[00738885]基于物联网和GIS的液态危险品运输状态远程实时监控技术研究

该课题研究开发了针对液态危险品其运输罐车进行动态监控的多参数传感器，设计开发了基于多传感器测点数据的智能车载终端系统, 设计实现了基于WebGIS的液态危险品运输状态信息监控中心，实现了对液态危险品自身参数和其运输车辆状态参数信息的远程动态监控、传输、发布和预警。该课题取得的研究成果已经成功应用于液态危险运输车辆状态在线监测中，能够精确、动态感知液态危险品在运输过程中的温度、液位以及运输罐车的空间位置、倾角、速度等关键信息，本地及远程预警准确，运行稳定可靠，提高了液态危险品运输的管理水平，可以减少事故的发生或者即使事故发生后最大程度减少事故损失。成果创新性：目前国内外对液态危险品运输安全监控系统的研究主要涉及GPS/GIS/GPRS技术对车辆位置进行监控，利用无线传感器网络技术对危险品运输车辆状态进行监控等，而将物联网和GIS技术结合实现对危险品运输状态远程综合监控的还很少。该课题研究的基于物联网和GIS的液态危险品运输状态远程监控关键技术，综合以下技术：基于MEMS传感器、Zigbee技术、片上系统（SOC）技术的液态危险品运输状态监测WSN集成技术。能够融合WSN数据、GPS/北斗卫星数据的智能车载终端。实现了液态危险运输车辆状态在线监测，该课题取得的研究成果已经成功应用于液态危险运输车辆状态在线监测中，能够精确、动态感知液态危险品在运输过程中的温度、液位以及运输罐车的空间位置、倾角、速度等关键信息，本地及远程预警准确，运行稳定可靠，提高了液态危险品运输的管理水平，并获得实用新型专利4项。成果独占性：该课题针对液态危险品的温度、液位和其运输罐车的空间位置、速度、倾角、油量等参数进行远程动态监控、传输、发布和预警。关键技术：1. 本征安全防爆型的智能微型MEMS传感器系统。技术指标：监测变量精度：应力：±1%FS；位移：±0.5%FS；动振幅：±5%FS；2. 基于多传感器测点数据同步传输和融合技术的智能车载终端系统。技术指标：活载及环境监测系统：汽车速度范围：5-150Km/h；测量准确度：静态1%，动态5%。3. 基于百度地图API的液态危险品运输状态信息监控中心。技术特征：设计建立了液态危险品监控信息数据库，基于百度地图API实现了对液态危险品运输状态监控信息实时发布系统。该课题所采用的技术都是针对液体危险品的状态信息监测，由于不同的液体危险品本身的性状信息都不相同，所以对其进行监测采用的传感器的设计、优化、参数设定都不相同，技术上难以复制。成果盈利性：据统计，我国每年发生的危险品事故达上百起，死伤数百人，直接经济损失数百亿元。目前国内外对液态危险品运输安全监控系统的研究主要涉及GPS/GIS/GPRS技术对车辆位置进行监控，利用无线传感器网络技术对危险品运输车辆状态进行监控等，而将物联网和GIS技术结合实现对危险品运输状态远程综合监控的还很少。该课题以GIS作为基础信息平台，利用MEMS传感器、GPS\北斗卫星定位、无线通信等技术对液态危险品运输进行实时监控，实现了对危险品自身状态信息、车辆空间位置信息和车辆状态信息的综合监控。虽然按照本系统会增加运输企业的部分成本，但是却可以减少事故的发生或者即使事故发生后最大程度减少事故损失。以河北省2.4万辆危险品运输车辆为例，按千分之三的平均事故率计算，每年可以挽回的直接经济损失最少2亿元。成果持续性：我国是世界化学品生产和进出口大国，目前已能生产45000多种，全国化工业总产值与化工产品进出口贸易总额均居世界前列。由于液态危险品具有易燃、易爆、强烈腐蚀性、毒害、放射线辐射等特性，在运输途中存在着火灾、爆炸、泄漏、中毒等重大风险。该课题利用物联网和GIS技术研究开发了一套对液态危险品自身状态参数信息和运输车辆状态参数信息的远程综合实时监控系统，在实验室内分别完成了基于无线传感器和有线传感器的液态危险品运输状态监控系统，在实车实验中实现了基于有线传感器的液态危险品运输状态远程实时监控管理，并在中石化合作企业—华康伟业运输公司进行安装使用，实现了在甲醇运输状态中的温度、液位和运输车辆的倾角、油量以及车辆位置的远程实时监控、预警和综合管理，取得良好的应用效果，并计划进行下一步推广应用。成果先进性：该课题研究实现了对液态危险品自身参数和其运输车辆状态参数信息的远程动态监控、传输、发布和预警。技术指标一：针对液体危险品状态进行动态监控的多参数传感器系统研究。实现了对液态危险品状态传感器和GPS/北斗卫星定位模块等多传感器系统的设计、测试。技术指标二：基于多传感器测点数据同步传输和融合技术的智能车载终端系统研究。 在车载终端上实现了对温度、液位、倾角及油量传感器、GPS/北斗定位接收器等多类型传感器数据的融合、存储、传输和显示。技术指标三：基于GIS的多传感器数据与空间数据集成数据库系统研究。设计实现了各类传感器的监测数据与GPS/北斗卫星定位技术所获取的空间定位数据的集成存储和管理。 技术指标四：基于百度地图API的液体危险品运输状态动态发布系统研究。实现基于百度地图API技术的液态危险品监控信息可视化电子地图发布、查询和预警。国内已有危化品运输监控系统的文献报道，但是该课题研综合以下技术：基于MEMS传感器、Zigbee技术、片上系统（SOC）技术的液态危险品运输状态监测WSN集成技术，整体居同类研究国内领先水平。