危化品运输追踪系统及追踪方法与流程

1.本发明属于危化品监控技术领域，具体涉及危化品运输追踪系统及追踪方法。


背景技术：

2.危险品运输一直以来就是联系成品油、天然气等危险品生产、经营、储存、使用的桥梁和纽带。近年来，随着化学危险货物运输量逐年增多，道路化学危险货物运输经营业户、运输车辆和从业人员逐年增加，加之危化品企业经营规模小，运输车辆和设施设备老旧，管理混乱，安全投入不足，生产作业条件差，化学危险货物道路运输存在着较大的安全隐患，运输事故时有发生，对社会公共安全构成严重威胁。
3.针对长距离、大吨位的危化品运输，交通部2005年曾发布《道路危险货物运输管理规定》，规定要求“运输剧毒、爆炸、易燃、放射性危险货物的，应当具备罐式车辆或厢式车辆、专用容器，车辆应当安装行驶记录仪或定位系统”，有的地方主管部门也针对各地危化品运输情况制定了自己的规章制度。然而，目前通过gps技术或行驶记录仪建立的监控平台只能实现对危化品运输车辆位置信息的监控和人员的管理，而缺乏对危化品信息的管理。因此有必要建立一个危化品运输全程监管系统。同时，由于危化品在运输过程中可能会涉及到多次转运，这种转运过程将导致危化品的追踪出现困难。所以，在对危化品进行监管的同时，还需要能够对危化品进行追踪溯源，最大程度保证社会公共安全。
4.专利号为cn201410054886.8a的专利公开了一种基于多目标建模优化的危化品运输调度方法，该方法包括分别建立路径长度、建立时间、车辆固定费用和风险模型；对四个子模型进行标幺化和加权处理，得到危化品运输优化调度的评价函数；采用自然数编码、递归产生初始种群、最优保存策略、改进的匹配交叉和连续三次交叉的改进遗传算法求解模型，最终得到运输路径短，配送效率高，配送车辆少，风险小的危化品运输最优路径。本发明同时考虑了四个目标，决策者可以根据自身需要设定不同的权值，由权值决定遗传算法的搜索方向，通过不断的迭代适应度值最终收敛从而得到最优路径。
5.该发明重在强调如何规划危化品的运输路径，以保证危化品的运输路径最短，配送效率最高，以此来降低危化品运输的事故发生率。但对于危化品的追踪溯源，以及危化品的监管，依然没有剔除实质的解决方法。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的主要目的在于提供危化品运输追踪系统及追踪方法，其通过对危化品运输区域内的载具途经的节点进行监控，以实现对危化品运输进行追踪，同时，本发明针对危化品运输过程中，可能出现的分发情况进行了更进一步的追踪，使用预设的追踪算法对危化品分发后的走向进行追踪，实现了全流程的危化品追踪，具有准确率高和实用性高的优点。
7.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
8.危化品运输追踪系统，所述系统包括：节点网、数据记录分发器和追踪器；所述节
点网包括多个节点；所述节点均为运输区域内随机选取的若干坐标点，所述坐标点均与相邻的其他坐标点连接；当载有危化品的载具在运输区域内行驶，途经某个节点时，数据记录分发器将记录该节点，将该节点的坐标数据发送至追踪器；同时，数据记录分发器还将记录途经该节点时，载具上的危化品的量，将记录的危化品的量发送至追踪器；所述追踪器在接收到对危化品的追踪请求时，首先根据记录的节点的坐标数据和途经节点的危化品的量，判断是否进行了危化品分发；所述危化品分发定义为：载具在运输过程中将危化品进行了分发，使得载具运载的危化品的量减少；若判断进行了危化品分发，则使用预设的追踪算法，进行危化品追踪，得到危化品的分发路线，将分发路线中途径的节点的坐标进行记录，完成危化品的追踪。
9.进一步的，所述追踪器判断是否进行了危化品分发的方法包括：追踪器将每个节点对应的危化品的量进行比对判断，若每个节点的危化品的量均相等，则判断没有进行危化品分发；若每个节点的危化品的量不完全相等，则判断出现了危化品分发；在判断出现了危化品分发的情况下，定位进行危化品分发的节点。
10.进一步的，所述追踪器定位进行危化品分发的节点的方法包括：将危化品的量相等的节点进行分组，得到多个节点分组，分组后的每个组中的节点的危化品的量均相等；统计每个节点分组中的节点坐标值的加和值；所述节点坐标值的加和值定义为：节点坐标值中的每个坐标轴的坐标值进行取绝对值后，然后相加，得到节点坐标值的加和值；将节点坐标值的加和值最小的节点筛选出来，筛选出的节点即为进行了危化品分发的节点；基于筛选出的节点，使用预设的追踪算法，进行危化品追踪。
11.进一步的，所述追踪器基于筛选出的节点，使用预设的追踪算法，进行危化品追踪的方法包括：将筛选出的节点作为起始节点，与其相邻节点构建追踪图，追踪图中的每个节点作为追踪点；初始化追踪图，建立坐标系；基于当前追踪图，在当前追踪点处，确定下一个追踪点方向；根据确定的追踪点方向，找到下一个追踪点；在下一个追踪点处，继续确定接下来的追踪点的方向，直到找到最后一个追踪点。
12.进一步的，所述初始化追踪图，建立坐标系的方法包括：将地下停车场的未知路径图定义为追踪图g＝(v,e)，v表示顶点集；e表示边集；定义顶点集v中任意一个顶点为v
q
，q表示顶点的数量；定义边集e中任意一条边为e
k
，k表示边的数量；基于追踪图g，定义追踪点集，则追踪点集中所有追踪点所组成的坐标集合为w；追踪点集中的所有追踪点能组成追踪图g；定义追踪点集中每个追踪点的度所组成的集合为n；定义集合n中任意一个追踪点的度为n；定义追踪点集中每个追踪点的未追踪的关联边数量所组成的集合为m；定义集合m中任意一个追踪点的未追踪的关联边数量为m；定义追踪图g的邻接矩阵为a；以地下停车场的入口位置为原点o，以原点o为中心，并以地下停车场入口方向作为x轴正方向，以x轴方向向左旋转90
°
的方向作为y轴正方向，以向上垂直于平面xoy的方向为z轴正方向，建立三维坐标系o
‑
xyz；初始化追踪图g、追踪点集w、所有追踪点的度所组成的集合n、关联边数量所组成的集合m、邻接矩阵a均为空集。
13.进一步的，所述基于当前追踪图，在当前追踪点处，确定下一个追踪点方向的方法包括：基于当前追踪点，使用如下公式，计算下一个追踪点的方向的概率：将计算得到的下一个追踪点的方向的概率的最大值作为下一个追踪点方向。
14.一种危化品运输追踪方法，所述方法执行以下步骤：步骤1：当载有危化品的载具在运输区域内行驶，途经某个节点时，数据记录分发器将记录该节点，将该节点的坐标数据发送至追踪器；同时，数据记录分发器还将记录途经该节点时，载具上的危化品的量，将记录的危化品的量发送至追踪器；步骤2：追踪器在接收到对危化品的追踪请求时，首先根据记录的节点的坐标数据和途经节点的危化品的量，判断是否进行了危化品分发；所述危化品分发定义为：载具在运输过程中将危化品进行了分发，使得载具运载的危化品的量减少；步骤3：若判断进行了危化品分发，则使用预设的追踪算法，进行危化品追踪，得到危化品的分发路线，将分发路线中途径的节点的坐标进行记录，完成危化品的追踪。
15.进一步的，所述追踪器判断是否进行了危化品分发的方法包括：追踪器将每个节点对应的危化品的量进行比对判断，若每个节点的危化品的量均相等，则判断没有进行危化品分发；若每个节点的危化品的量不完全相等，则判断出现了危化品分发；在判断出现了危化品分发的情况下，定位进行危化品分发的节点。
16.进一步的，所述追踪器定位进行危化品分发的节点的方法包括：将危化品的量相等的节点进行分组，得到多个节点分组，分组后的每个组中的节点的危化品的量均相等；统计每个节点分组中的节点坐标值的加和值；所述节点坐标值的加和值定义为：节点坐标值中的每个坐标轴的坐标值进行取绝对值后，然后相加，得到节点坐标值的加和值；将节点坐标值的加和值最小的节点筛选出来，筛选出的节点即为进行了危化品分发的节点；基于筛选出的节点，使用预设的追踪算法，进行危化品追踪。
17.进一步的，所述追踪器基于筛选出的节点，使用预设的追踪算法，进行危化品追踪的方法包括：将筛选出的节点作为起始节点，与其相邻节点构建追踪图，追踪图中的每个节点作为追踪点；初始化追踪图，建立坐标系；基于当前追踪图，在当前追踪点处，确定下一个追踪点方向；根据确定的追踪点方向，找到下一个追踪点；在下一个追踪点处，继续确定接下来的追踪点的方向，直到找到最后一个追踪点。
18.本发明的危化品运输追踪系统及追踪方法，其通过对危化品运输区域内的载具途经的节点进行监控，以实现对危化品运输进行追踪，同时，本发明针对危化品运输过程中，可能出现的分发情况进行了更进一步的追踪，使用预设的追踪算法对危化品分发后的走向进行追踪，实现了全流程的危化品追踪，具有准确率高和实用性高的优点。主要通过以下过程实现：1.危化品运输过程的全流程监控：本发明通过对危化品运输过程中的车辆进行全流程监控，以确保危化品在运输过程中经过的路径都能有迹可循，相较于现有技术通过数据进行追踪，其实时性更强，更能反映危化品运输过程中发生的变化，以保证追踪结果的准确性；2.危化品分发过程的追踪：本发明除了对危化品运输进行监控以外，还针对危化品运输过程中发生的分发进行监控，通过该过程，可以追踪到危化品分发的路径，以确保后续危化品的流向能够完全被掌握，提升了危化品追踪的科学性；同时，本发明在进行分发追踪前，首先判断是否进行了分发，以避免对未进行分发的情况进行危化品分发追踪，导致系统运行效率降低。
附图说明
19.图1为本发明实施例提供的危化品运输追踪方法的方法流程示意图；
20.图2为本发明实施例提供的危化品运输追踪系统及追踪方法的运输区域的节点分
布示意图；
21.图3为本发明实施例提供的危化品运输追踪系统及追踪方法的进行危化品追踪的原理示意图；
22.图4为本发明实施例提供的危化品运输追踪系统及追踪方法的进行危化品追踪的原理示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。
24.实施例1
25.如图1和图2所示，危化品运输追踪系统，所述系统包括：节点网、数据记录分发器和追踪器；所述节点网包括多个节点；所述节点均为运输区域内随机选取的若干坐标点，所述坐标点均与相邻的其他坐标点连接；当载有危化品的载具在运输区域内行驶，途经某个节点时，数据记录分发器将记录该节点，将该节点的坐标数据发送至追踪器；同时，数据记录分发器还将记录途经该节点时，载具上的危化品的量，将记录的危化品的量发送至追踪器；所述追踪器在接收到对危化品的追踪请求时，首先根据记录的节点的坐标数据和途经节点的危化品的量，判断是否进行了危化品分发；所述危化品分发定义为：载具在运输过程中将危化品进行了分发，使得载具运载的危化品的量减少；若判断进行了危化品分发，则使用预设的追踪算法，进行危化品追踪，得到危化品的分发路线，将分发路线中途径的节点的坐标进行记录，完成危化品的追踪。
26.采用上述技术方案，本发明通过对危化品运输区域内的载具途经的节点进行监控，以实现对危化品运输进行追踪，同时，本发明针对危化品运输过程中，可能出现的分发情况进行了更进一步的追踪，使用预设的追踪算法对危化品分发后的走向进行追踪，实现了全流程的危化品追踪，具有准确率高和实用性高的优点。主要通过以下过程实现：1.危化品运输过程的全流程监控：本发明通过对危化品运输过程中的车辆进行全流程监控，以确保危化品在运输过程中经过的路径都能有迹可循，相较于现有技术通过数据进行追踪，其实时性更强，更能反映危化品运输过程中发生的变化，以保证追踪结果的准确性；2.危化品分发过程的追踪：本发明除了对危化品运输进行监控以外，还针对危化品运输过程中发生的分发进行监控，通过该过程，可以追踪到危化品分发的路径，以确保后续危化品的流向能够完全被掌握，提升了危化品追踪的科学性；同时，本发明在进行分发追踪前，首先判断是否进行了分发，以避免对未进行分发的情况进行危化品分发追踪，导致系统运行效率降低。
27.实施例2
28.如图3和图4所示，在上一实施例的基础上，所述追踪器判断是否进行了危化品分发的方法包括：追踪器将每个节点对应的危化品的量进行比对判断，若每个节点的危化品的量均相等，则判断没有进行危化品分发；若每个节点的危化品的量不完全相等，则判断出现了危化品分发；在判断出现了危化品分发的情况下，定位进行危化品分发的节点。
29.具体的，《危险化学品安全管理条例》第三条本条例所称危险化学品，是指具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质，对人体、设施、环境具有危害的剧毒化学品和其他化学品。目前，危化品运输安全的研究围绕两点展开：一、建立已发生危化品事故的数据库，分析数据找出原因，事先采取预防措施避免事故再次发生；二、利用传感器技术组成检测网络，
通过检测运输过程参数判断危险发生的概率，提前采取措施避免发生事故。这两点缺陷在于:第一点主要进行事后分析，不能及时规避事故；而第二点则过于依赖模型，以致当模型出现偏差，出现大量误报和漏报，影响实际应用效果。
30.具体的，如图3和图4中所示，a代表起始节点，即进行了危化品分发的节点。图中其他字母和数字组成的符号均代表下一个追踪点。
31.实施例3
32.在上一实施例的基础上，所述追踪器定位进行危化品分发的节点的方法包括：将危化品的量相等的节点进行分组，得到多个节点分组，分组后的每个组中的节点的危化品的量均相等；统计每个节点分组中的节点坐标值的加和值；所述节点坐标值的加和值定义为：节点坐标值中的每个坐标轴的坐标值进行取绝对值后，然后相加，得到节点坐标值的加和值；将节点坐标值的加和值最小的节点筛选出来，筛选出的节点即为进行了危化品分发的节点；基于筛选出的节点，使用预设的追踪算法，进行危化品追踪。
33.具体的，面对巨大的市场需求，危化品运输实时监控技术也在不断发展和进步，发达国家以及国内的一些企业已经利用gps技术，专门为危化品运输车辆提供实时监控、远程信息服务、监控运输车辆及货物在途状况，实现突发事件的实时报警监控和危险预警。但是面对市场的巨大需求，危化品运输的实时监控技术和事故应急处理机制远未成熟。目前市场上这类产品和服务的不足主要涉及到以下几个方面:功能单一，绝大多数车辆监控系统只对车辆运行状态的基本信息进行收集和显示，没有对收集到的数据做进一步的分析和处理；缺乏有效的信息共享和事故应急联动机制，造成资源的浪费和事故救援的低效性；系统实时性较差，部分产品存在数据传输延迟甚至丢失现象；存储与传输数据量大，导致通信及相关费用上升，历史信息的查看和分析手段主要以人工为主，效率低下。
34.实施例4
35.在上一实施例的基础上，所述追踪器基于筛选出的节点，使用预设的追踪算法，进行危化品追踪的方法包括：将筛选出的节点作为起始节点，与其相邻节点构建追踪图，追踪图中的每个节点作为追踪点；初始化追踪图，建立坐标系；基于当前追踪图，在当前追踪点处，确定下一个追踪点方向；根据确定的追踪点方向，找到下一个追踪点；在下一个追踪点处，继续确定接下来的追踪点的方向，直到找到最后一个追踪点。
36.具体的，
37.实施例5
38.在上一实施例的基础上，所述初始化追踪图，建立坐标系的方法包括：将地下停车场的未知路径图定义为追踪图g＝(v,e)，v表示顶点集；e表示边集；定义顶点集v中任意一个顶点为v
q
，q表示顶点的数量；定义边集e中任意一条边为e
k
，k表示边的数量；基于追踪图g，定义追踪点集，则追踪点集中所有追踪点所组成的坐标集合为w；追踪点集中的所有追踪点能组成追踪图g；定义追踪点集中每个追踪点的度所组成的集合为n；定义集合n中任意一个追踪点的度为n；定义追踪点集中每个追踪点的未追踪的关联边数量所组成的集合为m；定义集合m中任意一个追踪点的未追踪的关联边数量为m；定义追踪图g的邻接矩阵为a；以地下停车场的入口位置为原点o，以原点o为中心，并以地下停车场入口方向作为x轴正方向，以x轴方向向左旋转90
°
的方向作为y轴正方向，以向上垂直于平面xoy的方向为z轴正方向，建立三维坐标系o
‑
xyz；初始化追踪图g、追踪点集w、所有追踪点的度所组成的集合n、关
联边数量所组成的集合m、邻接矩阵a均为空集。
39.实施例6
40.在上一实施例的基础上，所述基于当前追踪图，在当前追踪点处，确定下一个追踪点方向的方法包括：基于当前追踪点，使用如下公式，计算下一个追踪点的方向的概率：将计算得到的下一个追踪点的方向的概率的最大值作为下一个追踪点方向。
41.具体的，
42.实施例7
43.一种危化品运输追踪方法，所述方法执行以下步骤：步骤1：当载有危化品的载具在运输区域内行驶，途经某个节点时，数据记录分发器将记录该节点，将该节点的坐标数据发送至追踪器；同时，数据记录分发器还将记录途经该节点时，载具上的危化品的量，将记录的危化品的量发送至追踪器；步骤2：追踪器在接收到对危化品的追踪请求时，首先根据记录的节点的坐标数据和途经节点的危化品的量，判断是否进行了危化品分发；所述危化品分发定义为：载具在运输过程中将危化品进行了分发，使得载具运载的危化品的量减少；步骤3：若判断进行了危化品分发，则使用预设的追踪算法，进行危化品追踪，得到危化品的分发路线，将分发路线中途径的节点的坐标进行记录，完成危化品的追踪。
44.实施例8
45.在上一实施例的基础上，所述追踪器判断是否进行了危化品分发的方法包括：追踪器将每个节点对应的危化品的量进行比对判断，若每个节点的危化品的量均相等，则判断没有进行危化品分发；若每个节点的危化品的量不完全相等，则判断出现了危化品分发；在判断出现了危化品分发的情况下，定位进行危化品分发的节点。
46.实施例9
47.在上一实施例的基础上，所述追踪器定位进行危化品分发的节点的方法包括：将危化品的量相等的节点进行分组，得到多个节点分组，分组后的每个组中的节点的危化品的量均相等；统计每个节点分组中的节点坐标值的加和值；所述节点坐标值的加和值定义为：节点坐标值中的每个坐标轴的坐标值进行取绝对值后，然后相加，得到节点坐标值的加和值；将节点坐标值的加和值最小的节点筛选出来，筛选出的节点即为进行了危化品分发的节点；基于筛选出的节点，使用预设的追踪算法，进行危化品追踪。
48.具体的，随着社会进步以及国民经济的持续快速发展，道路危险品运输业日渐增多，我国的危险品运输安全管理面临新的挑战。日益增加的危险品运输对城镇、人群、河流的威胁越来越大，危化品运输安全问题得到了越来越高重视。危险化学品(简称危化品)种类多，事故发生后，扩散快，影响区域大，而救援方式各异；通常事故发生后，事故现场的实时信息以及扩散路径无法监控与跟踪，事故应急救援指挥完全依赖于救援人员经验，缺乏有力技术支持，在采用不正确方式，易导致二次事故发生；危化品运输事故发现主要是靠现场肇事者和目击者报警，或者巡逻人员采集信息。外场采集到事故信息传递方式效率低下，往往会延误救援时机。致使危化品车载运输监控始终不能达到理想状态，每年都因监控不及时、救援不正确而造成大量二次事故。因此，充分利用先进通讯技术、计算机技术、自动控制等技术构建危化品车载运输监控及事故应急救援系统是提高危化品运输车辆安全行驶与及时事故救援的有效手段，是一项非常重要和迫切需要工作。通过在危化品上贴不可逆
标签，在危化品运输车辆部署传感器节点，在载运车辆安装状态传感器，结合预测模型，实现对危化品及周围环境温度、压力、风力以及车辆运行状态等信息感知，经车载终端处理，实时传送监控中心，可预测事故并报警，并通过自动部署无线传感网，提供事故现场实时状况，以及利用危化品事故应急响应数据库，为事故发生后实时应急救援和决策指挥调度提供技术支撑。
49.实施例10
50.在上一实施例的基础上，所述追踪器基于筛选出的节点，使用预设的追踪算法，进行危化品追踪的方法包括：将筛选出的节点作为起始节点，与其相邻节点构建追踪图，追踪图中的每个节点作为追踪点；初始化追踪图，建立坐标系；基于当前追踪图，在当前追踪点处，确定下一个追踪点方向；根据确定的追踪点方向，找到下一个追踪点；在下一个追踪点处，继续确定接下来的追踪点的方向，直到找到最后一个追踪点。
51.所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
52.需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元来完成，即将本发明实施例中的单元或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的单元可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元，以完成以上描述的全部或者单元功能。对于本发明实施例中涉及的单元、步骤的名称，仅仅是为了区分各个单元或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
53.所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
54.本领域技术人员应能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件单元、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd
‑
rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
55.术语“第一”、“另一部分”等是配置用于区别类似的对象，而不是配置用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
56.术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者单元/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者单元/装置所固有的要素。
57.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术标记作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
58.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非配置用于限定本发明的保护范围。