基于車聯網的危化品在途運輸預警系統設計與實現

張學文

摘 要：2018年末，中國物流與采購聯合會危化品物流分會發布統計數據，我國2018年道路危化品運輸完成12億噸的運輸量，比去年同比增長11%[1]。危化品運輸行業由于其運輸物質的特殊性質導致我們的道路運輸風險也在增加，因此開發一套完整的危化品在途運輸監測系統對于降低事故發生率，減少人員傷亡，減輕經濟損失具有十分重要的意義。采用SpringBoot框架進行后臺開發，通過javaweb技術實現前端頁面展示，并借助4G無線通信技術解決數據傳輸問題，硬件部分采用現有的中集罐箱衛士傳感器采集數據，通過以上技術組合搭建該預警系統。

關鍵詞：危化品運輸 Springboot javaweb技術 罐箱衛士

隨著國家化工行業的發展，危化品物流行業也進入了新的時代。危化品由于其本身具有放射性，有毒有害，腐蝕性等性質其運輸過程也是危險萬分，近年來，此類危化品運輸事故頻發，造成了相當大的經濟損失和人員傷亡。因此開發一套能實時監控危化品在途運輸過程的預警系統，對危化品運輸全程實現實時動態監控確保其運輸過程的安全，對于危化品運輸是十分有必要的并且也是急需的。

1 系統概述

危化品在途運輸預警系統整體硬件部分主要是以中集集團的罐箱衛士采集器分別采集危化品運輸過程中的液位，壓力，溫度等信息，通過車載終端進行信息采集并分析進行車載預警，后續通過GPS進行定位，通過車載無線通信系統將位置信息、車輛信息、危化品狀態信息等上傳到云端進行綜合預警，通過所搭建的軟件系統進行信息展示，通過端對端的實時通信，并將車載預警和云端綜合預警相結合實現危化品在途運輸過程的安全監控。并且通過云端還可以實現車輛路線規劃與人員和車輛的調度服務。

2 系統設計

2.1硬件設計

整體系統的硬件部分主要是以車載為主，包括“罐箱衛士”信息采集系統，中控平臺人機交互屏幕，后臺可以通過部署在物流公司的的服務器進行云端計算和通過在罐箱體上安裝“罐箱衛士”，對罐體內的危化品狀態進行全面監控，罐箱衛士內部集成溫度傳感器，壓力傳感器，液位傳感器等采集器，在駕駛室中控臺部署“罐箱衛士”中控系統，包括采集系統和人機交互界面，并內置GPS定位系統，并將油箱液位傳感器和胎壓傳感器等傳感器采集信息傳到中控系統中，并在交互界面進行相關數據信息展示。2.2軟件設計

2.2.1后臺設計

java語言利用JVM可實現多平臺遷移的特性，方便部署在不同的平臺上。因為我們整個系統平臺的多樣性所以要采用java語言作為主要開發語言。Springboot是目前開發java后臺的主要框架，本系統采用Springboot框架進行搭建可以減少代碼量并且方便部署。采取多線程編碼技術使得我們的軟件后臺可以同時處理多個任務，保證數據處理和采集的實時性，并與數據庫進行實時交互，采取這種方式處理數據可提高服務器的性能，提升系統后臺的穩定性進而保證系統的安全性。

2.2.2數據庫設計

由于該系統的數據主要是通過“罐箱衛士”采集得到，采集到的主要有：危化品壓力、危化品液位、危化品溫度、車輛速度、地理位置信息、路徑信息等，由于其數據量非常大并且要實時傳輸，因而需要高吞吐量的數據庫。采用Redis分布式數據庫進行存儲，主要對車輛，司機，危化品狀態等信息分別存儲，Redis數據庫具有很大的吞吐量可以滿足整套系統的數據存儲。

2.2.3前端界面設計

根據系統整體設計，目前前端界面采用Bootstrap框架和JQuery進行開發。Bootstrap是基于HTML5和CSS3.0開發的一種自帶網格系統，鏈接樣式以及背景的前端開發框架，JQuery是一個快速并且簡潔的JS框架，提供了一種更簡單的JavaScript設計模式，優化了很多代碼，方便文檔操作和事件處理以及Ajax交互。根據系統所設計的功能，前端頁面主要包括幾個功能模塊：用戶登錄模塊、車輛信息顯示模塊、車輛運輸路徑顯示及規劃、危化品狀態顯示模塊等。

3 系統實現

整體系統實現主要集中于軟件部分。軟件系統以MVC框架進行開發，主要包括以車輛和危化品、用戶模型為主的Model層;Version層主要以前端功能模塊展示為主，整體系統與用戶交互為主的客戶端，主要是通過瀏覽器交互界面為主，以車載交互端為輔組成;Controller層是整體軟件核心，在前端交互界面接收用戶的請求相應的指令，并在后端控制層完成指令的接收并與數據庫映射處理請求，等到數據庫根據指令完成相關工作后通過Controller層提交給前端進行展示。

4 結語

本設計通過結合危化品運輸過程以及目前的軟件開發技術進行整合。從采集端獲取到車以及危化品的各項指標參數并通過無線通信技術向云端發送數據，云端接受數據以后通過前端接受指令通過多線程技術映射到數據庫進行數據交互并進行數據分析，并通過 Redis分布式數據庫完成數據的存儲。整體系統設計與實現保證了危化品運輸車在途運輸過程的安全，通過及時預警為危化品運輸過程提供保障，具有非常實際的社會效益。

參考文獻：

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