一种基于物流数据监管预警管理方法与流程

1.本发明涉及物流平台技术领域，ipc分类号为：g06q30/02，具体为一种基于物流数据监管预警管理方法。


背景技术：

2.农产品在进行冷链运输过程中通常会受到运输环境，运输时长以及运输稳定程度等多种因素的影响，而农产品在运输过程中的运输安全性以及运输质量一直是物流运输过程中需要把控的重点以及难点之一，虽然现阶段在冷链运输中制定了多种多样的运输方案，但是相应的运输方案若应用到实际中，并不能完全匹配产品的真实运输需求，在此基础上，很多运输车主为了保证冷链运输产品的质量，通常会摒弃自动预先设定的运输方案将冷链运输数据调大，从而导致冷链运输过程中所需的能耗数据增大，造成大量的能耗损失，因此如何维持冷链运输产品冷链运输过程中所需的能耗数据之间的平衡与动态调节，是农产品冷链运输过程中急需解决的问题之一。
3.目前，在农产品的冷链运输过程中，保温材料已经被广泛使用，但是传统的保温材料经常使用到不可被降解的塑料，对环境产生污染；相变蓄热材料作为保温隔热材料也已经有广泛的使用，但是目前的相变蓄热材料其蓄冷效果低，容易出现过冷现象，使用时会消耗更多的能量，材料不稳定，容易出现相分离，使用寿命下降，另外，酸性材料的泄露给周围环境带来的腐蚀也是目前所面临的问题；如何解决以上技术问题，提高冷链物流运输质量，具有十分重要的意义。
4.专利cn202111565667提供了一种基于物联网和区块链的农产品溯源系统，通过建立基于区块链的数据共享框架，用以保障物流数据的安全，同时便于物流数据的查询与溯源管理，提高基于农产品物联网管理效率。但是此专利中所涉及的数据处理仅为数据共享框架的搭建，并未涉及农产品在进行物流运输过程中运输数据的调控与监管的问题；专利cn2012100032183提供了一种复合型相变蓄热材料，使用硫酸钠、碳酸钠、硼砂、聚羧酸、水共熔形成一种全新的复合型相变蓄热材料，但是其相变温度和过冷度仍然较高，相变潜热也较小。


技术实现要素：

5.针对上述存在的问题，本发明提供了一种基于物流数据监管预警管理方法，采集冷链运输过程中的运输数据，并监测运输数据中的异常值，具体包括将采集的运输数据与各运输状态下的环境数据相融合，并在此基础上引入调节因子对冷链运输过程中所需的能耗数据进行反馈控制。
6.优选的，所述的各运输状态，包括运输过程量与运输节点量；其中所述的运输过程量包括涉及物流产品转运的装卸节点，运输节点，转运节点与批发零售节点。
7.具体的，所述的物流运输节点量，具体包括物流在各节点转运中转时，转运数据的采集与物流产品质量的监测，在所述的物流运输节点位置，通过记录物流产品的转运时长
数据，搬运次数数据以及环境温度数据，用以判断物流产品的实时状态，并根据物流产品的实时状态指定下一次运输环境状态，所述的转运数据的采集通过物流车与物理车之间的数据通信，以及转运点记录进行数据采集。
8.优选的，所述的反馈控制中，通过建立数据优化模型，用以计算运输环境数据与产品数据监测标准之间的偏差值。
9.优选的，所述的数据优化模型中，通过引入调节因子，用以减小运输环境数据与产品数据监测标准之间的偏差值的随机误差值。
10.优选的，所述的调节因子，在冷链运输结束后，进行冷链运输产品质量评估以及冷链运输数据回溯时建立。
11.具体的，所述的调节因子用以判断偏差值的准确性，具体的，当时环境数据测量不准确，传感器测量误差以及产品数据监测的标准值与实际值之间的差异，均会造成实际冷链调节的不准确，从而过多或过少估计了冷链运输过程中所需的整体能耗，在影响物流产品质量问题的同时，造成了一定的过程损失和能耗浪费，为了进一步克服这一问题，本发明中引入了调节因子，通过评估数据优化模型在多次进行数据优化过程中的优化精度并进行二次优化，从而提高偏差值的确立精度，提高冷链运输过程中所需的能耗数据进行反馈控制的准确性。
12.进一步的，所述的冷链运输过程中，建立了一种用于中低温环境下的冷链保温材料，按总重量为100份计，所述冷链保温材料原料包括：氯化钠15-25份、成核剂0.5-2.5份、氮化硼2-6份、碳纳米管3-5份、羧甲基纤维素钠1-3份、阿拉伯树胶5-8份、吸水树脂1-5份、蒸馏水补充余量。
13.本发明通过利用氯化钠和碳纳米管的协同作用调控体系相变温度并提高相变潜热，氯化钠可作为相变点在-2～-5℃时的降温剂，但当添加量过多时，会造成体系过冷，导致充冷时间延长、耗能增加，磷酸氢二钠作为氯化钠成核剂可降低氯化钠结晶过冷度；氮化硼和碳纳米管是良好的储能材料，但在水溶液中稳定性差，容易聚沉。
14.进一步的，所述成核剂选自磷酸盐、醋酸盐、碳酸盐、硼酸盐。
15.进一步的，所述成核剂选自碳酸氢二钠、碳酸钠、四硼酸钠、磷酸氢二钠、磷酸氢钠中的至少一种。
16.优选的，所述成核剂为磷酸氢二钠。
17.进一步的，所述氮化硼与碳纳米管的重量比为(0.8-1.5)：1。
18.在一种优选的实施方式中，所述氮化硼与碳纳米管的重量比为1：1，所制备的冷链保温材料其稳定性和导热系数最高，推测原因为：以上两者都能有效提高体系的导热性能，但氮化硼纳米颗粒在体系中仅依靠其悬浮性而存在，自身未与其他组分产生作用，导热网络形成并不充分；碳纳米管在体系中会与羧甲基纤维素钠形成分子间作用力而稳定，另外还可与阿拉伯树胶和丙烯酸钠吸水树脂间产生共轭作用，在树脂分子所形成的网络交联结构中稳定存在，但其添加量过多时，在体系中不易分散且容易团聚，造成相分离。
19.进一步的，所述吸水树脂选自聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、聚乙烯醇接枝丙烯酸盐、淀粉接枝丙烯酰胺的至少一种。
20.进一步的，所述吸水树脂为聚丙烯酸盐。
21.进一步的，所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钾或聚丙烯酸钠。
22.进一步的，本发明意外发现，当所述羧甲基纤维素钠、阿拉伯树胶与吸水树脂的重量比为1：(1.5-3)：(1-2)，本发明的冷链保温材料具有优异导热性和使用安全性；原因为：阿拉伯树胶其分子量大，分子结构中含有许多相邻的不饱和环状结构，粘性强，当其含量过多时，体系内部分子链活动性较弱，会降低系统的导热性能，而吸水树脂分子链活动性相对偏大，添加量太高时体系流动性提高，羧甲基纤维素钠具有一定的分子长链和亲水基团，不仅可以稳定碳纳米管，还与阿拉伯树胶及吸水树脂的分子链产生了分子间作用及物理缠绕，因此限定三者的相对含量，使体系具有较好的导热性并呈果冻状态，避免了由于外部包装破裂造成的材料泄露现象以及泄露材料对外部环境的腐蚀。
23.进一步的，所述冷链保温材料的制备方法如下：
24.(1)将蒸馏水加热至30-50℃后加入氯化钠，保持恒温，搅拌溶解后加入成核剂；
25.(2)将氮化硼、碳纳米管和羧甲基纤维素钠加入(1)中超声分散，功率为350-450w，时间为20-30min。
26.(3)将阿拉伯树胶和吸水树脂加入(2)中，高速搅拌30-40min，搅拌速率为6000-8000rpm，即可。
27.进一步的，所述冷链保温材料在-15℃-0℃的温度环境下对运输物品进行保温。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
29.(1)本发明中所述的基于物流数据监管预警管理方法，在农产品的运输流程中引入调节因子对冷链运输过程中所需的能耗数据进行反馈控制，不仅通过车载控制器对车载制冷装置进行动态调节，同时也监测调节是否过度从而造成能耗损失的问题，以此实现冷链物流车环境状态与制冷能耗的动态平衡，在提高农产品运输质量的同时，进一步节约了运输能源。
30.(2)在(1)的基础上，本发明在所述的反馈控制中，通过建立数据优化模型，用以计算运输环境数据与产品数据监测标准之间的偏差值，通过对偏差值的采集获取冷链运输过程中的异常数据，并根据异常数据进行车载制冷装置的自动调节，从而更好的保证冷链运输车中环境状态的动态稳定性，进一步保证物流运输产品的质量。
31.(3)在(2)的基础上，本发明对所述的偏差值建立了基于调节因子随即误差调节，在冷链运输结束后，所述的调节因子在进行冷链运输产品质量评估以及冷链运输数据回溯时建立，用以避免外界因素影响实际偏差值的精度，从而提高单冷链物流城整体的环境控制精度，避免由于控制误差反而造成环境控制的能量损耗，并影响物流产品运输的质量。
32.(4)本发明在冷链运输过程中建立了一种用于中低温环境下的冷链保温材料，通过控制氯化钠、氮化硼和碳纳米管的协同作用调控体系相变温度并提高相变潜热，使本发明的冷链保温材料具有优异的蓄冷效果；通过羧甲基纤维素钠改善两者在水溶液中的分散性，阿拉伯树胶和丙烯酸钠吸水树脂进一步调控体系粘稠度，抑制相分离并进一步抑制了过冷现象；另外该冷链保温材料为相变蓄热材料，不涉及传统保温材料如酚醛树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂等不易降解的物质的使用，因此本发明对环境友好、绿色环保。
33.(5)本发明的冷链保温材料中，进一步限定了氮化硼与碳纳米管的重量比为(0.8-1.5)：1，使本发明具有较高导热系数的同时，还减少了其在体系中的聚沉或团聚现象，能够在体系中稳定存在，避免了相分离的产生，提高了体系的稳定性。
34.(6)本发明的冷链保温材料中，进一步限定了羧甲基纤维素钠、阿拉伯树胶与吸水
树脂的重量比为1：(1.5-3)：(1-2)，调控三者的相对含量，使体系具有较好的导热性并呈果冻状态，避免了由于外部包装破裂造成的材料泄露现象以及泄露材料对外部环境的腐蚀，提高了本发明的使用安全性。
附图说明
35.图1为一种基于物流数据监管预警管理方法中反馈控制的具体控制方法流程图。
具体实施方式
36.实施例1：
37.本实施例中所述的一种基于物流数据监管预警管理方法，采集冷链运输过程中的运输数据，并监测运输数据中的异常值，将采集的运输数据与各运输状态下的环境数据相融合，并在此基础上引入调节因子对冷链运输过程中所需的能耗数据进行反馈控制。
38.如图1所示，所述的反馈控制的具体控制方法为：
39.s1、首先获取单冷链运输产品类别，以及各产品类别下的产品属性，根据根据属性建立单冷链运输车下的产品数据监测标准；
40.s2、在s1的基础上，通过车载传感器获取当前环境状态在的运输环境数据，并建立数据优化模型用以计算运输环境数据与产品数据监测标准之间的偏差值。
41.s3、当运输环境数据中的某一偏差值超出额定的数据监测标准时，将此数据列为异常数据值并反馈至车载控制器中，通过车载控制器对相应车载传感器进行自动调节；
42.s4、在s3的基础上，当出现自动调节失效，以及异常数据值超出指定个数中任一项时，进行车载控制器自动预警并进行人工辅助调节；
43.s5、对产品数据监测标准进行优化，通过周期性调整运输环境数据对冷链运输装置进行动态控制，用以降低冷链运输过程中所需的整体能耗。
44.其中所述的周期性调整运输环境数据，根据产品数据监测标准建立产品温度变换曲线，从而动态设定冷链运输下的产品制冷时间与产品保温时间，用以降低冷链运输过程中所需的整体能耗。
45.其中，所述的单冷链运输产品类别中，建立运输产品的类别标签，根据所述的类别标签，对具有同一属性的产品数据进行聚类分类，并针对同一类别或相似类别的产品在同一单冷链运输车中进行运输。
46.其中，针对不同的单冷链运输产品类别的不同，所建立的产品数据监测标准也有所不同，建立物流数据监管数据库，并在所述的物流监管数据库中录入常用的运输产品类别，产品属性以及产品属性对应的产品数据监测标准，在实际使用时，依据单冷链运输产品类别进行产品数据监测标准表单自动生成，同时将未录入物流数据监管数据库的产品类别进行实时存储更新。
47.其中，所述的冷链运输过程中，建立了一种用于中低温环境下的冷链保温材料，按总重量为100份计，所述冷链保温材料原料包括：氯化钠20份、成核剂1.5份、氮化硼4份、碳纳米管4份、羧甲基纤维素钠2份、阿拉伯树胶5份、吸水树脂3份、蒸馏水补充余量；所述成核剂为磷酸氢二钠，所述碳纳米管购买自上海杳田新材料科技有限公司，型号：yt-022；所述羧甲基纤维素钠购买自江苏源生缘生物工程有限公司；所述阿拉伯树胶购买自浙江中牧药
业有限公司；所述吸水树脂为聚丙烯酸钾，购买自济南华迪工贸有限公司。
48.所述冷链保温材料的制备方法如下：
49.(1)将蒸馏水加热至40℃后加入氯化钠，保持恒温，搅拌溶解后加入成核剂；
50.(2)将氮化硼、碳纳米管和羧甲基纤维素钠加入(1)中超声分散，功率为400w，时间为25min。
51.(3)将阿拉伯树胶和吸水树脂加入(2)中，高速搅拌40min，搅拌速率为7000rpm，均匀后出料，放置呈果冻状即可。
52.以上实施例所制备的冷链保温材料其相变潜热为412.5j/g，过冷度为0.5℃，凝胶时间为2h。
53.在另一种实施方式中，与实施例1一致，区别在于：氮化硼与碳纳米管的重量比为3：1；所制备的冷链保温材料其相变潜热为367.1j/g，过冷度为0.8℃，凝胶时间为2.5h。
54.在另一种实施方式中，与实施例1一致，区别在于：按总重量为100份计，所述冷链保温材料原料包括：氯化钠20份、成核剂1.5份、氮化硼4份、碳纳米管4份、羧甲基纤维素钠2份、阿拉伯树胶5份、吸水树脂9份、蒸馏水补充余量；所制备的冷链保温材料其相变潜热为398.4j/g，过冷度为0.7℃，凝胶时间为5.1h。
55.所述过冷度通过步冷实验测定；采用示差扫描量热法测试本发明实施例的冷链保温材料在发生相变过程中的相变潜热；凝胶时间为材料出料到凝固成果冻状的时间。