天然气运输联网联控平台的不足与优化

朱瑞崴

(山西国新能源发展集团有限公司，山西 太原 030001)

压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)的运输由运输管理部门的联网联控平台监管。中国现行危险品行业的监管主要依据交通运输部、公安部、国家安全生产监督管理局联合下发的《道路运输车辆动态监督管理办法》(2014年5号令，以下简称《办法》)，以及各省交通运输厅、公安厅、安全生产监督管理局联合下发的《贯彻实施〈道路运输车辆动态监督管理办法〉工作方案》(以下简称《方案》)。《办法》主要适用于公路营运的载客汽车、危险货物运输车辆、半挂牵引车以及总质量为12 t及以上的普通货运车辆。

《办法》和各省的《方案》自2014年发布以来，受制于移动网络传输技术、互联网技术、传感器技术、物联网技术的局限性，使联网联控平台存在不足之处。

1 现行联网联控平台的不足之处

在该《办法》要求下建设的营运车辆联网联控平台，可监控的车辆运行数据包括车速、行驶方向、定位、连续行驶时间，可实现轨迹回放和轨迹存储。设置监控超速行驶和疲劳驾驶的限制，可做到自动提醒驾驶员纠正超速行驶、疲劳驾驶等违法行为[1]。联网联控平台从根本上来说，关注的是超速行驶和疲劳驾驶两种不安全驾驶行为，但对危险品运输行业，仅仅关注超速和疲劳驾驶是无法全面地监控运输和使用中的风险，不能满足危险品运输行业的实际需要[2]。

1.1 联网联控平台地图功能单一

联网联控平台的地图目前仅用于定位，没有提供危险品运输过程中可选择的道路。危险品运输行业因其特殊性，与客运、普货运输在道路通行上有很大区别，交通部门、公安部门针对危险品运输在很多道路设置了限行、禁行、管制，除了固定管制的道路，还有很多临时管制行为。因此，对于危险品运输可选择的道路非常有限，对于在途危险品，应该尽量减少运输距离、在途时间，才能达到降低风险的目的。

1.2 挂车定位信息的不完善

挂车作为危险品的存储载体，其定位信息对储运安全更为重要。挂车在运输过程中位置信息与车头同步，现有的联网联控平台对停放的挂车、与车头分离的挂车位置无法监控。危险品运输企业一般挂车数量多于车头数量，运输中可实现将车头和挂车分离，也就是行业内常说的“甩挂”，车头继续执行配送任务，挂车置留目的地，作为临时储罐使用，罐内消耗完后车头将新罐运来更换。

现有联网联控平台的车载终端设备一般安装在车头，因此无法监控挂车的相对位置。挂车的停放位置应该作为日常监管中的一个重要方面，另外也应该对挂车的状态监控，主要包括运输、停放、储罐连接等[3]。

1.3 运输过程中车辆罐厢缺乏监管

罐厢作为存储容器，罐厢内部温度、压力、液位等的变化与事故发生密切相关。现联网联控平台只是关注车头的行驶数据，对危险品存储的罐厢缺乏监管[4]。超速、疲劳驾驶只能反映运输过程中驾驶员的安全驾驶行为是否合规，危险品道路运输中的很多事故不一定是驾驶行为导致，压力、温度的剧烈变化等通常与泄漏、爆炸等情况有关。因此，对于罐内压力、温度、液位等进行实时监管，才能更好地监控风险，做好危险品储运的安全管理[5]。

1.4 现行联网联控平台无法满足监控需求

现有的联网联控平台只能对行驶期间的车辆轨迹、速度进行监控，对驾驶人员的驾驶行为是否安全、现场情况都无法掌握，无法实现监控的可视化管理，对于行驶中突发情况也不能留存影像资料，是一种被动管理。

可视化监控可以对驾驶员在驾驶期间的驾驶行为实时监控管理，避免出现不安全的驾驶行为，对于预防不安全驾驶非常重要，应作为道路检查的辅助手段[6]。

2 现行联网联控平台功能的完善

2.1 建立危险品运输行业地图

由上级主管部门牵头，各省级交通管理部门配合，建立全国范围内的危险品运输行业地图，对危险品运输的限行、禁行、管制分别标注。同时各运营平台应完善地图功能，建立全国危险品运输行业的行业监管平台，为各级危险品运输、运营单位道路选择提供帮助，从而减少危险品在途时间，降低危险品运输车辆误入禁行区域的风险。

“两客一危”联网联控云平台由行业运营平台、省市级运营备案平台、企业运营车辆三级组成。企业运营车辆加装智能硬件系统，通过物联网技术将状态参数汇聚至省市级运营备案平台，省市级平台信息最终通过互联网技术与行业监管平台实现数据双向传输。另一方面，企业用户通过手机、电脑等方式，在省市级运营备案平台上可监控车辆的运行状态。

“两客一危”联网联控云平台的搭建具有以下优势：

1) 加强危险品运输过程中的监管。可实现设备参数、状态、位置的实时监测，具有丰富、即时的监控数据，为危险品运输过程中的运行车辆及危险品本身的状态变化提供更全面的信息，当运行参数或状态参数达到设定值时自动报警或提醒，有效降低了运输过程中的风险。

2) 提高行业数据统计的效率。通过各运营平台大量采集和统计相关储运数据，然后汇集到行业云平台，运用大数据分析的手段，及时掌握危险品运输的行业特点，有利于提高危险品运输行业营运的精确管理。

3) 降低平台开发的综合成本。通过云平台以及各省市级运营备案平台的联动，合理有效地利用设备资本，节约了网络资源，从而大幅降低了平台的成本费用。

2.2 对车头和拖车分别管理

物联网可通过通信实现数据的上传与接收；智能硬件设备用来解决底层数据的采集、转换处理和双向通信。

2.2.1智能硬件设备

通过软硬件结合的方式，在储运容器等设备上加装物联网智能硬件，使其拥有智能化的功能，从而实现互联网服务的加载，形成“端+云+端”的架构，具备了大数据附加价值。智能硬件的主要功能包括数据采集、数据处理、就地显示、双向通信等。

随着技术发展，智能仪表可以更好地实现低功耗、超长待机、低辐射、高精度、高度集成等，且安装成本大幅降低，已适合大范围推广使用[7]。

1) 高度集成。液晶显示、多数据采集、数据转换与处理、信号调制、无线发射与接收、自带电源等都集成在1个防爆壳体内。

2) 低功耗。一般情况下，在2D仪表中，1节5号电池可持续工作3～5 a；在3D仪表中，3节5号电池可持续工作2～3 a。

3) 高精度。测量精度达到±2.5%·FS。

物联网硬件的联网方式主要包括有线传输和无线传输，可通过宽带接入互联网，也可选择无线传输加中继器接入移动互联网。有线传输连接方式主要有： 模拟信号，RS-485接口，CAN接口；无线传输方式主要有： GPRS，ZigBee，LoRa等；GPRS可实现全国范围内的数据传输，ZigBee和LoRa用于短距离传输使用。

2.2.2对罐厢移动状态监控

长管拖车是罐厢的载体，罐厢是装载危险品的容器。通过在罐厢安装无线传输定位设备，采用GPRS信号传输，以较低的成本、较长的待机时间，可实现对罐厢位置信息的监控。罐厢的状态，可以通过监控阀门状态与长管拖车的状态进行管理，涉及以下几种情况：

1) 罐厢移动中，罐厢处于移动状态且阀门关闭。

2) 罐厢停放且不使用时，罐厢处于静止状态且阀门关闭。

3) 罐厢停放但处于使用状态时，罐厢为静止状态，但阀门状态为打开。

2.3 智能硬件在罐厢中的应用

通过在罐厢内和阀门上安装温度传感器、压力传感器、液位传感器等，可以实时监控罐内危险品的各项参数。当参数达到风险设定值时，联网联控平台出现报警，通知驾驶员或者相关单位采取应急处理，如紧急停车、降温降压处理或驶离危险区域，从而避免造成损失[8]。

以无线液位开关在储运装备上的应用为例，说明智能仪表在储运装备上的连接和应用：

1) 储运设备上安装无线远传智能仪表，同时配备液位开关，液位到达预定位置后自动传送声光报警信号到云平台，同时发送信号给用户，并实现根部阀门和其他设备的联锁。

2) 液位开关安装在溢流管上,在测满管上安装采用场效应原理的溢流开关，设定当溢流管的液位超过98%时，发出声光报警并提示已达到额定容量，同时完成进液根部阀和加液设备的联锁。

适用的储运设备有： 罐车、集装箱、立式罐、卧式罐、船用罐、迷你罐、车用瓶、杜瓦瓶、长管拖车、集装格等。

测量仪表监测到数值后，可与云平台进行双向通信，即测量仪表发出需要应答的信号，如发射位置信息、液位信号、温度信号、压力信号、介质种类、设备容积、电池电压、报警信号、设备档案资料(如设备编号、制造商、注册信息、合格证信息、业主信息、定期检验信息等)。另外，也能接收并判断指令信号，如介质变更、液位修正、压力修正、温度修正、重新标定各参数、测量单位变更、报警门限变更、传感器类型变更、容器类型和直径变更、上传时间变更等，实现了全面、立体、实时、准确地监控危险品在运输过程中的各种状态变化。当测量仪表的数值进入设置的预警区域时，会向平台和驾驶人员同时发出报警信息，提醒驾驶人员及时作出处理，从而可预防风险。

2.4 从车辆定位平台升级为车辆视频监控平台

视频监控设备和视频监控平台的运行均已成熟，随着移动4G网络的广泛使用，也大幅降低了视频监控的流量成本，相关部门已经意识到视频监控对危险品运输行业的重要性，《中共中央国务院关于推进安全生产领域改革发展的意见》(中发[2016]32号)文中明确要求：“在长途客运车辆、旅游客车、危险物品运输车辆和船舶上，强制安装视频监控和整车整船安全运行监管技术装备”。相关检验检测部门，如交通运输通信信息工程质量检测中心已陆续检测并通过了一些设备和平台的检验检测报告，满足了推广使用的条件。

视频监控车载终端主要设备包括： 微处理器、卫星定位模块、通信模块、音频编解码模块、视频编解码模块、摄像机、拾音器；外部接口包括： USB接口、CAN总线接口、RS-232接口、RS-485接口、音视频信号输入接口、音视频信号输出接口、数据存储器接口等。

2.5 联网联控平台遵循的标准规范

依据现行检验检测标准，道路运输车辆卫星定位系统视频平台应满足以下标准的规定： JT/T 796—2011《道路运输车辆卫星定位系统平台技术要求》[9]、JT/T 809—2011《道路运输车辆卫星定位系统平台数据交换》[10]、JT/T 808—2011《道路运输车辆卫星定位系统终端通信协议及数据格式》[11]、JT/T 1077—2016《道路运输车辆卫星定位系统视频平台技术要求》[12]、JT/T 1078—2016《道路运输车辆卫星定位系统视频通信协议》[13]。其中车联网视频运营服务平台的功能、性能、技术指标以及数据交换，主要依据文献[9-11]规定的经营性企业监控平台的相关技术要求。

视频平台的音视频资源目录管理、用户管理、视频监控、录像功能、报警、视频转发与复用功能，音视频终端接入性能、音视频处理性能、音视频质量、地图数据质量和网络传输性能及技术指标、视频通信协议，按文献[12-13]的相关技术要求设置。

3 结束语

综上所述，随着物联网、智能仪表、互联网技术、云计算等相关技术的发展，为了满足危险品运输行业安全监控的需要，现行危险品运输联网联控平台的不足亟待完善，建设更完善的联网联控平台对于危险品运输行业的安全管理和安全储运尤为重要。