关于货车智能安全运输预警装置的研究

关于货车智能安全运输预警装置的研究

许浩然 吴文博张政 姜鑫绪

山东现代学院 山东省 济南市 250104

近年来，伴随着国家化工工业的迅速发展，对危险化学品（简称危化品）的需求量不断增加，危化品运输量也随着需求量的增长而不断增长。从而使危化品的运输占我国货运总量的比例在逐年上升，其中道路运输量的比例也随之增加，这就增加了危化品罐车道路运输事故的发生。因此为了减少危化品罐车道路运输事故的发生，需要对危化品罐车道路运输进行监测预警和管理。基于此，本文提出了关于危化品罐车运输安全智能监测预警系统的研究，通过设计相应的软硬件系统，并引用模糊神经网络的数据融合方法对危化品罐车道路运输安全状态进行实时评价与预测。

根据危化品罐车运输安全智能监测预警系统的需求，本文选取了罐车参数、罐体参数以及外界环境参数对危化品罐车道路运输进行全面且实时的监测。以车速、加速度、姿态、压力、浓度以及环境温湿度作为输入参数，建立了带有实时操作系统的开发平台,并在该平台上开发了危化品道路运输状态监测和预警的应用软件。然后，建立了基于模糊神经网络的安全评价模型，综合考虑了“车-货-环境”因素构成的评价指标体系，用来监测与预警LNG罐车运输过程中的安全状态，验证了其可行性和可靠性。最后，将监测数据通过5G网络传输系统发送至监控中心，从而实现企业对危化品罐车运输安全的实时监测与管理。通过本文的研究结果对危化品罐车运输安全状态的监测与预警具有一定的社会价值和理论研究意义。

关键词：危化品运输；状态监测；安全距离；安全预警；5G网络传输

1 研究背景

近些年来，我国化工行业迅速发展，工业企业对化工原材料和工业产品的运输需求十分旺盛。伴随着工业原材料运输量的逐年飞速增长，一方面，工业产品极大的丰富了我们的生活，也促进了工业结构的转型和社会经济的发展，另一方面，由于化学品大多数具有不同类型和不同程度的危害性，一旦发生事故，往往会造成巨大的损失，对人民群众生命财产安全与生态环境产生更大的威胁。

2 目前国内危化品运输行业存在的问题

1、纵向监测管理水平不高，危化品运输车辆缺乏有效的实时安全监测系统。虽然国内部分管理制度较为完善物流企业或公司会投入更多的资金用于购买安全系数更高的车辆（如奔驰，沃尔沃等），以高额的资金投入，从车辆选择方面最大程度的保障安全行驶。即使如此，物流企业的监控中心也仅仅能在运输过程中对车辆进行GPS定位和实时通话管理，对于车辆本身的行驶状况没有实施有效的监控[17]。如果车辆在公路运输中出现突发情况，上级安全监控中心很难及时得到相关信息并组织有效的救援。

2、及时预警应变能力不强。经由公路运输的危化品缺乏实时有效的监控，危化品通常只在出库时进行一次状态参数信息的记录，在公路运输过程中没有任何针对罐式车罐体内危化品具体状态参数的监控，一旦在公路运输过程中出现交通事故或危化品大量泄漏的情况，安全监控中心不能及时得到有关危化品状态的有效消息，也就无法根据危化品的种类不同而采取有效的救援措施

3、车辆安全性能参差不齐。国内很多物流企业并没有使用更高比例的资金来购买安全性能更好的车辆，再加上繁复的路况，也就导致了危化品运输车辆本身危险因素过高，而且没有采用有效的监控措施。这种情况下借助实时监测、及时预警的手段来弥补车辆性能的不足，就显得愈发必要

3 监测系统总体方案研究

1、危险品运输事故原因分析要分析危化品运输事故发生的原因，首先要了解运输危化品的罐式车的结构，罐式车是在已定型的二类汽车底盘或挂车底盘的基础上改装而成。整车主要是由汽车底盘、储物罐体、液体输送管路系统、罐体操作箱、罐体两侧胶管箱以及安全防护设备系统等组成的罐式专用汽车。油罐车一般装载易燃易爆、有毒、易腐蚀类化学危化品，如汽油、柴油、浓酸、氰化物等。罐体的截面可以是椭圆形、梯圆形、矩圆形等，一般采用碳素钢板焊接而成，是罐式车的贮液容器，也可根据运输介质的不同采用不锈钢或铝合金材料。除了罐体部分以外，罐式车的动力总成、传动总成以及驾驶室等与常规货运车辆基本相同。

2、后车安全预警距离目前国内外技术相对成熟的车辆防碰撞安全系统主要包括以下几种：防撞预警系统、自适应巡航控制系统、主动刹车系统以及复合式主动安全系统（包含预警、自适应巡航控制和自动刹车停止等）。对防碰撞安全算法的研究主要分为基于安全距离算法和基于碰撞时间逻辑算法两类。

3、车用测距传感器选型罐式车安全预警系统减少追尾事故发生的基础是测量提取自车的行驶速度，测量后车的行驶速度以及与前车的距离。当两车车距在当时的行驶车速下已无法达到必要的避免碰撞距离时，就极易酿成追尾事故，所以安装测距模块，提前获取两车间距离就显得格外重要。

4 结束语

在深入分析了国内外危化品监测系统应用现状和运输事故成因的基础上，提出了一种将罐体内危化品状态监测与后车防追尾预警相结合的安全预警系统。在确立了研究目标后，从总结分析的危化品运输事故发生原因出发，分别针对罐体监测和后车防追尾预警选定监测目标，根据监测目标和系统功能要求对各类传感器和中央处理单元等相关电子设备进行选型，通过软硬件设计，搭建起安全预警系统硬件平台，实现了对罐式车安全运输的实时监测和预警。

参考文献

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