付雄新

鐵路冷藏集裝箱運(yùn)輸覆蓋范圍廣、距離長，所運(yùn)貨物具有小批量、多品種、高保鮮的特點(diǎn)。在鐵路冷藏集裝箱運(yùn)輸過程中，鐵路運(yùn)輸管理部門需要實(shí)時(shí)掌握冷藏集裝箱設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)所運(yùn)貨物的需要設(shè)定合理的冷藏溫度，及時(shí)處理冷機(jī)故障、欠油等狀況，充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及調(diào)度系統(tǒng)減少冷藏集裝箱滯留或閑置現(xiàn)象，以提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)營成本。本文針對(duì)鐵路冷藏集裝箱運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，提出鐵路冷藏集裝箱運(yùn)輸智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過在冷藏集裝箱上安裝智能監(jiān)控終端，實(shí)現(xiàn)鐵路冷藏集裝箱與監(jiān)控中心的雙向通信，以監(jiān)控冷藏集裝箱內(nèi)溫度等參數(shù)，從而達(dá)到確保箱內(nèi)貨物品質(zhì)安全的目的。

1 鐵路冷藏集裝箱運(yùn)輸智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鐵路冷藏集裝箱運(yùn)輸智能監(jiān)控系統(tǒng)主要包括冷藏集裝箱智能監(jiān)控終端、監(jiān)控中心和廣域監(jiān)測(cè)網(wǎng)等（見圖1）。在冷藏集裝箱運(yùn)輸過程中，安裝在冷藏集裝箱上的智能監(jiān)控終端按照設(shè)定要求采集集裝箱及其所運(yùn)貨物的運(yùn)行狀態(tài)和位置信息，并以GPRS方式傳送至服務(wù)器。監(jiān)控中心主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)、分析和處理信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的所有冷藏集裝箱位置和狀態(tài)信息，并以合理的形式加以展現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控冷藏集裝箱內(nèi)部參數(shù)以及本地和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)報(bào)警，并通過遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)設(shè)置和控制智能終端，以有效預(yù)防因運(yùn)輸環(huán)境失調(diào)而引起的貨物品質(zhì)損壞。當(dāng)冷藏集裝箱堆放在堆場(chǎng)時(shí)，安裝在冷藏集裝箱上的智能監(jiān)控終端通過無線網(wǎng)絡(luò)與手持終端通信，實(shí)現(xiàn)查詢、設(shè)置冷機(jī)本地參數(shù)及控制冷機(jī)等功能。通過手持終端管理堆場(chǎng)冷藏集裝箱不僅有利于降低人工巡檢費(fèi)用，而且便于工作人員及時(shí)處理制冷裝置失靈等故障，從而減少貨損。

1.1 智能監(jiān)控終端

智能監(jiān)控終端采用STM32系列單片機(jī)作為主控制器，主要組成部分包括通過串行總線連接的GPS、GPRS、WIFI、冷機(jī)i-box通信模塊以及多通道數(shù)據(jù)采集模塊（見圖2）。監(jiān)控終端上電后與監(jiān)控中心建立實(shí)時(shí)通信和跟蹤網(wǎng)絡(luò)，將實(shí)時(shí)采集的各種信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心；同時(shí)，監(jiān)控中心可以對(duì)智能監(jiān)控終端進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置和控制。

智能監(jiān)控終端的主要功能如下。

（1）遠(yuǎn)程定位 系統(tǒng)采用GPS技術(shù)，選用追蹤靈敏度極高的SkyNav GM25引擎模塊，大大擴(kuò)大定位覆蓋面。例如，在狹窄的都市及密集的叢林環(huán)境等普通GPS接收模塊不能定位的地方，SkyNav GM25均能高精度定位。只要SkyNav GM25接收模塊處于工作狀態(tài)，就能定時(shí)把接收并計(jì)算出的定位信息通過串口傳送到主控制器。

（2）遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制 智能監(jiān)控終端通過串口與冷機(jī)的i-box模塊通信，以監(jiān)控冷機(jī)送風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度、運(yùn)行狀態(tài)、工作模式及報(bào)警等參數(shù)，同時(shí)通過8路12位模數(shù)轉(zhuǎn)換通道實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供電蓄電池電壓、油箱液位、潤滑油壓力等。監(jiān)控中心可以根據(jù)需要，遠(yuǎn)程設(shè)置溫控點(diǎn)和運(yùn)行模式，消除報(bào)警并遠(yuǎn)程診斷冷機(jī)故障。

（3）數(shù)據(jù)雙向傳輸 智能監(jiān)控終端與監(jiān)控中心采用GPRS方式傳輸數(shù)據(jù)，選用GE864模塊，其采用球狀引腳柵格陣列封裝技術(shù)，是市場(chǎng)上最小的標(biāo)準(zhǔn)四頻GSM/GPRS通信模塊，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧，通過標(biāo)準(zhǔn)的AT指令進(jìn)行通信控制。智能監(jiān)控終端與手機(jī)采用無線通信方式，選用88W8686 WIFI模塊，通過串行外設(shè)接口與控制器通信。

1.2 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心的主要任務(wù)是接收冷藏集裝箱監(jiān)測(cè)狀態(tài)信息以及分析和處理相關(guān)數(shù)據(jù)，以合理的形式展現(xiàn)給終端用戶，并根據(jù)冷藏集裝箱的運(yùn)行狀態(tài)向智能監(jiān)控終端發(fā)布控制設(shè)置命令等?？紤]到鐵路冷藏集裝箱運(yùn)輸系統(tǒng)容量需求不斷增長以及用戶訪問量日益擴(kuò)大，監(jiān)控中心系統(tǒng)采用先進(jìn)的分布式負(fù)載均衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)（見圖3）。監(jiān)控中心系統(tǒng)主要由通信服務(wù)器子系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)器子系統(tǒng)、網(wǎng)頁發(fā)布服務(wù)器子系統(tǒng)、地圖發(fā)布子系統(tǒng)、接口服務(wù)子系統(tǒng)和無線網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等組成。

2 鐵路冷藏集裝箱運(yùn)輸智能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

鐵路冷藏集裝箱運(yùn)輸智能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用多種新技術(shù)：雙向遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的應(yīng)用有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路冷藏集裝箱運(yùn)輸?shù)膶?shí)時(shí)監(jiān)控功能；GPS技術(shù)的應(yīng)用便于實(shí)現(xiàn)冷藏集裝箱定位和跟蹤功能；GIS技術(shù)的應(yīng)用便于實(shí)現(xiàn)冷藏集裝箱信息顯示和實(shí)時(shí)監(jiān)管功能，使用戶通過網(wǎng)頁瀏覽器便能獲知冷藏集裝箱的實(shí)時(shí)位置、運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警信息、溫度信息等。此外，鐵路冷藏集裝箱運(yùn)輸智能監(jiān)控系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)，可以遠(yuǎn)程設(shè)定冷機(jī)的工作溫度和運(yùn)行模式、消除報(bào)警并遠(yuǎn)程診斷冷機(jī)故障，實(shí)現(xiàn)冷藏集裝箱在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的可視化，滿足在鐵路冷藏集裝箱運(yùn)輸模式下監(jiān)控冷藏集裝箱，以保障其運(yùn)輸安全的需求。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2014-04-10）