一种基于大数据的氢能源制储运加及车辆运营系统的制作方法

[0001]
本发明涉及氢能源运营技术领域，具体为一种基于大数据的氢能源制储运加及车辆运营系统。


背景技术：

[0002]
液氢是一种深冷的氢气存储技术。氢气经过压缩后，深冷到21k以下使之变为液氢，然后存储到特制的绝热真空容器中。常温、常压下液氢的密度为气态氢气的845倍，液氢的体积能量密度比压缩贮存高好几倍，这样，同一体积的储氢容器，其储氢质量大幅度提高。但是，由于氢具有质轻的特点，所以在作为燃料使用时，相同体积的液氢与汽油相比，含能量少。
[0003]
由于氢气容易产生爆炸，所以氢气在运输过程中必须十分谨慎，在运输车出现问题无法继续前进时，必须第一时间转移氢气，但是在现有技术中，当运输车辆出现故障时，无法第一时间将氢气转送，在氢气的储存过程中，也不能够对氢气进行实时监测，同时，对于运输的司机和车辆不能够进行合理分配，容易造成事故的发生。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的就在于提出一种基于大数据的氢能源制储运加及车辆运营系统。
[0005]
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]
一种基于大数据的氢能源制储运加及车辆运营系统，包括制氢单元、氢气储存单元、监测单元、运营平台、注册登录单元、人员分配单元、车辆管理单元以及运输监测单元；
[0007]
所述运输监测单元用于对运输途中的运输车辆进行监测，将运输车辆标记为h，h＝1，2，......，n，具体监测过程如下：
[0008]
p1：通过互联网实时获取运输车辆的运输线路和地理位置，并在运输线路上设置若干个停车补给点，获取非正常地点停车的时长，并将非正常地点停车的时长标记为ch，非正常地点表示为停车补给点以外的停车位置；
[0009]
p2：获取运输车辆中运输罐的超额量级光强，并将运输车辆中运输罐的超额量级光强标记为gh，所述运输罐的超额量级光强表示为运输罐的表面承受的光照强度超过光照强度阈值的总时长；
[0010]
p3：通过公式获取运输车辆的监测系数xh，其中，b1和b2均为预设比例系数，b1＞b2＞0，e为实数常量；
[0011]
p4：将运输车辆的监测系数xh与监测系数阈值进行比较：
[0012]
若运输车辆的监测系数xh＜监测系数阈值，则判定运输车辆正常，生成正常信号并将正常信号发送至运营平台；
[0013]
若运输车辆的监测系数xh≥监测系数阈值，则判定运输车辆异常，生成异常信号，
并将其标记为异常车辆，随后将异常信号和异常车辆一同发送至运营平台；
[0014]
所述运营平台接收到异常信号和异常车辆并对异常车辆进行援助，具体援助步骤如下：
[0015]
pp1：通过互联网获取异常车辆的位置，并标记为救助位置，随后通过互联网获取救助位置所在地区的日落时间点，将其标记为t1；
[0016]
pp2：获取运营平台接收到异常信号的时间点，将其标记为t2，通过t1-t2获取到剩余救助时间，并将其标记为t3；
[0017]
pp3：以救助位置为中心，获取周边加氢站的地理位置，并将其标记为ju，u＝1，2，......，n，通过地图查询得到周边加氢站距救助位置实际距离，并标记为sju，以氢气运输车为交通工具，通过地图探路功能获取到若干个加氢站到救助位置的时间，并将其标记为实际救助时间，选取实际救助时间中最短的时间，并将其标记为t4；
[0018]
pp4：若救助时间中最短的时间t4≤剩余救助时间t3，则判定加氢站的运输车辆救助可行，生成可行信号并将可行信号和加氢站的地理位置发送至管理人员的手机终端；
[0019]
若救助时间中最短的时间t4＞剩余救助时间t3，则判定加氢站的运输车辆救助不可行，生成不可行信号并将不可行信号发送至管理人员的手机终端，管理人员接收到不可行信号后将该异常车辆上报至路政部门。
[0020]
进一步地，所述注册登录单元用于管理人员和司机人员通过手机终端提交管理人员信息和司机人员信息进行注册并将注册成功的管理人员信息和司机人员信息发送至运营平台进行储存，管理人员信息包括管理人员的姓名、年龄、工号以及本人实名认证的手机号码，司机人员信息包括司机人员的姓名、年龄、工号、入职时间以及本人实名认证的手机号码。
[0021]
进一步地，所述制氢单元用于通过化石燃料制备氢气，并将制备成功的氢气发送至氢气储存单元，所述氢气储存单元接收到氢气后，对氢气进行储存，所述监测单元用于对氢气储存罐的储存信息进行监测，氢气储存罐的储存信息包括氢气储存罐的罐壁温度变量、罐壁周边压力均值以及储存罐的逸气量级，所述罐壁温度变量表示为罐壁温度平均值与周边环境温度平均值之积，所述罐壁周边压力均值表示为储存罐顶部罐壁最大压力值与储存罐底部罐壁最大压力值的均值，所述储存罐的逸气量级表示为氢气在储存过程中储存罐气体逸出总量超出额定范围的总体积，将储存罐标记为ci，i＝1，2，......，n，具体监测过程如下：
[0022]
步骤一、获取氢气储存罐的罐壁温度变量，并将氢气储存罐的罐壁温度变量标记为wci；
[0023]
步骤二、获取氢气储存罐的罐壁周边压力均值，并将氢气储存罐的罐壁周边压力均值标记为yci；
[0024]
步骤三、获取氢气储存罐的逸气量级，并将氢气储存罐的逸气量级标记为lci；
[0025]
步骤四、通过公式获取到储存罐的储存系数xci，其中，c1、c2以及c3均为预设比例系数，c1＞c2＞c3＞0，β为误差修正因子，取值为2.30265123；
[0026]
步骤五、将储存罐的储存系数xci与储存系数阈值进行比较：
[0027]
若储存罐的储存系数xci≥储存系数阈值，则判定该储存罐储存性能好，生成存储正常信号；
[0028]
若储存罐的储存系数xci＜储存系数阈值，则判定该储存罐储存性能差，生成存储异常信号，将其标记为异常储存罐，并将存储异常信号和异常储存罐的编号发送至管理人员的手机终端；
[0029]
所述氢气储存单元对储存的氢气量进行监测，当储存的氢气量≥氢气量储存阈值时，生成氢气储存罐满存信号，并将其标记为满存储存罐，随后将氢气储存罐满存信号和满存储存罐的编号发送至运营平台。
[0030]
进一步地，所述人员分配单元用于通过分析运输氢气的司机人员状态信息，对司机人员进行合理分配，司机人员状态信息包括司机人员的综合休息时长、近三天内司机人员的出勤频率以及近三天内司机人员的出勤总时长，将司机人员标记so，o＝1，2，......，n，具体分析分配步骤如下：
[0031]
s1：获取司机人员的综合休息时长，并将司机人员的综合休息时长标记为tso；
[0032]
s2：获取近三天内司机人员的出勤频率，并将近三天内司机人员的出勤频率标记为pso；
[0033]
s3：获取近三天内司机人员的出勤总时长，并将近三天内司机人员的出勤总时长标记为sso；
[0034]
s4：通过公式获取到司机状态系数xso，其中，z1、z2以及z3均为预设比例系数，z1＞z2＞z3＞0；
[0035]
s5：将司机状态系数xso与状态系数阈值进行比较：
[0036]
若司机状态系数xso≥状态系数阈值时，则判定司机状态符合要求，并将其标记为可出勤人员，并将可出勤人员的姓名和工号发送至运营平台；
[0037]
若司机状态系数xso＜状态系数阈值时，则判定司机状态不符合要求，并将其标记为不可出勤人员，并将不可出勤人员的姓名和工号发送至运营平台。
[0038]
进一步地，所述车辆管理单元用于通过分析车辆使用信息，对车辆出勤进行管理，车辆使用信息包括车辆的出勤总里程数、车辆的出勤总时长以及车辆的出勤频率，将车辆标记为ck，k＝1，2，......，n，具体管理过程如下：
[0039]
ss1：获取车辆的出勤总里程数，并将车辆的出勤总里程数标记为lck；
[0040]
ss2：获取车辆的出勤总时长，并将车辆的出勤总时长标记为sck；
[0041]
ss3：获取车辆的出勤频率，并将车辆的出勤频率标记为qsk；
[0042]
ss4：通过公式获取到车辆的出勤系数xck，其中，v1、v2以及v3均为预设比例系数，且v1＞v2＞v3＞0；
[0043]
ss5：将车辆的出勤系数xck与出勤系数阈值进行比较：
[0044]
若车辆的出勤系数xck≥出勤系数阈值，则判定车辆符合出勤要求，并将其标记为可出勤车辆，并将可出勤车辆发送至运营平台；
[0045]
若车辆的出勤系数xck＜出勤系数阈值，则判定车辆不符合出勤要求，并将其标记为不可出勤车辆，并将不可出勤车辆发送至运营平台。
[0046]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0047]
1、通过运输监测单元对运输途中的运输车辆进行监测，通过互联网实时获取运输车辆的运输线路和地理位置，并在运输线路上设置若干个停车补给点，获取非正常地点停车的时长，非正常地点表示为停车补给点以外的停车位置；获取运输车辆中运输罐的超额量级光强，通过公式获取运输车辆的监测系数xh；若运输车辆的监测系数xh≥监测系数阈值，则判定运输车辆异常，生成异常信号，并将其标记为异常车辆，随后将异常信号和异常车辆一同发送至运营平台；对运输车辆进行实时监测，当运输车辆出现故障时能够第一时间转送氢气，降低氢气爆炸的风险；
[0048]
2、通过运营平台接收到异常信号和异常车辆并对异常车辆进行援助，通过互联网获取异常车辆的位置，并标记为救助位置，随后通过互联网获取救助位置所在地区的日落时间点，将其标记为t1；获取运营平台接收到异常信号的时间点，将其标记为t2，通过t1-t2获取到剩余救助时间，并将其标记为t3；以救助位置为中心，获取周边加氢站的地理位置，通过地图查询得到周边加氢站距救助位置实际距离，并标记为sju，以氢气运输车为交通工具，通过地图探路功能获取到若干个加氢站到救助位置的时间，并将其标记为实际救助时间，选取实际救助时间中最短的时间，并将其标记为t4；若救助时间中最短的时间t4＞剩余救助时间t3，则判定加氢站的运输车辆救助不可行，生成不可行信号并将不可行信号发送至管理人员的手机终端，管理人员接收到不可行信号后将该异常车辆上报至路政部门；为出现故障的运输车辆匹配最快转移氢气的方式，减少氢气爆炸带来的危险，提高了运输的安全性能，增强运营系统的智能性能以及安全性能。
附图说明
[0049]
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0050]
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
[0051]
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0052]
请参阅图1所示，一种基于大数据的氢能源制储运加及车辆运营系统，包括制氢单元、氢气储存单元、监测单元、运营平台、注册登录单元、人员分配单元、车辆管理单元以及运输监测单元；
[0053]
所述注册登录单元用于管理人员和司机人员通过手机终端提交管理人员信息和司机人员信息进行注册并将注册成功的管理人员信息和司机人员信息发送至运营平台进行储存，管理人员信息包括管理人员的姓名、年龄、工号以及本人实名认证的手机号码，司机人员信息包括司机人员的姓名、年龄、工号、入职时间以及本人实名认证的手机号码；
[0054]
所述制氢单元用于通过化石燃料制备氢气，并将制备成功的氢气发送至氢气储存
单元，所述氢气储存单元接收到氢气后，对氢气进行储存，所述监测单元用于对氢气储存罐的储存信息进行监测，氢气储存罐的储存信息包括氢气储存罐的罐壁温度变量、罐壁周边压力均值以及储存罐的逸气量级，所述罐壁温度变量表示为罐壁温度平均值与周边环境温度平均值之积，所述罐壁周边压力均值表示为储存罐顶部罐壁最大压力值与储存罐底部罐壁最大压力值的均值，所述储存罐的逸气量级表示为氢气在储存过程中储存罐气体逸出总量超出额定范围的总体积，将储存罐标记为ci，i＝1，2，......，n，具体监测过程如下：
[0055]
步骤一、获取氢气储存罐的罐壁温度变量，并将氢气储存罐的罐壁温度变量标记为wci；
[0056]
步骤二、获取氢气储存罐的罐壁周边压力均值，并将氢气储存罐的罐壁周边压力均值标记为yci；
[0057]
步骤三、获取氢气储存罐的逸气量级，并将氢气储存罐的逸气量级标记为lci；
[0058]
步骤四、通过公式获取到储存罐的储存系数xci，其中，c1、c2以及c3均为预设比例系数，c1＞c2＞c3＞0，β为误差修正因子，取值为2.30265123；
[0059]
步骤五、将储存罐的储存系数xci与储存系数阈值进行比较：
[0060]
若储存罐的储存系数xci≥储存系数阈值，则判定该储存罐储存性能好，生成存储正常信号；
[0061]
若储存罐的储存系数xci＜储存系数阈值，则判定该储存罐储存性能差，生成存储异常信号，将其标记为异常储存罐，并将存储异常信号和异常储存罐的编号发送至管理人员的手机终端；
[0062]
所述氢气储存单元对储存的氢气量进行监测，当储存的氢气量≥氢气量储存阈值时，生成氢气储存罐满存信号，并将其标记为满存储存罐，随后将氢气储存罐满存信号和满存储存罐的编号发送至运营平台；
[0063]
所述人员分配单元用于通过分析运输氢气的司机人员状态信息，对司机人员进行合理分配，司机人员状态信息包括司机人员的综合休息时长、近三天内司机人员的出勤频率以及近三天内司机人员的出勤总时长，将司机人员标记so，o＝1，2，......，n，具体分析分配步骤如下：
[0064]
s1：获取司机人员的综合休息时长，并将司机人员的综合休息时长标记为tso；
[0065]
s2：获取近三天内司机人员的出勤频率，并将近三天内司机人员的出勤频率标记为pso；
[0066]
s3：获取近三天内司机人员的出勤总时长，并将近三天内司机人员的出勤总时长标记为sso；
[0067]
s4：通过公式获取到司机状态系数xso，其中，z1、z2以及z3均为预设比例系数，z1＞z2＞z3＞0；
[0068]
s5：将司机状态系数xso与状态系数阈值进行比较：
[0069]
若司机状态系数xso≥状态系数阈值时，则判定司机状态符合要求，并将其标记为
可出勤人员，并将可出勤人员的姓名和工号发送至运营平台；
[0070]
若司机状态系数xso＜状态系数阈值时，则判定司机状态不符合要求，并将其标记为不可出勤人员，并将不可出勤人员的姓名和工号发送至运营平台；
[0071]
所述车辆管理单元用于通过分析车辆使用信息，对车辆出勤进行管理，车辆使用信息包括车辆的出勤总里程数、车辆的出勤总时长以及车辆的出勤频率，将车辆标记为ck，k＝1，2，......，n，具体管理过程如下：
[0072]
ss1：获取车辆的出勤总里程数，并将车辆的出勤总里程数标记为lck；
[0073]
ss2：获取车辆的出勤总时长，并将车辆的出勤总时长标记为sck；
[0074]
ss3：获取车辆的出勤频率，并将车辆的出勤频率标记为qsk；
[0075]
ss4：通过公式获取到车辆的出勤系数xck，其中，v1、v2以及v3均为预设比例系数，且v1＞v2＞v3＞0；
[0076]
ss5：将车辆的出勤系数xck与出勤系数阈值进行比较：
[0077]
若车辆的出勤系数xck≥出勤系数阈值，则判定车辆符合出勤要求，并将其标记为可出勤车辆，并将可出勤车辆发送至运营平台；
[0078]
若车辆的出勤系数xck＜出勤系数阈值，则判定车辆不符合出勤要求，并将其标记为不可出勤车辆，并将不可出勤车辆发送至运营平台；
[0079]
所述运输监测单元用于对运输途中的运输车辆进行监测，将运输车辆标记为h，h＝1，2，......，n，具体监测过程如下：
[0080]
p1：通过互联网实时获取运输车辆的运输线路和地理位置，并在运输线路上设置若干个停车补给点，获取非正常地点停车的时长，并将非正常地点停车的时长标记为ch，非正常地点表示为停车补给点以外的停车位置；
[0081]
p2：获取运输车辆中运输罐的超额量级光强，并将运输车辆中运输罐的超额量级光强标记为gh，所述运输罐的超额量级光强表示为运输罐的表面承受的光照强度超过光照强度阈值的总时长；
[0082]
p3：通过公式获取运输车辆的监测系数xh，其中，b1和b2均为预设比例系数，b1＞b2＞0，e为实数常量；
[0083]
p4：将运输车辆的监测系数xh与监测系数阈值进行比较：
[0084]
若运输车辆的监测系数xh＜监测系数阈值，则判定运输车辆正常，生成正常信号并将正常信号发送至运营平台；
[0085]
若运输车辆的监测系数xh≥监测系数阈值，则判定运输车辆异常，生成异常信号，并将其标记为异常车辆，随后将异常信号和异常车辆一同发送至运营平台；
[0086]
所述运营平台接收到异常信号和异常车辆并对异常车辆进行援助，具体援助步骤如下：
[0087]
pp1：通过互联网获取异常车辆的位置，并标记为救助位置，随后通过互联网获取救助位置所在地区的日落时间点，将其标记为t1；
[0088]
pp2：获取运营平台接收到异常信号的时间点，将其标记为t2，通过t1-t2获取到剩余救助时间，并将其标记为t3；
[0089]
pp3：以救助位置为中心，获取周边加氢站的地理位置，并将其标记为ju，u＝1，2，......，n，通过地图查询得到周边加氢站距救助位置实际距离，并标记为sju，以氢气运输车为交通工具，通过地图探路功能获取到若干个加氢站到救助位置的时间，并将其标记为实际救助时间，选取实际救助时间中最短的时间，并将其标记为t4；
[0090]
pp4：若救助时间中最短的时间t4≤剩余救助时间t3，则判定加氢站的运输车辆救助可行，生成可行信号并将可行信号和加氢站的地理位置发送至管理人员的手机终端；
[0091]
若救助时间中最短的时间t4＞剩余救助时间t3，则判定加氢站的运输车辆救助不可行，生成不可行信号并将不可行信号发送至管理人员的手机终端，管理人员接收到不可行信号后将该异常车辆上报至路政部门；
[0092]
所述站点监测单元用于对加氢站点的使用数据进行监测，加氢站点的使用数据包括加氢站点的氢气最大储存量和氢气月使用量，具体监测过程如下：
[0093]
k1：获取加氢站点的氢气最大储存量和氢气月使用量，并将加氢站点的氢气最大储存量和氢气月使用量对应标记为cc和ys；
[0094]
k2：将氢气最大储存量cc和氢气月使用量ys分别对应与l1和l2进行比较，l1为储存量阈值，l2为使用量阈值；
[0095]
若氢气最大储存量cc＜l1，氢气月使用量ys≥l2，则判定该加氢站需求量大，并将该加氢站的补给频率标记为第一等级；
[0096]
若氢气最大储存量cc≥l1，氢气月使用量ys≥l2，则判定该加氢站需求量大，并将该加氢站的补给频率标记为第二等级；
[0097]
若氢气最大储存量cc＜l1，氢气月使用量ys＜l2，则判定该加氢站需求量大，并将该加氢站的补给频率标记为第三等级；
[0098]
若氢气最大储存量cc≥l1，氢气月使用量ys＜l2，则判定该加氢站需求量大，并将该加氢站的补给频率标记为第四等级；
[0099]
k3：将第一等级、第二等级、第三等级以及第四等级补给频率和对应的加氢站点发送至运营平台。
[0100]
本发明工作原理：通过运输监测单元对运输途中的运输车辆进行监测，通过互联网实时获取运输车辆的运输线路和地理位置，并在运输线路上设置若干个停车补给点，获取非正常地点停车的时长，并将非正常地点停车的时长标记为ch，非正常地点表示为停车补给点以外的停车位置；获取运输车辆中运输罐的超额量级光强，并将运输车辆中运输罐的超额量级光强标记为gh，所述运输罐的超额量级光强表示为运输罐的表面承受的光照强度超过光照强度阈值的总时长；通过公式获取运输车辆的监测系数xh；若运输车辆的监测系数xh≥监测系数阈值，则判定运输车辆异常，生成异常信号，并将其标记为异常车辆，随后将异常信号和异常车辆一同发送至运营平台；
[0101]
通过运营平台接收到异常信号和异常车辆并对异常车辆进行援助，通过互联网获取异常车辆的位置，并标记为救助位置，随后通过互联网获取救助位置所在地区的日落时间点，将其标记为t1；获取运营平台接收到异常信号的时间点，将其标记为t2，通过t1-t2获取到剩余救助时间，并将其标记为t3；以救助位置为中心，获取周边加氢站的地理位置，通
过地图查询得到周边加氢站距救助位置实际距离，并标记为sju，以氢气运输车为交通工具，通过地图探路功能获取到若干个加氢站到救助位置的时间，并将其标记为实际救助时间，选取实际救助时间中最短的时间，并将其标记为t4；若救助时间中最短的时间t4＞剩余救助时间t3，则判定加氢站的运输车辆救助不可行，生成不可行信号并将不可行信号发送至管理人员的手机终端，管理人员接收到不可行信号后将该异常车辆上报至路政部门。
[0102]
上述公式均是去量化取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
[0103]
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。