示。

圖1 模塊組成圖

1. 系統組成及結構

該系統主要由檢測裝置、提示及報警裝置、控制器、無線傳送終端及無線接收終端平臺組成，如圖2所示。

圖2 系統組成及結構示意圖

2. 具體方案

本系統能夠有效提高危化品罐式車安全性能，其中檢測裝置由溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、前車距測量傳感器、后車距測量傳感器等多組傳感器組成，通過在罐體人孔蓋上對溫度、壓力、液位等傳感器的布置及車輛前后防撞梁上對前后車距傳感器的布置，然后通過信號線將各傳感器與控制器進行連接，實現對罐體內溫度、壓力、液位等參數及車輛運行過程的前后車距等參數進行采集；控制器可實現對檢測裝置采集到的壓力信號、溫度信號、液位信號、前車距信號及后車距信號的處理、分析、判斷，當采集值超出設定值時進行相應的報警及提示信號輸出，同時通過CAN線將控制器與無線發送終端進行連接，按照約定的通信協議將無線接收終端所需要的壓力、溫度、液位、車距等信息傳送到無線發送終端；提示及報警裝置由蜂鳴器、指示燈、LED屏等組成，實現對控制器輸出危險報警信號的報警和提示，當控制器判斷檢測參數超出設定安全值時，提示及報警裝置會向司機及車輛周圍進行相應的燈光、字幕或語音提示；無線傳送終端將控制器傳送來的數據傳送到終端接收平臺，實現數據的無線傳送。無線接收終端平臺可實現對無線傳送終端傳送的壓力、溫度、液位、車距、時間等數據的解析、顯示、記錄及查詢，有利于車主和運營商對車隊安全情況的監管，同時也可對事故進行分析、防范及針對性救援。

其中控制器通過信號導線與檢測裝置中的各傳感器進行連接，無線傳送終端通過CAN總線與控制器進行連接，提示及報警裝置通過信號導線與控制器連接。

3. 系統控制邏輯

該系統控制邏輯如圖3所示，詳細步驟如下。

步驟1：系統上電；

步驟2：系統開始進行參數檢測；

步驟3：控制器對前車距傳感器采集到的前車距信號進行處理、計算得到相應的前車距值S1；

步驟4：控制器對檢測的前車距值S1與安全設定前車距值S-F進行判斷比較，當S1

步驟5：報警及提示機構通過前車距報警指示燈和蜂鳴器進行前車距小報警和提示，并通過語音提示司機進行減速或變道操作；

步驟6：控制器對后車距傳感器采集到的后車距信號進行處理、計算得到相應的后車距值S2；

步驟7：控制器對檢測的后車距值S2與安全設定后車距值S-B進行判斷比較，當S2

步驟8：報警及提示機構通過后車距報警指示燈和蜂鳴器進行后車距小報警和提示，并通過LED屏進行后車距及“請注意剎車”和減速閃爍顯示，同時提醒主車進行提速或變道操作；

步驟9：控制器對溫度傳感器采集到的溫度信號進行處理、計算得到相應的溫度值A；

步驟10：控制器對檢測的溫度值A與設定安全溫度值M進行判斷比較，當A>M時執行步驟11，當A≤M時則執行步驟12(M為系統設定最高安全溫度值)；

步驟11：報警及提示機構通過溫度報警指示燈和蜂鳴器進行溫度高報警和提示，并通過LED屏進行溫度顯示；

步驟12：控制器對壓力傳感器采集到的壓力信號進行處理、計算得到相應的壓力值B；

步驟13：控制器對檢測的壓力值B與設定安全最低壓力值p及設定安全最高壓力值q進行判斷比較，當p＜B＜q時執行步驟15，當B≤p或者B≥q時則執行步驟14(p為系統設定安全最低壓力值，q為系統設定安全最高壓力值)；

步驟14：報警及提示機構通過壓力報警指示燈和蜂鳴器進行壓力高（低）報警和提示，并通過LED屏進行壓力顯示；

步驟15：控制器對液位傳感器采集到的液位信號進行處理、計算得到相應的液位值C；

步驟16：控制器對檢測的液位值C與系統設定最低液位值x及系統設定最高液位值y進行判斷比較，當x

步驟17：報警及提示機構通過液位報警指示燈和蜂鳴器進行液位高（低）報警和提示，并通過LED屏進行液位顯示；

步驟18：結束。

圖3 系統控制邏輯圖

安全預警控制系統內容及特點

該系統能夠監測危化品運輸車全過程的罐體物理狀態和車輛駕駛安全情況，并對安全事故進行有效的分級預警。可實現如下功能：

a. 危化品安全監測系統的數據采集與控制；

b.危化品安全監測系統開發，以輕質燃油為研究介質，對其運輸過程中的溫度、壓力、液位、放油閥門狀態等相關安全參數進行檢測，并在中控屏進行實時顯示與控制；

c.危化品安全監測系統與“兩客一危”平臺的通信功能，實現實時數據獲取和上傳，以及車輛實時定位與監測功能；

d. 實現前后車距的檢測與分級預警功能；

e. 實現車輛尾部警示功能。

結語

通過對危化品運輸車安全預警控制方法及系統的研究及應用，可以有效監測危化品運輸全過程罐體運載介質的物理狀態和車輛駕駛安全情況，并對安全事故進行有效預警和信息實時上傳，為事故的避免、減少、預警、救援提供了有效信息，全面提升了危化品運輸車的智能性和安全性。