CN113110248A - 一种危化品运输卸液综合监控管理系统及监控管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及危化品运输卸液综合监控管理系统及监控管理方法，该系统包括：监控平台，用于管理、发送运单信息和运单电子标签信息、构建带泵罐车数字孪生；带泵罐车驶往指定的固定式储罐并进行卸液、采集和发送罐车信息和位置信息、与储罐建立近场通信、接收储罐发送的密钥并进行比对，生成储罐控制指令、判断是否允许卸液；固定式储罐用于回复秘钥、根据罐控制指令开启电子锁，比对电子标签并将比对结果发送给带泵罐车；MQTT协议代理服务器，用于监控平台和带泵罐车、固定式储罐之间的数据订阅和派发，配置不同监控平台的数据订阅权限。本发明能彻底杜绝合法带泵罐车给非法储罐充液的情况，减少行业内监管平台重复建设，减少终端的能耗及流量消耗。

Description

一种危化品运输卸液综合监控管理系统及监控管理方法

技术领域

本发明涉及危化品车监控管理技术领域，具体涉及一种危化品运输卸液综合监控管理系统及监控管理方法。

背景技术

目前液化气作为清洁能源被广泛使用各用途中，虽然在城市或较为发达的集镇都能通过铺设地下管道输送液化气，以此满足人们的各种使用需求；而在地处偏远山区位置处，由于受偏远山区地理环境等综合影响，难以通过铺设管道通气为人们提供便捷的液化气使用渠道，通常是通过不同车辆运输方式将液化气运输至偏远山区位置为人们提供液化气使用，而有的运输车辆为了提高运输搬运操作效率而升级成了具有自卸液功能的带泵罐车，用于对罐体内的气体或液体进行压缩、抽送，由于某些货物属于易燃易爆危险品，对带泵罐车的安全性要求比较高。

现有的带泵罐车监控技术是由车载终端、监控平台两部分组成，车载终端作为客户端，监控平台作为服务端，车载终端和监控平台通过TCP协议建立长连接，进行双向通信。比如中国专利CN104986713B公开的一种监控带泵罐车的方法及管理平台，其中方法包括如下步骤：实时接收车载终端发送的位置信息，并根据所述位置信息获取带泵罐车的行驶轨迹；判断所述行驶轨迹与预设的行驶轨迹是否匹配；当所述行驶轨迹与所述预设的行驶轨迹匹配时，接收所述车载终端发送的卸液请求，并根据所述卸液请求生成卸液授权指令；将所述卸液授权指令发送至所述车载终端，以使所述车载终端生成卸液授权信息并将所述卸液授权信息发送至控制设备，从而使所述控制设备控制所述带泵罐车的卸液泵的启动。

上述带泵罐车监控技术在运输危化品的过程中，是通过采集带泵罐车的实时位置、速度等信息，上报给监控平台，监控平台通过判断带泵罐车的位置信息和预期是否一致来实现带泵罐车的位置、路线等是否和预期一致，以实现卸液作业的控制和车辆状态的监控。然而，上述技术存在以下缺点：1)只监控车辆信息，包括位置、海拔、速度、方向等，不监控车上存放危化品的储罐信息，存在安全监管盲区；2)参照附图5所示，车载终端和平台通过客户端-服务端形式通信，不同的厂商、运营商及政府监管部门都需要开发自己的终端接入服务，重复建设非常严重；3)车载终端往往需要向多个平台上报自己的数据(如运营厂商的业务平台，制造厂商的运维平台及政府监管部门的监管平台，同一条消息需要发送多次，会增加终端的能耗及流量消耗；4)车辆的数字化技术不彻底，在监控平台上往往只能看到车辆一小部分信息，难以对车辆进行综合的故障和风险判断；5)只有在车辆在线的情况下平台才能够和车辆进行通信，一旦车辆下线，平台就不能再给车辆发送信令。

上述带泵罐车监控技术在卸液的过程中，是通过电子围栏对带泵罐车和固定储罐匹配的方式如附图1所示，在确认合法车辆在合法储罐电子围栏范围内之后，才允许打开储罐、车辆的电子锁进行充液，但仅靠电子围栏不能完全避免非法缷液，比如，当带泵罐车按照预设的形式轨迹行驶至固定储罐附近或者如附图2所示带泵罐车位于电子围栏内，即带泵储罐位于合法固定储罐附近时，仍可以给非法储罐缷液。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供危化品运输卸液综合监控管理系统及监控管理方法，以解决现有的危化品车监控过程中不监控车上存放危化品的储罐信息、车载终端和平台通过客户端-服务端形式通信导致的重复建设严重、终端的能耗及流量消耗大、难以对车辆进行综合的故障和风险判断等问题，同时彻底解决带泵储罐给非法储罐缷液的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

本发明涉及一种危化品运输卸液综合监控管理系统，包括：

监控平台，用于管理运单信息和运单电子标签信息，并将运单信息和运单电子标签信息发送给MQTT协议代理服务器；用于接收带泵罐车的位置信息和罐车信息并构建带泵罐车数字孪生；所述的运单信息包括目标固定式储罐的秘钥信息、目标固定式储罐的位置信息和卸液量信息；

带泵罐车，用于接收运单信息，根据运单信息驶往目标固定式储罐并对其进行卸液；用于采集带泵罐车的罐车信息和位置信息，并将其发送至MQTT协议代理服务器；用于搜索目标固定式储罐的电子围栏并与目标固定式储罐建立近场通信；用于向目标固定式储罐提取秘钥，将秘钥与运单信息中的秘钥信息进行比对，根据秘钥比对结果生成固定式储罐控制指令，并将固定式储罐控制指令发送给固定式储罐；用于接收电子标签比对结果并根据电子标签比对结果判断是否对固定式储罐进行卸液；所述的带泵罐车上设有带有电子标签的卸液枪；

固定式储罐，用于接收运单电子标签信息；用于向建立近场通信成功的带泵罐车回复秘钥；用于接收固定式储罐控制指令并判断是否允许接入卸液枪；用于比对卸液枪上电子标签与运单电子标签信息，并将电子标签比对结果发送给带泵罐车；

MQTT协议代理服务器，用于监控平台和带泵罐车、监控平台和固定式储罐之间的数据订阅和派发，用于配置不同监控平台的数据订阅权限；用于将运单信息转发给带泵罐车；用于将运单电子标签信息转发给目标固定式储罐；用于将带泵罐车的罐车信息和位置信息转发给拥有权限的监控平台。

优选地，所述的带泵罐车包括：

车载传感设备，用于采集带泵罐车的罐车信息，将罐车信息传递给中控终端；

中控终端，用于接收运单信息；用于从车载传感设备采集罐车信息；用于借助中控终端内部的内置定位模块采集带泵罐车位置信息，并将位置信息和罐车信息发布给MQTT协议代理服务器；用于向搜索到的固定式储罐提取秘钥并与运单信息中的秘钥信息进行比对，若比对成功则生成固定式储罐控制指令并将固定式储罐控制指令发送给固定式储罐；用于根据运单信息、罐车信息、位置信息和电子标签比对结果向车载控制执行机构发送执行指令；

车载控制执行机构，用于接收执行指令并对带泵罐车进行控制。

优选地，所述的中控终端内设有内置定位模块、网络通信模块、设备驱动电路和传感数据接口；所述内置定位模块用于采集带泵罐车的位置信息；所述网络通信模块分别与MQTT协议代理服务器以及固定式储罐通信连接，用于将位置信息和罐车信息发布到MQTT协议代理服务器中；用于向固定式储罐提取秘钥，将固定式储罐控制指令发送给固定式储罐；用于接收电子标签比对结果；所述车载传感设备均与传感器数据接口连接；所述车载控制执行机构均与设备驱动电路连接。

优选地，所述的车载传感设备包括：

流量计，用于检测带泵罐车输送液体时的流量信息；

泄漏报警器，用于检测带泵罐车的泄漏情况；

振动传感器，用于检测带泵罐车的振动情况；

液位计，用于检测带泵罐车内液体余量，形成余量信息；

温度传感器，用于检测带泵罐车的内部温度，形成温度信息；

压力传感器，用于检测带泵罐车的内部气压，形成气压信息；

开关信息传感器，用于检测带泵罐车操作箱开关、充液枪在位开关、离合器开关、卸液泵开关、紧急切断阀开关的状态

所述的罐车信息包括流量信息、泄漏情况、振动情况、余量信息、温度信息、气压信息、开关状态信息；

所述的车载控制执行机构包括：

离合器控制电磁阀，用于启动或停止带泵罐车；

卸液泵控制电磁阀，用于启动或停止卸液；

紧急切断控制电磁阀，用于在紧急情况下强制停止卸液；

所述的执行指令包括：

离合器控制电磁阀控制指令、卸液泵控制电磁阀的控制指令、紧急切断控制电磁阀的控制指令。

优选地，所述的网络通信模块包括无线通讯模块和无线网络模块，其中，无线通讯模块为4G通信功能模块，无线网络模块为wifi功能模块；所述的内置定位模块为由GPS定位模块和BDS定位模块组成的双模定位功能模块。

优选地，所述的固定式储罐上设有卸液口，卸液口处设有带电子锁的储罐门，固定式储罐还包括：

点对点通信装置，设置在卸液口处，用于读取卸液枪上的电子标签并与运单信息中的电子标签并进行比对，将电子标签比对结果传输给储罐数控箱；

储罐数控箱，用于接收电子标签比对结果并将其发送给带泵罐车，用于接收固定式储罐控制指令并将其发送给控制执行机构；

控制执行机构，用于接收固定式储罐控制指令并控制电子锁。

优选地，所述的储罐数控箱内设有内置通讯模块，用于接收电固定式储罐控制指令和发送电子标签比对结果；所述的储罐数控箱还包括控制接口，所述的控制执行机构与控制接口连接。

优选地，所述的固定式储罐内还设有储罐传感设备，储罐数控箱内还设有传感数据接口，所述的储罐传感设备与传感数据接口连接，所述的内置通讯模块还用于将储罐传感设备检测到的实时数据上报给监控平台。

所述的固定式储罐还包括视频监控装置，视频监控装置用于视频监控及录像记录；用于监测是否有人非法闯入储罐周围禁止进入的区域。

本发明还涉及一种危化品车运输泄液综合监控管理方法，其包括以下步骤：

1)启动带泵罐车的中控终端，带泵罐车的中控终端均作为客户端连接MQTT协议代理服务器；

2)监控平台管理运单信息和运单电子标签信息，运单信息通过MQTT协议代理服务器转发给带泵罐车，运单电子标签信息通过MQTT协议代理服务器转发给固定式储罐；

3)带泵罐车根据运单信息驶往目标固定式储罐，带泵罐车进入固定式储罐的电子围栏内时与固定式储罐建立网络通信，带泵罐车提取固定式储罐的秘钥，并将其与运单中的秘钥信息进行比对，比对成功则生成固定式储罐控制指令，并将固定式储罐控制指令发送给固定式储罐，固定式储罐接收到控制指令后，打开卸液口储罐门电子锁；

4)连接卸液枪和固定式储罐，固定式储罐读取卸液枪上的电子标签并与接收到的运单电子标签信息进行比对，将电子标签比对结果发送给带泵罐车，若比对成功则进行卸液，否则不执行卸液，电子标签比对结果发送给监控平台留存；

5)当卸液量与运单信息中的卸液量信息相同时，或者当固定式储罐已经充满时，或者当罐车液位低于警戒线时，停止卸液；

所述步骤1)～5)中，带泵罐车采集自身的位置信息和罐车信息，并通过MQTT协议代理服务器向拥有权限的多个监控平台定时发送位置信息和罐车信息，监控平台根据带泵罐车的位置信息和罐车信息构建数字孪生；当罐车信息出现异常时进行警报，带泵罐车司机和押送员根据罐车信息解除异常后再进行运输或卸液，该警报亦通过MQTT协议代理服务器发送给拥有权限的监控平台。

优选地，所述的监控平台还向一个或多个带泵罐车发送控制信息，当带泵罐车处于在线状态时，控制信息直接通过MQTT协议代理服务器转发给相应的带泵罐车，当带泵罐车处于下线状态时，控制信息存储在数字孪生中，当相应的带泵罐车上线时，MQTT协议代理服务器将数字孪生中的控制信息转发给带泵罐车。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明涉及的危化品运输卸液综合监控管理方法在执行卸液任务时，罐车通过电子围栏校验自己是否进入了固定式储罐的电子围栏，若进入了围栏，则尝试和固定式储罐建立近场通信，然后进行秘钥匹配，秘钥匹配后方可打开固定式储罐的电子锁，当缷液枪插入固定式储罐时，点对点通信装置读取卸液枪上的电子标签并与接收到的运单电子标签信息进行比对，比对成功后方可允许缷液枪缷液，综上所述，本发明通过电子围栏+秘钥近场匹配+电子标签点对点匹配的方式，彻底杜绝合法带泵罐车给非法储罐充液的情况。

2、本发明涉及的危化品车的监控管理系统设置了MQTT协议代理服务器，带泵罐车的中控终端以及监控平台均接入MQTT协议代理服务器，且MQTT协议代理服务器可同时用于多个监控平台和带泵罐车、固定式储罐之间的数据订阅和派发，并针对不同的监控平台设置相应的权限，不同的部门根据各自权限对权限内的带泵罐车进行监控和发布运单信息，无需各自开发自己的终端接入服务，没有重复建设；带泵罐车只对拥有权限的监控平台发送位置信息和罐车信息，实现了数据隔离；同时，中控终端采集的数据和监控平台生成的运单信息均是发布给MQTT协议代理服务器的，信息只需发送一次，减少终端能耗及流量的消耗。

3、本发明涉及的监控平台接受来自MQTT协议代理服务器的位置信息和罐车信息，并构建带泵罐车数字孪生，根据带泵罐车数字孪生向MQTT协议代理服务器发布执行指令，数字化程度更高，在监控平台上能够看到更多信息，可以对带泵罐车进行综合的故障和风险判断。

4、当监控平台同时对权限内的多个带泵罐车发布信息时(比如根据交规调整带泵罐车的限速)，部分带泵罐车可能处于下线状态，本发明涉及的危化品车的监控管理系统在监控平台内设置了数字孪生，对于在线的带泵罐车，监控平台发布的执行指令直接通过MQTT协议代理服务器转发给带泵罐车，对于不在线的带泵罐车，监控平台发布的执行指令暂时存储在数字孪生中，当相应带泵罐车上线后，数字孪生借助MQTT协议代理服务器立即将执行指令转发给相应带泵罐车，无需再通过监控平台发布执行指令，因此监控平台即使在带泵罐车下线的情况下也能对带泵罐车发布信息，实现了平台和罐车之间的解耦。

5、本发明涉及的危化品车的监控管理系统除了设置内置定位模块用于监控带泵罐车的位置信息外，还设置了车载传感设备，用于检测带泵罐车的罐车信息(包括流量信息、泄漏情况、振动情况、余量信息、温度信息、气压信息和各种开关状态的信息等)，不存在安全监管盲区。

附图说明

图1为利用电子围栏对带泵罐车和固定储罐匹配完成缷液的原理图；

图2为利用电子围栏对带泵罐车和固定储罐匹配时非法缷液的示意图；

图3为本发明涉及的危化品运输卸液综合监控管理系统的结果图；

图4为本发明带泵罐车和监控平台信息交互方式示意图；

图5为传统技术中的带泵罐车和监控平台信息交互方式示意图；

图6为带泵罐车点对点缷液流程图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参照附图3所示，本发明涉及的一种危化品运输卸液综合监控管理系统，其包括固定式储罐4、带泵罐车3、MQTT协议代理服务器2和监控平台1。

所述的监控平台1，用于管理运单信息和运单电子标签信息，并将运单信息和运单电子标签信息发送给MQTT协议代理服务器；用于接收带泵罐车的位置信息和罐车信息并构建带泵罐车数字孪生；所述的运单信息包括目标固定式储罐的秘钥信息、目标固定式储罐的位置信息和卸液量信息等，当然，为规范危化品运输和卸液的规范性，运单信息中还可以添加一些其它信息，比如运单号、发车时间、司机和押运员的信息等；发车时间信息可实现提前预约的目的；司机和押运员的信息可实现人脸识别功能，防止非法人员启动带泵罐车，提高安全性。监控平台1还可以发布一些控制信息，比如带泵罐车的限速、限载等，控制信息同样发送给MQTT协议代理服务器。上述的运单信息和控制信息可存储在数字孪生中。

所述的带泵罐车3，用于接收运单信息以及控制信息，根据运单信息驶往目标固定式储罐并对其进行卸液，整个过程按照控制信息来执行；用于从车载传感设备采集带泵罐车的罐车信息、借助中控终端内部的内置定位模块采集位置信息，并将其发送至MQTT协议代理服务器；用于搜索目标固定式储罐的电子围栏并与目标固定式储罐建立近场通信；用于向目标固定式储罐提取秘钥，将秘钥与运单信息中的秘钥信息进行比对，根据秘钥比对结果生成固定式储罐控制指令，并将固定式储罐控制指令发送给固定式储罐；用于接收电子标签比对结果并根据电子标签比对结果判断是否允许对固定式储罐进行卸液；所述的带泵罐车上设有带有电子标签的卸液枪。

所述的固定式储罐4，用于接收监控平台1发布的运单电子标签信息；用于向建立近场通信成功的带泵罐车3回复秘钥；用于接收固定式储罐控制指令并判断是否允许接入卸液枪；用于比对卸液时卸液枪上电子标签与运单电子标签信息，并将电子标签比对结果发送给带泵罐车；

所述的MQTT协议代理服务器2用于监控平台和带泵罐车、固定式储罐之间的数据订阅和派发，用于配置不同监控平台的数据订阅权限，用于将运单信息转发给带泵罐车；用于将运单电子标签信息转发给目标固定式储罐；用于将带泵罐车的罐车信息和位置信息转发给拥有权限的监控平台。

上述带泵罐车3内设有中控终端31、车载传感设备32和车载控制执行机构33，所述的中控终端31上设有传感器数据接口316和设备驱动电路315，所述的车载传感设备32均与传感器数据接口316连接，进而实现车载传感设备32与中控终端31连接，车载传感设备32用于采集带泵罐车3的罐车信息并将罐车信息传递给中控终端31；所述的车载控制执行机构33与设备驱动电路315连接，进而使车载控制执行机构33与中控终端31连接，车载控制执行机构33用于接受中控终端31下达的控制指令并对带泵罐车3进行控制。

上述车载传感设备32采集带泵罐车3的罐车信息包括卸液时的流量信息、危化品运输及卸液时罐体的泄漏情况、振动情况、罐内液体的余量信息、温度信息、气压信息和开关状态信息等；所述的车载传感设备32包括用于采集带泵罐车输送液体时的流量信息的流量计、用于检测带泵罐车的泄漏情况的泄漏报警器、用于检测带泵罐车的振动情况的振动传感器、用于检测带泵罐车内液体余量并形成余量信息的差压式液位计、用于检测带泵罐车的内部温度并形成温度信息的温度传感器、用于检测带泵罐车的内部气压并形成气压信息的气相压力传感器、用于检测带泵罐车操作箱开关、充液枪在位开关、离合器开关、卸液泵开关、紧急切断阀开关的状态的开关信息传感器；上述罐车信息均通过MQTT协议代理服务器2转发给监控平台1并留存。车载传感设备32还可以包括限高传感器，限高传感器安装于车头顶部，且位置高于带泵罐车最高点的高度，用于感应带泵罐车行驶路线上是否有低于带泵罐车的障碍物。

上述车载控制执行机构33在带泵罐车行驶及向固定式储罐4卸液的过程中均处于待命状态，车载控制执行机构33包括用于启动或停止带泵罐车的离合器控制电磁阀、用于启动或停止卸液的卸液泵控制电磁阀、用于在紧急情况下强制停止卸液的紧急切断控制电磁阀；上述执行指令包括离合器控制电磁阀控制指令、卸液泵控制电磁阀的控制指令、紧急切断控制电磁阀的控制指令。司机或押运员通过中控终端31对车载控制执行机构33下达控制指令。

所述的中控终端31内还设有外设装置314，外设装置314包括报警器，即当车载传感设备32检测到带泵罐车2存在异常状态时，发出警报提醒司机和押运员，进而可以立即解除异常，确保带泵罐车安全；该警报也会通过MQTT协议代理服务器2转发给监控平台1并留存。所述的带泵罐车3上还设有人机交互装置34，用于显示罐车信息和对中控终端31输入控制指令。

上述中控终端31内设有内置定位模块313和网络通信模块，所述的内置定位模块313为由GPS定位模块和BDS定位模块组成的双模定位功能模块，用于精准采集带泵罐车31的位置信息，包括带泵罐车的位置、速度、海拔、运动方向等；所述的网络通信模块用于与MQTT协议代理服务器2通信连接并将位置信息和罐车信息发布到MQTT协议代理服务器2中，网络通信模块还用于接收固定式储罐4回复的秘钥，中控终端31将固定式储罐回复的秘钥与运单信息中的秘钥信息进行比对，根据比对结构生成固定式储罐控制指令，网络通信模块再将固定式储罐控制指令发送给固定式储罐4；网络通信模块还用于接收电子标签比对结果，接收到电子标签比对结果后，中控终端31根据电子标签比对结果判断是否允许对固定式储罐进行卸液；网络通信模块包括无线通讯模块311和无线网络模块312，无线通讯模块311采用型号为TAS-LTE-364的4G通信功能模块，无线网络模块312采用型号为SKW77的wifi功能模块，确保带泵罐车和固定式储罐信息交互顺畅。

上述固定式储罐上设有卸液口，卸液口处设有带电子锁的储罐门，固定式储罐还包括：点对点通信装置45，其设置在卸液口处，用于读取卸液枪上的电子标签并与运单电子标签信息进行比对，将电子标签比对结果传输给储罐数控箱41，本实施例中点对点通信装置45采用RFID读卡器装置；储罐数控箱41用于接收固定式储罐控制指令并将其发送给控制执行机构43，储罐数控箱41内置通讯模块412，用于接运单电子标签信息、接收固定式储罐控制指令；所述的储罐数控箱41还包括控制接口414，控制执行机构43与控制接口连接；控制执行机构43用于接收固定式储罐控制指令并控制电子锁。

上述固定式储罐4内还设有储罐传感设备42，储罐数控箱41内还设有传感数据接口413，储罐传感设备42与传感数据接口连接，储罐传感设备42用于采集固定式储罐4的信息，通过内置通讯模块将储罐传感设备42检测到的实时数据上报给监控平台1。所述的固定式储罐4还包括视频监控装置44，视频监控装置44用于对固定式储罐4进行远程视频监控及录像留存，以及监测是否有人非法闯入固定式储罐4周围禁止进入的区域。

参照附图6所示，本发明涉及的危化品车运输泄液综合监控管理方法包括以下步骤：

1)参照附图4所示，监管平台、业务平台、运维平台等均属于监控平台1，各监控平台1均作为客户端，始终与MQTT协议代理服务器2连接，MQTT协议代理服务器2设置各监控平台1的权限；启动带泵罐车3的中控终端31，带泵罐车3的中控终端31启动后也均作为客户端连接MQTT协议代理服务器2，每个带泵罐车的中控终端31均含有唯一的编号；

所述的监控平台1还可以向一个或多个带泵罐车发送控制信息，比如向其权限下的所有带泵罐车3发布限载和限速的信息，此时不太可能所有带泵罐车3均处于在线状态，当带泵罐车处于在线状态时，控制信息直接通过MQTT协议代理服务器2转发给相应的在线带泵罐车3，当带泵罐车3处于下线状态时，控制信息存储在数字孪生中，当相应的带泵罐车上线时，MQTT协议代理服务器3立即将数字孪生中的控制信息转发给带泵罐车3，使带泵罐车3按照限载要求装载运输液化气，以及按照限速要求行驶带泵罐车3。

2)监控平台1管理运单信息和运单电子标签信息，运单信息通过MQTT协议代理服务器2转发给带泵罐车3，运单电子标签信息通过MQTT协议代理服务器2转发给固定式储罐4，带泵罐车2可接收多个运单信息，每个运单信息对应一个固定式储罐3，带泵罐车2接收到运单信息后弹出运单信息，确认接收；其中，所述的运单信息包括目标固定式储罐的秘钥信息、目标固定式储罐的位置信息、卸液量信息、运单号、发车时间、司机和押运员的信息等；

3)带泵罐车3根据运单信息驶往目标固定式储罐4，当带泵罐车2接近某个目标卸液场站一定距离(如300米)时，弹出提示框，询问司机是否是选择该固定式储罐3为本次目标固定式储罐3，司机选择目标固定式储罐；带泵罐车3进入固定式储罐4的电子围栏内时无线网络模块312开始扫描附近网络信号，找到目标固定式储罐3的内置通讯模块412发出的信号后进行匹配，中控终端31开启TCP客户端，连接储罐数控箱41的TCP服务，连接上TCP服务之后，中控终端31向储罐数控箱41发送登录命令，储罐数控箱41收到登录命令，即带泵罐车2与固定式储罐4建立网络通信，带泵罐车3提取固定式储罐4的秘钥，并将其与运单中的秘钥信息进行比对，比对成功则生成固定式储罐控制指令“开启卸液口电子锁”，并将固定式储罐控制指令发送给固定式储罐4，固定式储罐4的储罐数控箱41接收到该固定式储罐控制指令后，向控制执行机构43发送该指令，控制执行机构43开启电子锁，打开固定式储罐的储罐门，允许接入卸液枪；若秘钥比对不成功，则不生成固定式储罐控制指令。

4)司机打开带泵储罐的操作箱，抽出带泵罐车2上的卸液枪，将卸液枪与固定式储罐4的卸液口连接，固定式储罐4的点对点通信装置45读取卸液枪上的电子标签并与运单电子标签信息进行比对，通过内置通讯模块41将电子标签比对结果发送给带泵罐车3，带泵罐车3的中控终端31接收电子标签比对结果，若比对成功则对车载控制执行机构33下达“允许启动卸液枪”指令，即打开卸液泵控制电磁阀，开始对目标固定式储罐4进行卸液，若电子标签比对不成功则下达“不允许启动卸液枪”的指令或不下达任何指令，卸液泵控制电磁阀仍处于关闭状态，即不允许通过车载控制机构32对卸液枪进行控制；无论电子标签比对结果成功与否，电子标签比对结果均发送给监控平台留存。

5)当卸液量与运单信息中的卸液量信息相同时，或者当固定式储罐已经充满时，或者当罐车液位低于警戒线时，停止卸液。

上述步骤中，即从带泵罐车3启动到带泵罐车3返回关闭这段时间内，带泵罐车3的内置定位模块313以及车载传感设备32分别采集自身的位置信息和罐车信息，位置信息包括带泵罐车3的位置、海拔、移动速度、移动方向等，罐车信息包括流量信息、泄漏情况、振动情况、余量信息、温度信息、气压信息和各种开关的开关信息等；罐车信息和位置信息通过MQTT协议代理服务器2向拥有权限的多个监控平台定时发送位置信息和罐车信息，该位置信息和罐车信息每间隔一定时间(15s)发送一次，间隔时间可根据需求设定，监控平台1根据带泵罐车的位置信息和罐车信息构建数字孪生，监控平台1可调取数字孪生，查看其权限下的任何一台带泵罐车3的各时间段的信息，即任意一个拥有权限的监控平台1，都可以接收对应带泵罐车上报的罐车信息和位置信息，实现带泵罐车3的远程监控；在运输和卸液的过程中，当罐车信息出现异常时进行警报，司机和押送员根据罐车信息解除异常后再进行运输或卸液，比如，当卸液过程中出现严重撞击，导致振动传感器检测到的振动情况超过阈值，司机或押送员可通过人机交互装置34向中控终端31下达控制指令，紧急切断控制电磁阀启动，卸液泵控制电磁阀关闭，强制停止卸液，防止产生更严重的安全隐患；该警报亦通过MQTT协议代理服务器2发送给拥有权限的监控平台1。

参照附图4所示，采用本发明涉及的危化品车运输泄液综合监控管理方法，不同的厂商、运营商及政府监管部门无需开发自己的终端接入服务，而是均连入MQTT协议代理服务器2，即可对相应的带泵罐车3进行监控和远程控制，能极大地减少重复建设，能够减少全行业的运营成本；另外，中控终端31只需要向MQTT协议代理服务器2发布位置信息和罐车信息，无需向多个平台上报自己的数据(如运营厂商的业务平台，制造厂商的运维平台及政府监管部门的监管平台)，同一条消息只需要发送一次，减少终端的能耗及流量消耗，相较于图5所示的交互方式有着明显的优势。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种危化品运输卸液综合监控管理系统，其特征在于：其包括：

监控平台，用于管理运单信息和运单电子标签信息，并将运单信息和运单电子标签信息发送给MQTT协议代理服务器；用于接收带泵罐车的位置信息和罐车信息并构建带泵罐车数字孪生；所述的运单信息包括目标固定式储罐的秘钥信息、目标固定式储罐的位置信息和卸液量信息；

带泵罐车，用于接收运单信息，根据运单信息驶往目标固定式储罐并对其进行卸液；用于采集带泵罐车的罐车信息和位置信息，并将其发送至MQTT协议代理服务器；用于搜索目标固定式储罐的电子围栏并与目标固定式储罐建立近场通信；用于向目标固定式储罐提取秘钥，将秘钥与运单信息中的秘钥信息进行比对，根据秘钥比对结果生成固定式储罐控制指令，并将固定式储罐控制指令发送给固定式储罐；用于接收电子标签比对结果并根据电子标签比对结果判断是否对固定式储罐进行卸液；所述的带泵罐车上设有带有电子标签的卸液枪；

固定式储罐，用于接收运单电子标签信息；用于向建立近场通信成功的带泵罐车回复秘钥；用于接收固定式储罐控制指令并判断是否允许接入卸液枪；用于比对卸液枪上电子标签与运单电子标签信息，并将电子标签比对结果发送给带泵罐车；

MQTT协议代理服务器，用于监控平台和带泵罐车、监控平台和固定式储罐之间的数据订阅和派发，用于配置不同监控平台的数据订阅权限；用于将运单信息转发给带泵罐车；用于将运单电子标签信息转发给目标固定式储罐；用于将带泵罐车的罐车信息和位置信息转发给监控平台。

2.根据权利要求1所述的危化品运输卸液综合监控管理系统，其特征在于：所述的带泵罐车包括：

车载传感设备，用于采集带泵罐车的罐车信息，将罐车信息传递给中控终端；

中控终端，用于接收运单信息；用于从车载传感设备采集罐车信息；用于借助中控终端内部的内置定位模块采集带泵罐车位置信息，并将位置信息和罐车信息发布给MQTT协议代理服务器；用于向搜索到的固定式储罐提取秘钥并与运单信息中的秘钥信息进行比对，若比对成功则生成固定式储罐控制指令并将固定式储罐控制指令发送给固定式储罐；用于根据运单信息、罐车信息、位置信息和电子标签比对结果向车载控制执行机构发送执行指令；

车载控制执行机构，用于接收控制指令并对带泵罐车进行控制。

3.根据权利要求2所述的危化品运输卸液综合监控管理系统，其特征在于：所述的中控终端内设有内置定位模块、网络通信模块、设备驱动电路和传感数据接口；所述内置定位模块用于采集带泵罐车的位置信息；所述网络通信模块分别与MQTT协议代理服务器以及固定式储罐通信连接，用于将位置信息和罐车信息发布到MQTT协议代理服务器中；用于向固定式储罐提取秘钥，将固定式储罐控制指令发送给固定式储罐；用于接收电子标签比对结果；所述车载传感设备均与传感器数据接口连接；所述车载控制执行机构均与设备驱动电路连接。

4.根据权利要求2所述的危化品运输卸液综合监控管理系统，其特征在于：所述的车载传感设备包括：

流量计，用于检测带泵罐车输送液体时的流量信息；

泄漏报警器，用于检测带泵罐车的泄漏情况；

振动传感器，用于检测带泵罐车的振动情况；

液位计，用于检测带泵罐车内液体余量，形成余量信息；

温度传感器，用于检测带泵罐车的内部温度，形成温度信息；

压力传感器，用于检测带泵罐车的内部气压，形成气压信息；

开关信息传感器，用于检测带泵罐车操作箱开关、充液枪在位开关、离合器开关、卸液泵开关、紧急切断阀开关的状态

所述的罐车信息包括流量信息、泄漏情况、振动情况、余量信息、温度信息、气压信息、开关状态信息；

所述的车载控制执行机构包括：

离合器控制电磁阀，用于启动或停止带泵罐车；

卸液泵控制电磁阀，用于启动或停止卸液；

紧急切断控制电磁阀，用于在紧急情况下强制停止卸液；

所述的执行指令包括：

离合器控制电磁阀控制指令、卸液泵控制电磁阀的控制指令、紧急切断控制电磁阀的控制指令。

5.根据权利要求3所述的危化品运输卸液综合监控管理系统，其特征在于：所述的网络通信模块包括无线通讯模块和无线网络模块，其中，无线通讯模块为4G通信功能模块，无线网络模块为wifi功能模块；所述的内置定位模块为由GPS定位模块和BDS定位模块组成的双模定位功能模块。

6.根据权利要求1所述的危化品运输卸液综合监控管理系统，其特征在于：所述的固定式储罐上设有卸液口，卸液口处设有带电子锁的储罐门，固定式储罐还包括：

点对点通信装置，设置在卸液口处，用于读取卸液枪上的电子标签并与运单信息中的电子标签并进行比对，将电子标签比对结果传输给储罐数控箱；

储罐数控箱，用于接收电子标签比对结果并将其发送给带泵罐车，用于接收固定式储罐控制指令并将其发送给控制执行机构；

控制执行机构，用于接收固定式储罐控制指令并控制电子锁。

7.根据权利要求6所述的危化品运输卸液综合监控管理系统，其特征在于：所述的储罐数控箱内设有内置通讯模块，用于接收电固定式储罐控制指令和发送电子标签比对结果；所述的储罐数控箱还包括控制接口，所述的控制执行机构与控制接口连接。

8.根据权利要求6所述的危化品运输卸液综合监控管理系统，其特征在于：所述的固定式储罐内还设有储罐传感设备，储罐数控箱内还设有传感数据接口，所述的储罐传感设备与传感数据接口连接，所述的内置通讯模块还用于将储罐传感设备检测到的实时数据上报给监控平台。

9.一种基于权利要求1所述的危化品运输泄液综合监控管理系统的危化品车运输泄液综合监控管理方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1)启动带泵罐车的中控终端，带泵罐车的中控终端均作为客户端连接MQTT协议代理服务器；

2)监控平台管理运单信息和运单电子标签信息，运单信息通过MQTT协议代理服务器转发给带泵罐车，运单电子标签信息通过MQTT协议代理服务器转发给固定式储罐；

3)带泵罐车根据运单信息驶往目标固定式储罐，带泵罐车进入固定式储罐的电子围栏内时与固定式储罐建立网络通信，带泵罐车提取固定式储罐的秘钥，并将其与运单中的秘钥信息进行比对，比对成功则生成固定式储罐控制指令，并将固定式储罐控制指令发送给固定式储罐，固定式储罐接收到控制指令后，打开卸液口储罐门电子锁；

4)连接卸液枪和固定式储罐，固定式储罐读取卸液枪上的电子标签并与接收到的运单电子标签信息进行比对，将电子标签比对结果发送给带泵罐车，若比对成功则进行卸液，否则不执行卸液，电子标签比对结果发送给监控平台留存；

5)当卸液量与运单信息中的卸液量信息相同时，或者当固定式储罐已经充满时，或者当罐车液位低于警戒线时，停止卸液；

所述步骤1)～5)中，带泵罐车采集自身的位置信息和罐车信息，并通过MQTT协议代理服务器向拥有权限的多个监控平台定时发送位置信息和罐车信息，监控平台根据带泵罐车的位置信息和罐车信息构建数字孪生；当罐车信息出现异常时进行警报，带泵罐车司机和押送员根据罐车信息解除异常后再进行运输或卸液，该警报亦通过MQTT协议代理服务器发送给拥有权限的监控平台。

10.根据权利要求9所述的危化品车运输泄液综合监控管理方法，其特征在于：所述的监控平台还向一个或多个带泵罐车发送控制信息，当带泵罐车处于在线状态时，控制信息直接通过MQTT协议代理服务器转发给相应的带泵罐车，当带泵罐车处于下线状态时，控制信息存储在数字孪生中，当相应的带泵罐车上线时，MQTT协议代理服务器将数字孪生中的控制信息转发给带泵罐车。

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