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航天云网特种车智能监控平台解决方案

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一、案例背景与目标

1、项目背景

近年来,随着经济的快速发展,特种专用车如冷藏车、吊车、叉车等数量与日俱增,但是对于特种专用车的运营监管存在一定的难度,诸多安全隐患不容易识别,导致出现各种安全事故。

在互联网+时代,将互联网、物联网以及云计算、大数据等新一代信息技术和特种专用车的行业特点有机结合起来,构建基于互联网的特种车智能监控管理平台,将有效提升特种车安全运营和监管水平,保证特种车行业健康、快速、持续的发展。

江西航天云网科技有限公司致力于运用物联网,大数据分析等前沿技术,依托自主研发的设备物联接入平台和智能监控设备打造航天云网特种车智能监控平台,为冷链车、吊车、叉车等特种专用车提供运营、监控服务管理,有效提升特种车的运行管理效率,以下以冷链车为例进行分析。

2、实现目标

冷链车智能监控平台的目标是解决冷链车运营监管服务的难点与痛点问题,包括监管和运营服务两大类问题。监管问题主要是为企业安全管理部门和政府第三方监管提供可视化的、全面的、主动的、操作便捷的统一窗口;运营服务问题主要是为冷链物流单位和相关商家用户提供物品冷藏状态追踪、大数据分析服务,主要包括:

1)解决冷链企业对其司机和特车的监管难题,帮助企业完善司机和特车的管理制度;

2)解决药店、超市等单位的特殊药品或食蔬的质量监管难题,减少由于物流运输过程出现的由于物理条件不达标而导致的经济损失或安全问题;

3)帮助监管者查询商品的源头、物流运输状态,有利于维护广大消费者合法权益;

4)有利于促进特种车辆(冷链车)运输过程规范化,形成国家标准。

二、实现方案介绍

1、总体架构

特种车智能监控平台主要为相关企业和监管部门提供专用车作业的运营、安全监管服务,提供面向特种车运营和监管的全套解决方案,主要包括硬件系统、云平台系统和个性化应用开发等几大部分。

1)硬件系统。主要包括冷链车智能监控平台的前端数据采集车载智能终端及专用车上安装的各类传感器。该车载智能终端可以实时采集汽车行驶过程中的胎温、胎压、轴温,制动系统气压、油压数据、制动蹄片及间隙数据、冷藏车温湿度,气体浓度等数据实时采集监控;潜在影响驾驶安全的行为,例如打电话、抽烟、左顾右盼、未系安全带、故意遮挡,急加速、急转弯、急刹车、超速等,采集的数据通过车载终端的物联网模块(4G/5G)实时上传到云平台,在云平台的后台进行大数据分析,通过算法分析处理后如果发现异常和危险情况将实时推送到车载终端,监控大屏以及各应用终端,车载智能终端将以声音和图像想结合的方式进行声光报警。

2)云平台系统。实时处理车载终端上传的数据,通过多传感器融合和机器学习AI算法分析,及时分析特种专用车的运行状态及安全问题,并将报警及时发送到车载智能终端,并在特种车智能监控平台PC端以及APP移动端进行同步显示。

3)个性化应用开发模块。针对特种车用户运营和监管的需要,通过云平台系统提供的标准API接口,实现用户需要的查询、分析、打印、导出及流程管理的业务需要。

总体架构图如下:

1 特种车智能监控平台技术架构

 

2、平台应用架构

考虑到信息的安全性和系统的交互性,而且对客户端的响应速度要求快,冷链车智能监控平台采用B/S结构,这种模式方便用户和现场指挥终端使用。平台采用集中部署方式,部署在云平台上,特种车智能监控平台的应用架构:

2 特种车智能监控平台应用架构

 

3、各层功能设计

1)感知层。主要包括专用车上分布的特定的各类传感器网关,智能读写卡,摄像头和GPS设备等,用来实时感知车辆上各类特定数据的变化,例如汽车轮胎传感器实时采集胎温、胎压、轴温数据,摄像头拍摄驾驶员的驾驶状态,冷藏车厢内温湿度传感器对温度和湿度的监控和GPS设备记录专用汽车的行驶位置等等,并将数据变化的情况通过统一的传输控制协议,如4G/5G网络,传递给数据层。

2)数据层。将获得的制造服务数据、各类专用车辆的位置和连接数据、危运车安全融合数据或者冷藏车温湿度数据和摄像头拍摄的视频数据等进行大数据分析,通过专业建模,统计分析,数据挖掘等方法对海量数据进行处理,将分析结果例如冷藏车车厢温湿度超限报警信息发送给应用层的冷链车智能监控平台,指挥决策平台以及驾驶司机,以便及时做出决策调整来保证车厢内食品质量安全。

3)支撑层。主要是对专汽安全状态服务数据进行专业建模和处理,以便在特种车智能监控平台获得各类专用汽车的设计制造和运输场景提供数据模型支撑,具体包括制造数据模型、电子地图标注和GIS模型的绘制等。

4)应用层。主要是在特种车智能监控平台的基础上快速搭建面向特定目标的特车服务平台,例如企业制造资源服务及决策平台,建立应急中心指挥决策平台,专用车应急产业监管特种车智能监控平台,公共类应急专用车资源特种车智能监控平台和高危场景应急专用车响应平台等。

5)展示层。将大数据分析后的结果进行统计展示,结合展示的数据情况给出相应风险预测,分析评估和预警发布,以便给应用层的客户端提供指挥决策依据。

 

三、技术和应用创新点

1、技术创新

特种车智能监控平台是通过利用“互联网+大数据”技术对专用车行业的传统管理模式进行创新的一套系统。该平台采用了技术整合、功能整合、数据整合、模式整合、业务整合等多种手段,将各个分离的设备、软件和信息数据等要素集成到相互关联的、统一的平台之中,进一步加深了制造业和互联网技术的有机融合,实现了包括专用车制造技术、设计、生产、服务等在内的一系列环节的协同配合。

特种车智能监控平台的系统结构,如3所示。

3 特种车智能监控平台的体系结构

 

冷藏车车箱内读取的门开关状态,物品的平衡震感状态,气体浓度,温湿度数据和实时采集的胎温、胎压、轴温数据以及驾驶员驾驶状态等数据信息通过传感器等感应装置采集到冷链车智能监控平台的车载智能终端上,车载智能终端通过统一的数据传输协议将结果实时反馈给特种车智能监管平台,数据在云端做相应的存储、分析与应用,对特车的设计、制造起到了积极推动作用。

2、应用创新

1)提供专用汽车全生命周期数据服务

通过在专用汽车下装的关键零部件以及冷藏车厢等上装布置相关传感器或者监测装置,对汽车底盘,冷机等关键子系统进行监测,同时获取专用汽车的关键运行参数(例如胎温、胎压、轴温、轴温数据以及制动系统气压、油压数据和制动蹄片间隙数据等),专用汽车运行状态监控平台通过对专用汽车的各部分关键零部件运行状态进行大数据分析后既能利用相应的传感器对专用汽车运行状态进行预警保护,又给专用汽车在设计,制造,改进和维护方案上提供有效依据和建议,进而可以打造专用汽车的全方位工业互联网应用平台。

2)建立专用汽车运行参数的大数据中心

该数据中心能够获取并分析专用汽车整车制造、上装状态、关键零部件和驾驶人员的驾驶环境、驾驶条件、驾驶习惯等数据,在合理规划、确保安全的条件下,通过数据的共建、整理、归类、共享和深度挖掘为上游制造企业对专用汽车的设计制造提供数据和参考,也对专用汽车全生命周期服务提供精准信息支撑。

3)建立冷链运输温度标准数据库

对于冷藏车而言,冷藏车的运行状态监控平台按照国家标准建立了不同运输物品最佳冷藏温湿度区间的数据库,并同时加入了边缘计算等最新物联网技术。因此,当运输物品装入冷藏车厢内后,冷藏车的运行状态监控平台可通过边缘计算技术,自动识别并匹配数据库中相应物品的最佳温湿度,进而不需要人工干预就可以自动将冷藏车车厢内温湿度调整到合理区间,实现了冷藏车温湿度调节的自动化和智能化。

4)提供专用汽车导航专业地图

该地图独家提供专用汽车所需要的限速限高限宽、限载限行限排,加油加水住宿、实时路况天气等信息,为专用车选择运输路线提供专有指导。另外,指挥和决策可在专用汽车运行状态监控平台上通过专用车导航地图对专用车的运输路径进行优化和车辆闲忙状态合理调度,尤其对于救灾或者灾后重建的专用运输汽车,指挥人员通过对运输车辆路径规划和调整能极大的提高运输效率,保证了运输物品安全有效的运达。

5)应用多传感器融合算法实现实时监管

专用汽车运行状态监控平台的服务端采用云端部署方式,客户端终端设备部署在专用汽车上,通过实时检测车厢内温湿度环境和摄像头采集车厢内部视频等数据信息,经过神经网络和单目机器视觉算法对车厢内的物品进行有效识别和自动化控制,针对异常情况,系统将通过语音进行报警,最终将完整的运输过程中的温度曲线、报警信息、行程公里、时间信息、位置信息通过微型打印机打出运输单,作为合规的运输凭证。因此,专用汽车运行状态监控平台通过机器视觉,实时视频分析算法、结合多种传感器和数据融合算法有效地保证了监控平台对运输车辆的实时监管,保障了运输车辆高效安全的运行。

四、推广方案

1、经济社会效益分析

1)经济效益

2017年全国冷链物流市场需求约4700亿元,果蔬、肉类、水产品冷藏运输率仅分别为30%50%65%左右(参照2015年统计数据),腐损率分别为15%8%10%(参照2015年统计数据)。对照加拿大冷链网络通过现代化的温控手段保证将蔬果损耗控制在5%以内计算,我国还可以在现基础上降低损耗10%。每年可以为社会减少约470亿损耗,2017年我国冷藏车保有量13万台,每台车平均可以多创造3.6万元价值,相当于2017年全国年税收的0.3%

2)社会效益

冷藏、冷冻物品的运输环节,是冷链行业最复杂、最不可控的关键环节,通过冷链车智能监控平台打通冷链行业上下游厂家、商家、消费者,为菜篮子工程、食品安全、药品安全提供安全保障,让老百姓与政府共同监督全过程吃上放心肉、放心菜,让儿童注用安全疫苗,让科技成果惠及百姓生活,增加人民安全感、幸福感。

2、目标客户

1)运管类

冷链车智能监控平台目前在上海、江苏、湖北等省市的运管部门得到了应用,在全国有着广阔的市场前景。

2)冷链物流类

针对冷链物流类企业,特种车智能监控平台于2020年在XXXX公司进行大范围应用,可以在全国冷链物流类企业广泛推广。

3)其他特种车客户。本平台采用不同的智能采集终端就可以应用于吊车、叉车等特种的安全监管,搭建适合各种特车需要的智能监控平台。

 

 

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