基于AIoT架构模型的智慧物流安全管理应用研究.pdf

信息记录材料 年 月 第 卷第 期基于 架构模型的智慧物流安全管理应用研究林兴武，王旖晴，蒋绍钧（通信作者），宋仕斌，（四川公众项目咨询管理有限公司 四川 成都）（四川省通信产业服务有限公司绵阳市分公司 四川 绵阳）（四川大学锦江学院 四川 眉山）【摘摘要要】危险化学品具有氧化性、放射性、腐蚀性、有毒有害、易燃易爆等特性，导致其储存、装卸、运输和其他流通环节处置不当极易造成公共安全事故，客观上对危险品全过程的数字化、可视化、交互控制能力提出要求。随着第五代移动通信技术（，）、物联网、人工智能、云计算和大数据技术的发展和数字化转型推广应用，本文采用基于人工智能物联网（，）架构模型的智慧物流平台系统设计能在危险化学品的仓储库存、配送管理、安全溯源、可视化管理和车辆定位等方面实现智能化、信息化和数字化。重点对社会公众威胁性较大、影响面较广的危险品物流过程提供自动化安全技术保障，防范危险品公共安全事故发生。【关关键键词词】；物物联联网网；智智慧慧物物流流；危危险险品品；安安全全管管理理；应应用用研研究究【中中图图分分类类号号】【文文献献标标识识码码】【文文章章编编号号】（）作者简介：林兴武（），男，四川成都，本科，工程师，研究方向：技术及行业应用。引言大吨位、长距离的危险化学品道路运输存在爆炸、火灾、泄漏、中毒等事故隐患，极易导致车货损害、危险物质扩散、来源难以追溯等情况发生。对危险品储运物流过程中的及时性、安全性、可靠性、可追溯性进行有效监管提出极高要求。危险品传统的监测手段普遍存在底数不明、底图不清、预警与在线监测数据不准、物物关联及人物关联不清等痛点问题。传统监测技术不能满足危险品储运行业监控的新要求，容易形成事故隐患并威胁公共安全。本文提出基于 架构的危险品智慧物流系统建设方案，采用 无线、第六代无线网络技术（）、无线射频识别（，）智能传感器、全球定位系统（，）地学信息系统（，）精准定位、大数据云平台等融合技术，在危险品物流过程中实现在线调度、自动识别、车辆定位、在线监控、可视化管理及智能化控制。关键技术及应用场景分析 关键技术 基本工作原理是采用物联网传感器技术，配置智能模组终端设备，在生产一线充分感知和收集海量信息，如危险化品的温度、湿度、振动等数据，采用、长期演进（，）、窄带物联网（，）等无线技术传输到工业园区多接入边缘计算云平台。利用云计算平台的大数据分析、高阶人工智能算法实现万物互联的数据化、智联化、可视化及自动化。智能物联网应用架构如图 所示，由感知层、网络层和应用层组成。感知层由危险品物流系统智能物体与感知网络组成，具有危险化学品性能参数的感知、识别与通信能力，在设备设施层面直接负责危险化学品探测、感知信息数据，并进行数据采集与信号处理。网络层通过、机器对机器（，）等无线通信技术，对来自感知层的危险化学品数据信息实现接入与传输。应用层通过危险品智慧物流一体化云计算监管平台，分析经过危险品智慧物流大数据系统处理的感知层信息数据为用户提供应用程序（，）应用服务。赋能特定危险物品在智能物联网中通过信息传感设备、无线传输技术与互联网络连接起来进行信息交换，以实现平台层的智能化识别和集约化管理。是基于互联网、新型电信网、人工智能及物联网等综合信息承载体，由独立寻址的普通物理对象通过 实现互联互通。在危险品智慧物流场景的应用相对普通物流来说，危险品物流更需要全面、准确、可靠的信息管理和自动控制。集成危险品智慧物流一体化监管平台具备海量异构终端接入、数据智能分析、敏捷一站式应用开发等功能，赋能危险品智慧物流系统终端产业和应用开发。危险品智能物联网平台可融合、物、云、网、人工智能（，）等云网融合数字要素，为危险品智慧物流行业应用云平台提供全场景危险品智能物联网能力调用。集成危险品智慧物流一体化监管平台为危险品智慧物流行业提供全场景、智能化及一体化的服务。智慧物流通过在物流商品中植入传感器智能芯片，传感器感知信息数据结合后台的地理信息系统 全球定位系统数据库，形成智能物流信息网络。在危险品智慧物流的应用涉及危险品配送管理、仓储与库存监控、物流安全追溯等领域。危险品物流运输及仓储管理等环节需要纳入 平台进行综合监管。有效形成跨部门、跨区域、跨行业的公共服务平台，提高危险品物流效率，保障其安全性及可控、可管、可溯源功能。信息记录材料 年 月 第 卷第 期图 智能物联网应用架构 基于 架构的危险品智慧物流系统功能介绍 系统架构高度集成、大数据、云计算及 技术，作为新一轮信息科技革命推动智慧物流的实现功能与服务水平持续提升。智慧物流未来必将成为危险品物流安全保障技术及管理措施发展的高级阶段。危险品智慧物流应用系统主要包括化学危险品识别、智慧运输安全追溯、智能存储安全管理和存储安全风险预警这四个功能模块，如图 所示。本文提出的基于 模型的危险品智慧物流系统及监管平台建设构架将四个功能模块通过云计算、大数据技术集成到危险品智慧物流一体化监管平台，从而实现对运输、仓储、人员管理及应急处置功能。智慧化体系及平台建设将危险品物流系统的采购、储存、搬运、运输等关键环节、危险场景集成到信息系统。实现危险货物信息数据的全面收集、优化、调整和智能化处理。图 模型的危险品智慧物流系统建设 化学品危险性识别 系统架构通过智能感知技术识别物理和化学性能，形成职业健康、生态危险、堆叠隔离、数量限制、存储规范、安全保护和紧急处置的 电子标签。根据获得的相关数据信息判断危险货物储存数量、隔离距离，分析危险化学品货物数量、类别、容量、风险和其他物理和化学特征。通过智能识别危险化学品的危险特性、重量、制造商、生产时间及流程等信息，自动准确记录基本信息来源。完成自动存储避免人工输入可能导致数据遗漏和操作不当，最大限度地提高危险货物安全信息资源的及时性、准确性与完信息记录材料 年 月 第 卷第 期整性，为危化行业监管提供重要数据基础和可视化呈现。智慧运输安全追溯在 系统架构中，危险货物运输过程的动态跟踪和可追溯系统主要由车载设备、通信中心和监控客户端组成。使用 系统实现危险货物运输动态定位跟踪、在线收集、更新危险货物运输车辆信息的当前位置和危险货物状态的整个过程。使用 无线传输技术向危险货物智慧物流集成监控平台报告安全运输信息。通过大数据中心完成预测警告和可视化呈现，快速响应运输过程中的意外紧急情况。车载设备包括机载终端单元、驾驶员和乘客识别单元、驾驶员安全援助单元。车载设备实现了运输车辆定位，异常状态警报信息的收集及处理。智慧物流监管平台，由移动通信模块、核心网服务器及监管平台数据库组成。采用定位系统计算危险货物的位置、时钟信息，通过 移动网络传输到车辆设备与危险货物智能物流集成监控平台，从而实现对危险物品安全溯源功能。智能仓储安全管理危险品的智能存储对安全管理提出极高要求，智慧物流系统架构包括防火、防爆及防静电技术监测功能。智能传感器具有感知危险货物的温度、振动功能，使用无线通信技术将数据快速传送到智能控制终端设施，危险品仓储管理通过微智能传感器完成信息收集。信息智能终端收集感知数据，建立无线通信连接进行终端配置。通过微智能传感器实时收集和报告危险物流状态信息。客户结合云服务器在物流或存储环境中实时显示危险货物压力、温度、振动、泄漏和其他动态信息。充分利用传感器、电子标签技术对危险货物包装表面的 标签和微智能传感器不断进行检测，通过 等无线通信系统传输到云平台大数据中心，实现对危险货物存储状态的安全监控与动态管理。储运风险预警基于“物联网”架构的危险化学品智能物流信息平台为危险化学品物流的动态管理和智能控制提供决策支持和安全保证。危险货物物流存储和运输的风险预警系统由移动通信、红外探测和其他硬件设施构成。系统架构中，系统设备通过通信串行端口连接到控制器，通过 接收器进行卫星定位。仪表板读取速度、行程等基本信息，通过移动通信及时完成信息数据的读取和传输。红外设备使用红外技术在检测环境污染的前提下保护人身安全。危险货物物流存储和运输风险预警系统通过互联网对接工业园区、港口、码头、海关货物监督平台，融合应急管理系统和应急指挥平台，一旦危险货物出现泄漏、爆炸等紧急情形，迅速启动紧急救援计划，有效处置现场风险隐患。智慧物流应用典型案例互联网信息技术的快速发展和智慧物流系统的巧妙结合，给予现代物流运输行业极大的发展潜力，有利于实现智能化和信息共享。为加快推动物流口岸数字化改革，助力东北亚航运中心建设，大连集发南岸国际物流有限公司运用“物联网大数据”技术，推出危险货物智慧场站管理新模式，完成危险货物场站整体数字化转型升级，实现智慧安全、智慧操作和智慧服务集成创新，保障了物流口岸危险货物物流安全，提升了口岸危险货物智慧物流服务便利化水平。大连集发南岸国际物流有限公司基于 模型建立智慧物流可视化安全生产管理系统，包括堆场管控、设备设施管理、隐患排查治理、应急管理、教育培训、法规制度体系和相关方管理模块，实现危险货物实时监控、全程操作状态跟踪、红外测温预警和光纤震动周界报警等功能，如图 所示。基于 架构的危险品智慧物流系统的成功应用，通过智能终端信息感知、无线信息传输及 网络应用，采用危险物品进出物流口岸大数据平台计算，为生产、服务、监管及外部数据合作提供数字底座，最大限度实现危险品智慧物流数字化监管。图 口岸危险货物数字化物联网管理平台信息记录材料 年 月 第 卷第 期 本应用案例建立了一个大数据模型，涵盖了危险货物的国际控制标准和操作程序等核心要素，包括物理和化学性质的分析，实现对危险品内容、重量、容量、浓度、压力、温度等理化性能进行精准识别。使用人工智能算法进行数据分析对智慧运输实现安全追溯。依靠大数据的支持，对智能仓储进行全方位、全天候的安全管理，对储运风险及时进行预警处理。本应用案例整合了危险品报关、危险品包装与加固、锂电池运输安全生产系统，实现车站客户与危险货物司机智能终端之间的数据共享。与以前的人工操作相比，本系统的应用使危险物品识别率和操作效率大幅度提高，实现降本、提质、增效，安全作业环境得到有效改善。在互联网和 移动计算技术的支撑下，在线危险品客户服务为危险品存储和运输提供安全生产数据源。引入基于视频流和 智能物联网算法的卡口箱号识别技术，识别率达到。各类信息数据串联起危险现场作业到日常安全管理全链条，利用危险货物云平台实现口岸危险品货物申报数据与码头商务数据集成。集成危险品智慧物流一体化监管平台以危险货物大数据为核心，将所有货物、设备设施、生产活动以及安全管理纳入数字化流程，实现物流口岸危险货物场站全过程安全管理。结语本文通过对危险品的理化属性及在储运过程中的危险性进行分析，提出了基于 架构模型的危险品智慧物流安全管理应用方案，实现数字实体与物理实体的关联控制，达到对危险品的位置、状态、传感器数据等属性在数字实体模型中进行实时仿真分析，参数实时优化配置以及自动交互控制。通过集发南岸智慧堆场数字化应用案例实施效果进行分析与功能验证，证明本方案模型具有较高的可靠性、先进性和应用前景。具有大宽带、低延迟、宽连接和大规模数据传输的 通信技术的发展，进一步扩展了 技术在智慧物流行业中的智能应用。未来，借助虚拟现实技术（，）增强现实（，）技术、仿真组态技术、实景融合技术实现危险品物理实体的自动交互控制。采用远程灭火阻燃、远程开关警报、远程启动关闭危险品仓库防火墙隔离带等技防措施，实现对危险品生产、仓储、运输全过程有效监管，为危险品企业运营、服务、监督和外部数据合作提供数字基础，积极促进危险物品智慧物流行业的数字化转型发展。【参考文献】张萌 智慧物流如何保障危险品储运 运输经理世界，（）：楚朋志 物联网应用案例 北京：人民邮电出版社，：张磊，黄洪波，原全新 赋能云网融合创新发展实践及应用 邮电设计技术，（）：党昊星，王思怿，薛晓康 智慧物流在危险品储运安全中的应用及进展分析 交通世界，（）：宋琳 基于“物联网”架构的危化品智慧物流信息平台建设 化工管理，（）：刘子翔 基于大数据下的智慧物流 中国物流与采购，（）：徐光水 赋能智慧物流发展新机遇 中国安防，（）：中国（辽宁）自由贸易试验区大连片区 东北首例！大连自贸片区推出危险货物智慧场站管理新模式 （）：（上接第 页）结语本文基于机器视觉实现箱式自动贴标自动化流程进行设计，预实现贴标设备的包装工序高度不依赖人工，通过全自动载具将产品送至各个工站进行上料、贴码等流水线操作，以期更高效快捷处理订单的产品赋码、打包发货，提高产品整体生产效率和生产质量。对实现自动化生产、提高生产效率、降低人力成本和质量风险，推动行业转型升级具有重要参考价值。【参考文献】李刚民，冯玉爽，王仲民，等 基于机器视觉的塑料家居制品柔性制造系统设计 自动化与仪表，（）：，王耀南，刘学兵，张辉，等 机器视觉技术在包装行业研究进展与 应 用综 述 包 装 学 报，（）：，牛晨 基于双目视觉的箱体工件空间位姿检测研究 合肥：合肥工业大学，刘成龙，李丽娟，程国清 全自动袋式包装生产线规格的柔性设计 包装工程，（）：刘定操 基于机器视觉的包装机械贴标功能实现 包装工程，（）：袁雨辰 输液软袋视觉引导包装线技术研究 成都：电子科技大学，孟海秀，姚星星，孙明，等 基于视觉系统的冰箱多物料型号识别防差错系统 电子元器件与信息技术，（）：虞有海，雷敏，卢会超，等 烟用成品纸卷自动转运及包装系统规划与设计 物流技术与应用，（）：赖丽娟 自动化装箱贴码技术的研究和应用 价值工程，（）：