铁路危险货物追踪监测系统的制作方法

本发明涉及装卸设备领域，具体是一种铁路危险货物追踪监测系统。

背景技术：

在铁路货物运输中，凡具有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等特性，在运输、装卸和储存保管过程中，容易造成人身伤亡和财产毁损而需要特别防护的货物，均属危险货物。随着国民经济的发展，特别是石油化学工业、国防工业和现代科学技术的迅速发展，铁路运输危险货物的种类和运量急剧增长，铁路运输面临着巨大的安全压力。

综合分析国内外危险货物运输安全监控系统研究现状发现，现有系统研究多集中于对货物受理、发送管理、运输车辆大致位置方面，对货物在运输途中的精确实时位置、速度、加速度、倾角及车门状态监控研究较少，所以，研究基于北斗定位的铁路危险货物运输追踪监控技术，对及时发现事故隐患，从源头上控制事故发生率具有重要意义。

技术实现要素：

本发明就是为了解决上述问题，提供了一种铁路危险货物追踪监测系统。

本发明是按照以下技术方案实施的。

一种铁路危险货物追踪监测系统，包括部署于货运车厢中的危险货物追踪设备和追踪监测中心系统；

所述危险货物追踪设备包括主控制器和与主控制相连的传感器模块、LED指示灯、通讯模块、存储模块；所述通讯模块包括卫星定位模块和GPRS通信模块；所述存储模块为EEPROM存储器；所述主控制器为单片机；所述传感器模块中设有压力数据接收模块、液位数据接收模块、通过采样电路与单片机相连的气体传感器；所述危险货物追踪设备中还设有电源模块，所述电源模块中设有输出电压为DC24V的太阳能蓄电池；所述主控制器通过RS485总线连接压力数据接收模块和液位数据接收模块；所述通讯模块通过GPRS连接公共互联网系统；

所述中心系统平台包含通信服务器和远程监控系统；所述数据通信服务器接收从前端的危险货物追踪设备发送过来的数据包，根据约定好通讯协议进行数据包的分解、处理，并存入数据库；远程监控系统提供WEB服务和运输危险品的压力、液位、泄露、卫星定位、历史数据、报警信息等各种数据服务；中心系统平台连接铁路网络系统，铁路网络系统通过网关连接公共互联网系统；所述铁路网络系统中包括铁路安全监控系统、应急救援调度系统、铁路局地理信息系统、铁道部地理信息系统。

进一步的，所述电源模块中设有充电接口。

进一步的，危险货物追踪设备的各个子模块集成于一个外壳内，该追踪设备主机终端和太阳能电源模块一起安装于液体罐车或罐箱侧下方的仪表箱内；所述气体传感器安装在液体罐车的输液阀和出液阀附近，完成对阀门附近空气环境检测。

进一步的，所述EEPROM存储器中存储报警门限值、罐体信息以及报警信息。

进一步的，所述卫星定位模块通过与卫星通讯，获取车辆实时状态信息（实时位置、速度、行驶方向等）并发送给追踪检测中心系统。

本发明获得了如下有益效果。

本智能系统充分利用传感器技术、通讯技术、计算机技术、自动控制技术，构建了在途危险货物运输的安全状态监控预警系统，成为实现运输全过程中车辆、人员、环境及危险货物的安全状态等情况的实时动态监控，对提高预警和救援能力，保证铁路危险货物安全运输具有非常重要的意义。

（1）本系统采用的铁路运输专用GPS追踪器定位效果好，能够为装载危险品货物的罐车提供准确而实时的追踪信息，对有固定循环径路的危险货物承运公司具有推广应用价值。

（2）当出现危险状态时，系统可以联动应急预案实现自动报警，通知有关部门及时采取措施，保证铁路危险品运输的安全。

（3）当发生事故后，为用户提供地图定位、当前预案、施救措施、施救能力查询、施救工具必备品查询、事故案例库查询功能，以便正确、有效的为本次事故提供帮助，尽快解决此次事故。提供地图定位、提供当前事故处理预案、施救能力查询、事故案例库、事故总结以及安全技术说明。系统内嵌GIS功能，可以直观显示车辆在GIS地图上的位置，掌握列车安全运行的整个过程。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图；

图2是本发明危险货物追踪设备的结构框图。

具体实施方式

下面参照附图和实施例对本发明进行详细说明。

如图1、2所示，一种铁路危险货物追踪监测系统，包括部署于货运车厢中的危险货物追踪设备和追踪监测中心系统；

所述危险货物追踪设备包括主控制器和与主控制相连的传感器模块、LED指示灯、通讯模块、存储模块；所述通讯模块包括卫星定位模块和GPRS通信模块；所述存储模块为EEPROM存储器；所述主控制器为单片机；所述传感器模块中设有压力数据接收模块、液位数据接收模块、通过采样电路与单片机相连的气体传感器；所述危险货物追踪设备中还设有电源模块，所述电源模块中设有输出电压为DC24V的太阳能蓄电池；所述主控制器通过RS485总线连接压力数据接收模块和液位数据接收模块；所述通讯模块通过GPRS连接公共互联网系统；

所述中心系统平台包含通信服务器和远程监控系统；所述数据通信服务器接收从前端的危险货物追踪设备发送过来的数据包，根据约定好通讯协议进行数据包的分解、处理，并存入数据库；远程监控系统提供WEB服务和运输危险品的压力、液位、泄露、卫星定位、历史数据、报警信息等各种数据服务；中心系统平台连接铁路网络系统，铁路网络系统通过网关连接公共互联网系统；所述铁路网络系统中包括铁路安全监控系统、应急救援调度系统、铁路局地理信息系统、铁道部地理信息系统。

所述电源模块中设有充电接口。

危险货物追踪设备的各个子模块集成于一个外壳内，该追踪设备主机终端和太阳能电源模块一起安装于液体罐车或罐箱侧下方的仪表箱内；所述气体传感器安装在液体罐车的输液阀和出液阀附近，完成对阀门附近空气环境检测。

所述EEPROM存储器中存储报警门限值、罐体信息以及报警信息。

所述卫星定位模块通过与卫星通讯，获取车辆实时状态信息（实时位置、速度、行驶方向等）并发送给追踪检测中心系统。

铁路危险货物追踪监测系统，是针对危险品监控技术的应用研究，设计出的一套监控系统。该系统对铁路危险货物运输从始至终的各个流程分别监控，将整个危险货物运输管理完全纳入计算机网络信息化管理，使危险货物运输管理步入现代化、标准化、正规化、信息化的进程，以满足铁路货运业务不断增长的需求，为铁路货运的跨越式发展提供了一道有力的安全保障。

整个系统基于物联网技术，将安装在危险品货车车厢的、集成化的微型传感器自组织、自协作，将其感知、采集和会聚的数据，通过无线传输的方式实时传送到追踪监测中心系统平台。铁路危险货物追踪设备及追踪监测中心系统整体结构由前端的危险货物追踪设备和后端危险货物追踪监测中心系统平台两个部分组成。铁路危险货物追踪设备及追踪监测中心系统网络结构设计图附图1所示。

危险货物追踪设备主要是由一片微控制单元(MCU)控制的传感器模块、卫星定位模块和GPRS通讯模块组成。追踪设备的基本工作流程是：首先由安装在装有危险货物的货车车箱上的各个传感器来采集危险货物状态的参数；同时由卫星定位模块可以获得经纬度、日期、时间、速度等列车车厢所在的位置信息和时间信息；最后按照一定的发送策略，通过GPRS通信技术来发送上述数据到后台处理监控中心的数据通信服务器上。

危险货物追踪设备主要由压力液位数据接收电路、气体传感器及其检测电路、卫星定位模块和GPRS通信模块、外部存储器、中央处理器以及电源模块等组成。系统结构示意图附图2所示。

主要功能如下：

①整个系统模块的电源由太阳能蓄电池提供，DC24V，另外预留充电接口。

②系统MCU通过RS485信号主动获取压力液位数据并实时处理；

③气体传感器分别安装在输液阀和出液阀附近，完成对阀门附近空气环境检测，系统 MCU采样后经过处理得到具体浓度，检查是否泄漏；

④外部存储器完成一些报警门限、罐体信息以及报警信息的存储。

⑤卫星定位模块用来获取车辆实时状态信息，如车辆的实时位置（经度、纬度及海拔高度）、速度、行驶方向等。

⑥系统通过无线传感网通信模块实现实时的报警和各种汇报。

危险货物追踪设备的中央处理器、外部存储器、卫星定位模块和GPRS通信模块、压力液位数据接收电路和气体传感器检测电路集成在一个外壳内，该追踪设备主机终端和太阳能电源模块一起安装于罐车或罐箱侧下方的仪表箱内。气体传感器分别安装在输液阀和出液阀附近，检测LNG气体浓度，由于LNG密度比空气小，故LNG探测器安装位置须在泄漏点的上方。各模块的安装位置和要求不同，因此模块主机上需要留出相应的连接电缆接口。

危险货物追踪监测中心系统平台则包含通信服务器和远程监控系统。其中通信服务器负责与前端设备的通信,前端设备将运输危险品的压力、液位、泄露、卫星定位等数据定时发送到通信服务器。数据通信服务器接收从前端采集单元发送过来的数据包，根据约定好通讯协议进行数据包的分解、处理，并存入数据库,同时分析数据,判断是否发生异常。

而远程监控系统是危险品监测的用户端WEB系统，它的软件界面可形象地显示每个检测点的最新数据、危险数据，同时可以通过这个界面查阅各个节点历史数据及报警数据。实现如下功能：

（1）罐车监控，可以实时显示前端监控设备的运行情况及参数，并以不同颜色区分当前运行状态，红色为已经报警，橙色即将预警，白色为正常。并且按照等级进行排序，红色-->橙色-->白色，针对不同等级的车辆进行不同的处理。当为红色时，通知前端人员检查车辆状态及相关部门，防患于未然；当为橙色时，通知前端人员检查车辆状态，防患于未然；当为白色时，为正常。

通过历史数据检索，可以分析危险物品在途数据的变化曲线，方便监控人员分析危险品的途中状态变化。可以通过设备编号等条件查询车辆历史报警数据，以便进行分析。当出现危险状态时，系统可以联动应急预案实现自动报警，通知有关部门及时采取措施，保证铁路危险品运输的安全。

事故救援，当发生事故后，为用户提供地图定位、当前预案、施救措施、施救能力查询、施救工具必备品查询、事故案例库查询功能，以便正确、有效的为本次事故提供帮助，尽快解决此次事故。提供地图定位、提供当前事故处理预案、施救能力查询、事故案例库、事故总结以及安全技术说明。系统内嵌GIS功能，可以直观显示车辆在GIS地图上的位置，掌握列车安全运行的整个过程。

（2）设备管理，对危险品运输车辆和危险品在途监控设备的相关信息的创建、编辑功能，且能够将车辆和其上安装的在途监控设备进行绑定，能够记录在途监控设备的安装使用和检修情况。

（3）系统管理，可以实现各种系统参数设定，系统权限及用户的管理，部门管理，登录用户修改自身密码等功能。