一种危险品货物运输车辆综合监控系统及其监控方法

摘要

本发明涉及一种危险品货物运输车辆综合监控系统及其监控方法，包括现场监控终端、无线数据通讯网关、无线通讯天线及基于大数据的监管服务平台，现场监控终端与危险品运输车辆连接，位于同一危险品运输车辆上的各现场监控终端间相互并联，并分别与1—2个无线数据通讯网关及至少一条无线通讯天线间通过网线建立数据连接，同时无线数据通讯网关另与无线通讯天线间电气连接。其监控方法包括系统组网，车辆监控及数据识别等三个步骤。本发明可有效满足各类危险品输送车辆配套使用的需要；本发明也可全面精确的实现对车辆运行时车辆运行状态、驾驶人员驾驶行为及危险货物存放定位状态进行全面精确监控，并可根据监控数据对车辆运行状态进行预判。

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆监控系统，特别是一种危险品货物运输车辆综合监控系统及其监控方法。

背景技术

目前在诸如液化气、碱液、酸液等危险物品通过车辆运输过程中，尤其是长途运输中，极易因路况因素、驾驶人员不良驾驶行为、驾驶人员误操作及车辆承载设备故障，导致危险物品泄漏、受损等情况发生，从而对运输车辆、工作人员及运输车辆周边的人员、车辆及环境造成严重的危害，针对这一问题，为了对危险品运输管理，当前主要是借助基于GPS定位系统、北斗定位系统等定位系统对车辆运行装填、路径进行检测，虽然可以一定程度满足危险品输送监控的需要，但监控数据单一，难以有效满足对运输过程中危险品运输状态进行全面且精确监控作业的需要。

同时，当前的检测系统往往仅能对危险品运输车辆运行当前状态及历史运行记录进行监控作业的需要，同时还易因数据通讯不畅而造成监控数据发生延迟，因此对危险品运输车辆监控的灵活性和可靠性不足，也无法对车辆运输过程中可能发生的安全隐患进行精确预判，从而导致对危险品货物运输车辆运行安全性监控的稳定性和可靠性相对较差，难以有效满足使用的需要。

因此，针对这一现状，迫切需要开发一种全新的危险品货物运输车辆运行状态综合监控系统及监控方法，以满足实际工作的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种危险品货物运输车辆综合监控系统及其监控方法，以达到危险物品输送安全性和可靠性的目的。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种危险品货物运输车辆综合监控系统，包括现场监控终端、无线数据通讯网关、无线通讯天线及基于大数据的监管服务平台，现场监控终端与危险品运输车辆连接，且每台危险品运输车辆内均设至少一个现场监控终端，现场监控终端间相互并联，且位于同一危险品运输车辆上的各现场监控终端间相互并联，并分别与1—2个无线数据通讯网关及至少一条无线通讯天线间通过网线建立数据连接，同时无线数据通讯网关另与无线通讯天线间电气连接，从而构成一个检测组，无线数据通讯网关、无线通讯天线分别通过无线通讯网络与基于大数据的监管服务平台建立数据连接，无线通讯天线另通过RFID通讯与基于大数据的监管服务平台建立数据连接。

进一步的，所述的现场监控终端包括控制器、检测台、检测架、驱动导轨、检测机构，其中所述控制器嵌于车辆驾驶室内，并与车辆主控电路电气连接，所述检测架为“冂”字形框架结构，位于车辆车厢内并包覆在车厢上端面，且所述检测架轴线与车厢上端面垂直分布， 且检测架下端面通过驱动导轨与车厢上端面滑动连接，且所述驱动导轨至少两条，嵌于车厢上端面内并对称分布在车厢轴线两侧，且驱动导轨与车厢轴线平行分布并高出车厢上端面1—10厘米，所述检测台共两个，其中一个检测台位于车辆驾驶室内并嵌于车辆中控台内，另一个检测台通过转台机构与检测架顶部下端面铰接，所述检测台为轴线截面为矩形的密闭腔体结构，且每个检测台上均设至少一个检测机构，其中位于驾驶室内的检测机构轴线与车辆方向盘轴线平行分布，位于车厢内的检测机构轴线与车厢底部呈0°—90°夹角，且所述驱动导轨、检测机构分别与控制器电气连接。

进一步的，所述的控制器包括承载壳、电路系统、数据通讯总线、MOS驱动电路、I/O通讯电路、晶振时钟电路、GNSS卫星定位装置、稳压电路及接线端子，其中所述承载壳为密闭腔体结构，所述接线端子至少一个，嵌于承载壳外表面，并与无线数据通讯网关、无线通讯天线电气连接，所述电路系统、数据通讯总线、MOS驱动电路、I/O通讯电路、晶振时钟电路、GNSS卫星定位装置、稳压电路均嵌于承载壳内，其中所述电路系统与数据通讯总线和稳压电路电气连接，所述数据通讯总线另与MOS驱动电路、I/O通讯电路、晶振时钟电路、GNSS卫星定位装置、稳压电路电气连接，所述MOS驱动电路另分别与I/O通讯电路和稳压电路电气连接，所述I/O通讯电路与各接线端子电气连接。

进一步的，所述的检测机构包括CCD摄像头、3D摄像头、温湿度传感器、空气质量传感器、pH传感器、加速度传感器、三维陀螺仪、辅助照明灯、驱动电路，所述加速度传感器、三维陀螺仪、驱动电路均嵌于检测机构内，所述CCD摄像头、3D摄像头、温湿度传感器、空气质量传感器、pH传感器及辅助照明灯嵌于检测机构外表面，所述CCD摄像头、3D摄像头、温湿度传感器、空气质量传感器、pH传感器、加速度传感器、三维陀螺仪、辅助照明灯均与驱动电路电气连接，且所述CCD摄像头、3D摄像头和辅助照明灯光轴平行分布，且CCD摄像头、3D摄像头环绕辅助照明灯分布，且所述辅助照明灯与检测机构同轴分布，所述驱动电路与控制器电气连接。

进一步的，所述的驱动电路为基于FPGA、DSP芯片中任意一种为基础的电路系统，所述驱动电路另设数据通讯装置。

进一步的，所述的基于大数据的监管服务平台另内设基于卷积神经网络系统的数据处理程序，同时另设与基于卷积神经网络系统的数据处理程序连接的基于LSTM的智能预测系统、深度学习神经网络系统的深度学习子系统及基于二值化运算的连通域图像识别子系统。

进一步的，所述的无线通讯天线另设RFID射频通讯装置，且无线通讯天线通过RFID射频通讯装置与现场监控终端电器连接，且所述无线通讯天线包括至少一个全向天线及至少一个定向天线。

一种危险品货物运输车辆综合监控系统的监控方法，包括如下步骤；

S1，系统组网，首先将构成本发明的各现场监控终端、无线数据通讯网关、无线通讯天线安装到待监控的危险品货车上，并使现场监控终端的检测架包覆在车厢的承载的危险货物外，然后将现场监控终端通过无线数据通讯网关、无线通讯天线与基于大数据的监管服务平台建立数据连接，并由基于大数据的监管服务平台为现场监控终端、无线数据通讯网关、无线通讯天线分配独立的数据通讯寻址地址和通讯协议，同时另为无线通讯天线分频射频通讯分配设置通讯频率及波段；

S2，车辆监控，完成S1步骤后，在车辆运行过程中即可对车辆运行状态进行监控作业，在监控作业时，首先由控制器的GNSS卫星定位装置对车辆运行位置及路线进行追踪监控，同时通过控制器从车辆控制系统中获得车辆运行车速、油量、车辆运行时间、车辆运行周边路况环境，然后由位于控制室内的检测台通过检测机构对驾驶室内环境、驾驶人员的驾驶行为进行监控；通过位于车厢内与检测架上检测台连接的检测机构对车厢内货物存放情况、存放环境进行监控，最后将检测机构的数据发送至控制器中，并由控制器对数据进行处理后，同时发送至无线数据通讯网关、无线通讯天线，并由无线数据通讯网关、无线通讯天线中的至少一个通过无线通讯网络与基于大数据的监管服务平台间建立数据连接，实现数据反馈；

S3，数据识别，基于大数据的监管服务平台在接收到S2步骤反馈的数据后，通过基于大数据的监管服务平台的显示设备进行检测数据直接显示，满足数据监控作业的需要；卷积神经网络系统对接受的数据进行运算分析，根据分析的结果获得当前车辆运行状态的同时，另同步对车辆运行中存在的安全隐患进行预判，并将预判结果通过基于大数据的监管服务平台的显示设备同步展示报警，从而完成对危险货物车辆进行监控作业的需要。

本发明系统构成结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效满足各类危险品输送车辆配套使用的需要；另一方面在运行过程中，可全面精确的实现对车辆运行时车辆运行状态、驾驶人员驾驶行为及危险货物存放定位状态进行全面精确监控，并可根据监控数据对车辆运行状态进行预判，从而达到前面监控危险货物运输车辆运行过程的安全性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。

图1为本发明系统原理结构示意图；

图2为现场监控终端结构示意图；

图3为检测机构安装定位结构意图；

图4为控制器电气原理结构示意图；

图5为本发明方法流程图。

图中各标号：现场监控终端1、无线数据通讯网关2、无线通讯天线3、基于大数据的监管服务平台4、控制器11、检测台12、检测架13、驱动导轨14、检测机构15、转台机构16、承载壳101、接线端子102、CCD摄像头151、3D摄像头152、温湿度传感器153、空气质量传感器154、pH传感器155、加速度传感器156、三维陀螺仪157、辅助照明灯158、驱动电路159。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-4所示，一种危险品货物运输车辆综合监控系统，包括现场监控终端1、无线数据通讯网关2、无线通讯天线3及基于大数据的监管服务平台4，现场监控终端1与危险品运输车辆连接，且每台危险品运输车辆内均设至少一个现场监控终端1，现场监控终端1间相互并联，且位于同一危险品运输车辆上的各现场监控终端1间相互并联，并分别与1—2个无线数据通讯网关2及至少一条无线通讯天线3间通过网线建立数据连接，同时无线数据通讯网关2另与无线通讯天线3间电气连接，从而构成一个检测组，无线数据通讯网关2、无线通讯天线3分别通过无线通讯网络与基于大数据的监管服务平台4建立数据连接，无线通讯天线3另通过RFID通讯与基于大数据的监管服务平台4建立数据连接。

本实施例中，所述的现场监控终端1包括控制器11、检测台12、检测架13、驱动导轨14、检测机构15，其中所述控制器11嵌于车辆驾驶室内，并与车辆主控电路电气连接，所述检测架13为“冂”字形框架结构，位于车辆车厢内并包覆在车厢上端面，且所述检测架13轴线与车厢上端面垂直分布， 且检测架13下端面通过驱动导轨14与车厢上端面滑动连接，且所述驱动导轨14至少两条，嵌于车厢上端面内并对称分布在车厢轴线两侧，且驱动导轨14与车厢轴线平行分布并高出车厢上端面1—10厘米，所述检测台12共两个，其中一个检测台12位于车辆驾驶室内并嵌于车辆中控台内，另一个检测台12通过转台机构16与检测架13顶部下端面铰接，所述检测台12为轴线截面为矩形的密闭腔体结构，且每个检测台12上均设至少一个检测机构15，其中位于驾驶室内的检测机构15轴线与车辆方向盘轴线平行分布，位于车厢内的检测机构15轴线与车厢底部呈0°—90°夹角，且所述驱动导轨14、检测机构15分别与控制器11电气连接。

其中，所述的控制器11包括承载壳101、电路系统、数据通讯总线、MOS驱动电路、I/O通讯电路、晶振时钟电路、GNSS卫星定位装置、稳压电路及接线端子102，其中所述承载壳101为密闭腔体结构，所述接线端子102至少一个，嵌于承载壳101外表面，并与无线数据通讯网关2、无线通讯天线3电气连接，所述电路系统、数据通讯总线、MOS驱动电路、I/O通讯电路、晶振时钟电路、GNSS卫星定位装置、稳压电路均嵌于承载壳101内，其中所述电路系统与数据通讯总线和稳压电路电气连接，所述数据通讯总线另与MOS驱动电路、I/O通讯电路、晶振时钟电路、GNSS卫星定位装置、稳压电路电气连接，所述MOS驱动电路另分别与I/O通讯电路和稳压电路电气连接，所述I/O通讯电路与各接线端子102电气连接。

同时，所述的检测机构15包括CCD摄像头151、3D摄像头152、温湿度传感器153、空气质量传感器154、pH传感器155、加速度传感器156、三维陀螺仪157、辅助照明灯158、驱动电路159，所述加速度传感器156、三维陀螺仪157、驱动电路159均嵌于检测机构15内，所述CCD摄像头151、3D摄像头152、温湿度传感器153、空气质量传感器154、pH传感器155及辅助照明灯158嵌于检测机构15外表面，所述CCD摄像头151、3D摄像头152、温湿度传感器153、空气质量传感器154、pH传感器155、加速度传感器156、三维陀螺仪157、辅助照明灯158均与驱动电路159电气连接，且所述CCD摄像头151、3D摄像头152和辅助照明灯158光轴平行分布，且CCD摄像头151、3D摄像头152环绕辅助照明灯158分布，且所述辅助照明灯158与检测机构15同轴分布，所述驱动电路159与控制器11电气连接。

进一步优化的，所述的驱动电路159为基于FPGA、DSP芯片中任意一种为基础的电路系统，所述驱动电路159另设数据通讯装置。

本实施例中，所述的基于大数据的监管服务平台4另内设基于卷积神经网络系统的数据处理程序，同时另设与基于卷积神经网络系统的数据处理程序连接的基于LSTM的智能预测系统、深度学习神经网络系统的深度学习子系统及基于二值化运算的连通域图像识别子系统。

值得注意的，所述的无线通讯天线3另设RFID射频通讯装置，且无线通讯天线3通过RFID射频通讯装置与现场监控终端1电器连接，且所述无线通讯天线3包括至少一个全向天线及至少一个定向天线。

如图5所示，一种危险品货物运输车辆综合监控系统的监控方法，包括如下步骤；

S1，系统组网，首先将构成本发明的各现场监控终端1、无线数据通讯网关2、无线通讯天线3安装到待监控的危险品货车上，并使现场监控终端1的检测架13包覆在车厢的承载的危险货物外，然后将现场监控终端1通过无线数据通讯网关2、无线通讯天线3与基于大数据的监管服务平台4建立数据连接，并由基于大数据的监管服务平台4为现场监控终端1、无线数据通讯网关2、无线通讯天线3分配独立的数据通讯寻址地址和通讯协议，同时另为无线通讯天线3分频射频通讯分配设置通讯频率及波段；

S2，车辆监控，完成S1步骤后，在车辆运行过程中即可对车辆运行状态进行监控作业，在监控作业时，首先由控制器11的GNSS卫星定位装置对车辆运行位置及路线进行追踪监控，同时通过控制器11从车辆控制系统中获得车辆运行车速、油量、车辆运行时间、车辆运行周边路况环境，然后由位于控制室内的检测台12通过检测机构15对驾驶室内环境、驾驶人员的驾驶行为进行监控；通过位于车厢内与检测架13上检测台12连接的检测机构15对车厢内货物存放情况、存放环境进行监控，最后将检测机构15的数据发送至控制器11中，并由控制器11对数据进行处理后，同时发送至无线数据通讯网关2、无线通讯天线3，并由无线数据通讯网关2、无线通讯天线3中的至少一个通过无线通讯网络与基于大数据的监管服务平台4间建立数据连接，实现数据反馈；

S3，数据识别，基于大数据的监管服务平台4在接收到S2步骤反馈的数据后，一方面通过基于大数据的监管服务平台4的显示设备进行检测数据直接显示，满足数据监控作业的需要；另一方面基于大数据的监管服务平台4的通过卷积神经网络系统对接受的数据进行运算分析，根据分析的结果获得当前车辆运行状态的同时，另同步对车辆运行中存在的安全隐患进行预判，并将预判结果通过基于大数据的监管服务平台4的显示设备同步展示报警，从而完成对危险货物车辆进行监控作业的需要。

本发明系统构成结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效满足各类危险品输送车辆配套使用的需要；另一方面在运行过程中，可全面精确的实现对车辆运行时车辆运行状态、驾驶人员驾驶行为及危险货物存放定位状态进行全面精确监控，并可根据监控数据对车辆运行状态进行预判，从而达到前面监控危险货物运输车辆运行过程的安全性和可靠性。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。