車用氣瓶管理平臺研究設計與應用研究

王偉，劉瓊

（1.深圳市城市公共安全技術研究院有限公司，廣東 深圳 518000；2.廣東中化石油化工設計有限公司，廣東 廣州 510700）

車用氣瓶屬于移動高壓容器，是一種典型的承壓類特種設備，充裝介質天然氣屬于易燃易爆氣體，一旦發生事故，將直接威脅城市安全發展。同時，由于氣瓶使用數量大、分布廣、流動性大等特點，車輛非法改裝、未使用登記、未按期檢驗、不合格氣瓶充裝、充裝檢查制度未嚴格執行等問題一直是監管的痛點及難點。2019年市場監管總局辦公廳印發的《關于加快推進全國氣瓶質量安全追溯體系建設的通知》，要求加快推進氣瓶質量安全追溯體系建設。2021 年國家市場監管總局頒布的《氣瓶安全技術規程》，對氣瓶充裝使用、定期檢驗環節提出了信息化管理建設的明確要求。基于現實監管的需求及國家政策法規的要求，車用氣瓶充裝監管體系建設迫在眉睫。本文以二維碼標識及車牌識別為核心，開展管理平臺的研究設計與應用，對未注冊登記、超期未檢、超過使用年限等不符合安全技術要求的車用氣瓶進行加氣槍自動鎖定、不予加氣，實現車用氣瓶信息驗證聯鎖充裝及氣瓶登記、檢驗、充裝、使用等環節管理，確保車用氣瓶來源可查、流向可追、責任可究，解決氣瓶動態監管的痛點及難點問題。

1 二維碼及車牌識別技術研究

追溯管理的核心是信息的記錄和鏈接，而編碼標識技術則是實現追溯信息采集的前提和基礎，目前，一維條碼、二維碼、射頻識別等編碼標識技術在各行業領域中已得到了廣泛的應用。近年來，車用氣瓶多采用無線射頻識別技術(RFID)芯片標簽的方式，但是，由于RFID標簽只能用RFID 識別設備才能讀取，且RFID 識別設備無法識別加氣車輛的車牌號，無法避免加氣車輛和氣瓶不對應等違規行為，功能受限。為避免加氣車輛及其氣瓶不對應等違規問題的發生，方便本地加氣車輛現有存量氣瓶和外地加氣車輛車用氣瓶二維碼的發放工作，本文設計了車用氣瓶和二維碼“一瓶一碼”靈活綁定的方式，同時融入車牌識別功能，實現車用氣瓶全方位動態靈活監管，可對未注冊登記、超期未檢、超過使用年限、車輛和氣瓶不對應等不符合安全技術要求的車用氣瓶進行加氣槍自動鎖定、不予加氣，避免違法違規充裝行為。

由管理平臺預先生成一批未綁定的二維碼，用于車用氣瓶的隨時綁定。無論是本地加氣車輛還是臨時在本地運營的外地加氣車輛，均可通過簡單的操作掃描綁定二維碼，當二維碼和車用氣瓶綁定后，該氣瓶具備唯一標識。針對本地車輛，車用氣瓶首次綁定二維碼時，無須錄入信息，二維碼將直接和管理平臺數據庫鏈接，實現數據動態綁定。針對異地車輛，車用氣瓶首次綁定二維碼時，需手動錄入使用登記、檢驗等信息，信息一經錄入，將動態入庫，后續將在本地全域通用。為了避免加氣車輛非法改裝和車用氣瓶不對應的現象，本文采用車牌識別技術，通過現場設備對加氣車輛的車牌號進行識別，比較加氣車輛車牌信息和加氣車輛車用氣瓶信息是否匹配，如果信息匹配將進行下一步數據比較，如果信息無法匹配將預警并自動鎖定加氣槍、不予加氣。

2 業務流程研究

2.1 到期提醒設計

車用氣瓶的充裝單位應經市場監管部門許可，取得相應的許可證，同時充裝單位的充裝人員也要經過考核并取得相應的資格證書，方可從事許可范圍內相應氣瓶品種和介質的充裝活動。為輔助日常管理，本文針對車用氣瓶檢驗，充裝許可證、燃氣經營許可證和加氣站特種設備作業人員證書換證等進行事前到期提醒。車用氣瓶的首次定期檢驗日期應當從氣瓶使用登記日期起計算，但制造日期與使用登記日期的時間間隔不得超過1個定期檢驗周期。不同性質的氣瓶檢驗日期要求也不同，如車用壓縮天然氣、氫氣鋼瓶要求每3 年檢驗1 次，車用液化石油氣、液化二甲醚鋼瓶要求每5 年檢驗1 次。

氣瓶和移動式壓力容器充裝單位許可證有效期為4年，持證單位在其許可證有效期屆滿后，需要繼續從事相應活動的，應當在其許可證有效期屆滿的6 個月向發證機關提出許可證延續申請。燃氣經營許可證有效期為5 年，在燃氣經營許可證到期前30 日可進行許可證延續申請。移動式壓力容器充裝作業人員資格證有效期為4年，在移動式壓力容器充裝作業人員資格證到期前一個月進行資格證換證申請。

2.2 充裝聯鎖設計

本文基于本地車輛和異地車輛加氣過程中的實際情況，分別進行不同的業務流程設計。針對本地車輛，本文設計了未使用登記、氣瓶報廢使用、氣瓶超期未檢、氣瓶超過使用年限、氣瓶與車輛不對應等違法違規情況告警。加氣車輛的車用氣瓶和二維碼綁定后，一旦加氣將通過現場設備識別加氣車輛的車牌和加氣車輛車用氣瓶的二維碼，掃描后自動鏈接到管理平臺大數據庫，進行本地車輛數據比對，一旦識別到以上所述違法違規行為，管理平臺將自動告警，同時加氣機將聯鎖鎖定加氣槍、禁止加氣。針對異地車輛，本文設計了氣瓶超期未檢、氣瓶超過使用年限等違法違規情況告警。加氣車輛的車用氣瓶和二維碼綁定后，一旦加氣將通過現場設備識別加氣車輛的車牌和加氣車輛車用氣瓶的二維碼，掃描后自動鏈接到管理平臺大數據庫，進行異地車輛數據比對，一旦識別到以上所述違法違規行為，管理平臺將自動告警，同時加氣機將聯鎖鎖定加氣槍、禁止加氣。同時，加氣站充裝人員可利用手持設備，在充裝加氣前、充裝加氣過程中和充裝加氣結束后，分別進行壓力、溫度等檢查情況錄入，實現了充裝環節檢查記錄電子化，同時只對檢查合格的氣瓶進行充裝加氣，充裝過程中一旦發現異常情況，可立即停止充裝作業。充裝聯鎖及告警流程圖如圖1。

圖1 充裝聯鎖及告警流程圖

3 管理平臺研究

3.1 平臺架構

根據二維碼及車牌識別技術研究和業務流程設計研究，開發了車用氣瓶管理平臺（圖2），主要由綜合應用系統、站級應用系統和現場PDA 系統組成，綜合應用系統包括基礎信息、二維碼管理、充裝管理、信息統計和信息展示等模塊；站級應用系統包括信息管理、數據庫管理、車牌登記管理和告警管理等模塊；現場PDA 系統包含二維碼綁定、外地車輛綁定、車牌識別和充裝檢查等模塊。

圖2 管理平臺功能架構圖

（1）綜合應用系統。基礎信息模塊主要包括車用氣瓶、充裝單位、充裝人員、車主單位、本地車輛信息和異地車輛等信息。二維碼管理模塊主要根據業務設計，實現二維碼生成、檢索和下載打印等管理，對于在本地已登記的車用氣瓶，可根據二維碼進行查詢及追溯。充裝管理模塊通過制定統一的標準接口，接入本地各加氣站實時充裝和充裝檢查記錄，實現可充裝記錄的檢索查詢。信息統計模塊可按照日期、數量和類型等分類，實現對充裝信息和告警信息的多維度統計。信息展示模塊提供可視化展示，包括氣瓶總數、企業總數、加氣量總數、告警和預警等信息展示。

（2）站級應用系統。信息管理模塊可實現加氣站移動式壓力容器充裝單位許可證、燃氣經營許可證、主要負責人培訓合格證書、安全管理人員安全培訓合格證書、特種設備安全管理人員資格證書、移動式壓力容器充裝作業人員資格證書、檢查人員、充裝人員等信息維護功能。數據庫管理模塊一方面對接綜合應用系統，定時更新站級應用系統數據庫，為加氣站本地充裝過程管理提供數據基礎；一方面對接PDA 試點軟件，把充裝檢查、充裝記錄等相關數據入站級應用系統數據庫并上傳至綜合應用系統。車牌登記管理模塊對外地車輛進行登記管理，登記數據站級應用系統上傳至綜合應用系統。告警管理模塊通過自動檢索系統內數據庫信息，對未使用登記、氣瓶報廢使用、氣瓶超期未檢、氣瓶超過使用年限、氣瓶與車輛不對應等違法違規行為進行判斷及告警。同時發送加氣機啟動/停止命令。

（3）現場PDA 系統。二維碼綁定模塊可實現對本地已經辦理使用登記的車輛的氣瓶進行二維碼首次綁定，通過掃描加氣車輛車牌號碼和二維碼進行唯一標識和綁定。外地車輛綁定模塊用于外地車輛登記管理。車牌識別模塊可實現加氣車輛車牌號識別。充裝檢查模塊可對充裝前檢查、充裝過程中檢查、充裝后檢查項進行標準化和清單式的確認和勾選，實現充裝檢查電子化作業。

3.2 連接部署

綜合應用系統通過統一數據中心對接加氣車輛使用登記、車用氣瓶檢驗等數據，形成數據庫，用于加氣車輛和車用氣瓶的信息校驗比對，并接收站級應用系統實時充裝等信息。站級應用系統連接到綜合應用系統和現場PDA 系統進行數據同步更新，實現加氣車輛和車用氣瓶的信息校驗比對。現場PDA系統將外地車輛登記、二維碼綁定和充裝檢查等信息同步到站級應用系統，然后上傳至綜合應用系統。管理平臺連接部署圖如圖3。

圖3 管理平臺連接部署圖

4 結語

在二維碼、車牌識別技術和車用氣瓶監管業務流程的研究基礎上，構建車用氣瓶管理平臺，實現車用氣瓶信息驗證聯鎖充裝及氣瓶登記、檢驗、充裝、使用等環節管理，可進一步避免未注冊登記充裝、超期未檢充裝和超過使用年限充裝等現象的發生。