单位文秘网 2021-10-24 08:13:06 点击: 次
摘要:为了提高危化品运输的安全服务水平,本文提出了危化品运输安全服务系统建设思路,研究了建设集中的大型危化品运输安全服务平台的设计方案,从而为企业和政府监管单位设计和建设大型危化品公路运输安全服务平台提供了参考。
关键词:危化品;公路运输;卫星定位;北斗/GPS
中图分类号:TP393文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2011) 18-0000-02
Building Programs Seminar of Hazardous Chemicals Transportation Safety Services Platform
Xie Xiao
(CNPC Kunlun Gas Utilization Co.,Ltd,Shenzhen 518054,China)
Abstract:In order to improve the safety of hazardous goods transport services,this paper presents a hazardous material transportation security service system building ideas,study focused on the construction of large-scale hazardous material transportation security services platform design,so as to corporate and government regulatory units design and construction of large-scale road transport of hazardous chemicals to provide a reference platform security services.
Keywords:Hazardous chemicals;Road transport;Satellite positioning;Compass/GPS
常见的危化品车辆监控平台信息量少、平台容量小、功能不全面,且不是集中管理,无法满足石油石化行业安全管理的要求。为解决目前危险化学品监控系统中存在的监控信息不全面、车辆不能集中管理等问题,结合实际需求,建设大型危化品运输安全服务平台,在基于GPS和北斗定位系统的车载终端中加装危化品运输安全指标检测器,把危化品运输监控中的GIS集成平台、视频监控、移动危险源监控、应急信息管理与应急联动系统结合,建设危化品运输安全服务平台,从事故预防的角度,收集更多的与行驶安全相关的信息并及时做出规则比对判断,在事故出现前及时提醒司机和管理人员避免事故发生;从应急处理的角度,出现事故时迅速将现场情况返回到指挥中心,并快速查找和通知可用的救援资源,降低事故损失。
一、危化品运输安全服务平台建设的原则
(一)先进性和可靠性结合
立足当前成熟的信息技术,兼顾信息的前沿发展,在采用先进技术解决热点问题的同时,还要确保相关硬件、软件、数据的可靠,并要建立合理的冗余、备份、容灾机制,为危化品运输管理提供可靠支撑。
(二)统一规划、集中部署
要立足信息化整体发展规划,采用集中部署的方式开展平台建设,实现技术标准、服务标准和管理标准的统一。
(三)开放性和扩展性结合
作为道路运输中安全管理最突出的一个环节,危化品运输被国家多个部委重视,平台作为最客观的管理手段,要为各相关管理机构和企业实现数据的共享和交换,因此系统和系统之间的接口和协议需要标准化,以保证不同信息系统之间具备开放性和可扩展性。
二、平台设计方案
(一)平台的设计思路
平台从危化品运输车辆监控业务需求出发,以全面的定位监控管理功能为核心,以GIS技术、企业服务总线(ESB)技术和海量数据处理技术为基础,以信息网络和资源共享为载体,建立基于GPS/北斗卫星导航系统的危货品公路运输安全监管平台,充分保证平台的数据准确性、功能有效性、运行稳定性和平台扩展性,以SAAS方式为大型运输集团车辆和社会车辆提供服务。
为了符合信息化建设总体规划,保证数据的一致性要求,提供标准统一的监控服务,系统采用集中部署、统一管理的设计思路,而传统的平台设计和处理方式不能满足海量大并发大集中的处理需求,采用消息服务的方式可以降低对整个系统的压力。消息服务能够对GPS/北斗终端发送的数据进行接收、筛选、编解码、计算、比对和分发,直接提供客户端需要的实时监控数据,把需要保存的信息存入数据库中,能够极大的减轻数据库服务器的压力,对大并发处理提供高效率、高可靠性的支持。
为提高系统并发处理的效率,平台中的编解码、规则比对和分发等功能通过组件方式进行开发。报警是监控系统的特色服务,系统中的大量报警都要通过较复杂的计算得到,且对不同个体有不同的计算规则,同时系统还要将不同个体的数据分别转发给政府和行业监管平台,并对不同用户进行发布等。通过组件方式进行开发,使多项功能间不会相互影响,保证了系统整体运行的平稳以及系统性能的均衡。
(二)平台的层次结构
系统总体结构包括基础层、数据层、服务层和应用层4大部分,还包括标准、规范和安全等支撑体系。
基础层是系统的硬件环境,包括机房、布线等基础环境,网络系统,主机/存储系统。基础层为监控平台提供一个稳定运行的硬件支撑环境。
数据层包括监控系统的基础信息数据和地理信息数据。地理信息数据不但有来自于第三方的基础地理信息数据,也有通过监控系统添加的道路、加油站等业务地理信息数据。
服务层为应用提供支持,提供包括消息服务、地图服务、报表服务、通讯服务、消息服务等后端服务系统。
应用层提供业务用户相应的业务功能,主要包括GPS监控、报警、轨迹回放等具体业务功能。
(三)平台软件体系结构
软件的体系结构以规范化和合理化作为基本准则,对于危化品运输企业来说,对于运输车辆在途轨迹以及实时行驶数据的管控要求较为强烈,对车速、停驶、紧急情况等状态都要及时处理,经过分析危化品运输服务平台的功能需求,决定采用客户端/服务器(C/S)结构为主与浏览器/服务器(B/S)结合使用的混合结构体系。采用C/S结构主要是满足长期使用平台的用户,可以减少数据传输总量,减轻对本地网络以及对中心服务器集群的资源占用压力。对于不对车辆进行实时管控的管理人员则使用较方便的B/S模式访问平台,提高平台使用的便捷性。
整个系统由3个系统组成:后台系统、BS业务系统、CS业务系统,其中后台系统接收GPS/北斗卫星定位信息,将结果处理后把整形好的定位信息和报警信息发送给BS业务系统和CS业务系统;同时后台还进行其它系统数据的转发;BS业务系统接收后台系统的GPS定位信息和报警信息,提供客户端用户各项业务功能;CS业务系统也能接收后台系统的GPS定位信息和报警信息,提供客户端用户高级的监控、设置功能。
(四)平台部署结构
危化品公路运输服务平台中的被监控终端采用GPRS/CDMA/北斗等无线传输网络进行定位数据传输,该种传输方式不受地域限制,因此,平台的服务器均集中部署在同一个机房中,也可根据需要进行异地互备。为保证平台的安全,对平台的物理部署进行了分区规划。
危化品公路运输服务平台的后台系统部署在消息服务器、数据转发服务器、预报警处理服务器、MQ服务器和数据库服务器上;B/S业务系统部署在Web应用服务器和GIS服务器上;C/S业务系统的服务器端部署在C/S应用服务器上。整个系统平台分为出口区、内部互联区、DMZ区、核心区、服务器区、办公区、存储区,各区域之间通过网络设备和线路互联,通过区域之间部署安全设备和添加安全策略将不同区域之间划分为不同安全级别。
在DMZ区,主要放置和互联网等外部出口有联系的服务器,包括通讯服务器,C/S应用服务器,WEB应用服务器,GIS应用服务器,数据转发服务器。其中,通讯服务器部署安装后台系统的通讯服务程序;C/S应用服务器部署安装C/S业务系统的Server端程序;WEB应用服务器部署安装B/S业务系统的Server端程序;GIS应用服务器部署安装Arc GIS Server服务程序,数据转发服务器安装部署后台系统中的第三方数据发送服务程序。
在服务器区,放置预报警处理服务器、MQ服务器和数据库服务器。其中预报警处理服务器部署安装后台系统中的GPS数据处理服务、预报警服务、报警处理服务和GPS终端监测服务;MQ服务器部署安装MQ程序;数据库服务器安装部署数据库应用程序。
(五)平台功能结构设计
平台功能组成包括业务人员使用的终端远程管理、实时监控、地图服务、基础信息管理和查询统计等业务功能,温度传感、阀门状态、气象提醒等安全相关功能,还包括支持监控平台后台运转的平台服务。整个功能层次划分为采集层、传输层、处理层、存储层、服务层和应用层,根据危化品公路运输安全管控的需求,平台充分考虑影响危化品运输安全的人、车、货、路等因素,为危化品运输监管提供多种因素结合的参考数据。
三、系统关键技术点及实现
系统关键技术点包括消息队列、消息组件分发以及北斗/GPRS双模传输、北斗/GPS双模定位技术。
(一)消息队列技术
IBM Web Sphere MQ是目前应用最多的消息中间件产品,它采用了消息队列(Message Queue)这种应用程序间的通信方法,让不同的应用程序通过读写和检索出入队列中的数据(消息)来通信,而无需直接面对网络易变、系统异构、数据协同等各种问题和风险。Web Sphere MQ同时也支持简单的发布/订阅(Publish/Subscribe)消息传递机制,每个队列管理器中有唯一的Broker代理来处理所有的订阅和发布。
本系统采用MQ消息队列产品,平台中设计有车载数据、错误数据、报警数据、报警消息等八个队列,分别提供给不同的组件进行使用。由于篇幅所限,以车载数据队列为例加以描述。
车载数据队列中存放着车辆的卫星定位数据和车辆状态数据。该队列中的数据来自通信服务器集群中的各个通信服务器。卫星定位和车辆状态数据处理服务、各预报警消息服务、异地互备服务、第三方数据发送服务、C/S服务端和B/S服务端会从这个队列取得数据。
车载数据队列是可集群的。可以部署多台MQ服务器,每台MQ服务器都有车载数据队列,用以减轻MQ服务器的数据负担。通信服务器中的负载均衡模块实现了车载数据队多个MQ服务器的分派。
(二)双模兼容方案
国内油田集中在东北片区和西北片区,考虑到安全因素,典型的炼化企业也常集中在人烟较为稀少的地区,而目前GPRS/CDMA等无线传输网络均没有实现国内全区域覆盖,尤其在西北等较偏僻的地区。为满足危化品运输安全管控的需求,危化品运输安全服务平台需要考虑如何能实现在没有无线传输网络覆盖的区域如何能实现监控数据的上传和下达。中国自主研发的北斗卫星监控系统为这一问题提供了较好的解决方案。
北斗卫星导航系统是是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS),是除美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。2000年以来,已成功发射了9颗“北斗导航试验卫星”,建成北斗导航试验系统(第一代系统),具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和GPS广域差分功能,并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用。
通过使用GPRS/北斗双模数据通信传输、GPS/北斗双模卫星定位的解决方案终端,可以很好的解决无线传输网络覆盖问题。双模卫星定位包括北斗卫星定位及GPS卫星定位,由于北斗卫星和GPS卫星轨道高度、定位方式、信号强度不同,其优势应用范围也不尽相同,双模定位设计取两种定位方式的优点,互为补充;双模数据通信包括北斗卫星通信和GPRS/CDMA数据通信;在GPRS或CDMA信号无法覆盖的区域,自动切换北斗卫星通信,双模通信设计能够保证全天候的数据传输。用户可以根据需要,选择某一种定位方式或者某一种通信方式,同样可以在受限的条件下保证定位及通信的有效性。
基于北斗的卫星监控部分由卫星定位与无线数据通信分系统、天基部分、监控中心分系统组成,系统分为二级监控指挥关系,总部监控中心采用北斗一号中心式指挥型用户机,用于监测下属车辆的运行轨迹,了解车辆实时情况,可连接大屏幕投影设备,同时可通过网络将监测点传送来的数据,解析后送给办公计算机进行分析处理及显示;监控车辆采用北斗一号一体式车载型用户机,该设备具有防水、抗振动、安装方便快捷的特点,它具有定位、通信、导航和授时等功能,可以安装在各种不同的车辆上进行使用。
北斗一号中心式指挥型用户机的单台所辖下属用户数量达到1000个,中心式指挥型用户机可将接收到的北斗信号、监测站所采集数据接入局域网内,客户端接收局域网数据后进行显示、分析,并可通过局域网操作北斗指挥型用户机,通过这种模式可有效的扩展中心指挥型用户机的使用,便于多席位的数据采集分析。
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