物联网技术在LPG灌装产业中的应用前景探讨

2022-02-11于彦雷刘雪源

产业与科技论坛 2022年4期

□于彦雷张鹏刘雪源王馨

LPG灌装行业涉及的液化石油气为易燃易爆气体，近年来安全事故频发，受到政府的高度关注，并制定了一系列政策法规，保障居民用气安全。其中重点提到，要提高监管信息化水平，要运用物联网、大数据、人工智能等前沿技术，推动管理手段、管理模式、管理理念创新，加强智慧燃气管理平台建设。目前物联网技术在LPG灌装行业的应用研究尚不完善，讨论物联网技术在LPG灌装行业的应用领域及发展前景，有利于推动物联网技术在液化石油气灌装行业的推广应用，促进行业安全健康运行。

一、LPG灌装行业的信息化监管要求

液化石油气灌装行业具有易燃易爆性，一旦发生安全事故，将会对社会的稳定和人民的生命安全造成巨大威胁。LPG灌装行业传统的监管模式主要靠管理手段，靠人工的方式进行记录和管理。存在管理效率低、瞒报或不报、难以监管等问题。

2021年3月，住房和城乡建设部等部门提出关于加强瓶装液化石油气安全管理的指导意见，明确了到2022年年底瓶装液化石油气安全专项整治的工作目标，并提出了在LPG三级站建设和运营方面推广使用先进技术和提高监管信息化水平的要求。

其中提到：各地要运用物联网、大数据、人工智能等前沿技术，推动管理手段、管理模式、管理理念创新，加强智慧燃气管理平台建设，有条件的地区与城市信息模型(CIM)基础平台深度融合。组织实施燃气设施智能化建设和改造，进一步提高设施运行效率和安全性能，实现对管网漏损、运行安全等及时预警和应急处置。整合燃气管理、市场监管等部门以及瓶装液化石油气经营企业等市场主体的信息资源，实现瓶装液化石油气行业的整体智能高效监管。

二、物联网技术原理

(一)物联网技术。物联网技术是指通过各种信息采集设备(包括传感器、射频识别设备等)，读取物体的状态信息，通过电磁波等方式将信息进行传递，然后利用云计算对数据进行智能处理判断，并进行智能处置的技术。通过该技术，可以实现对物体的感知、识别和控制，并实现物与物的交互。

图1 编程处理器

(二)物联网技术的基本特征。一是整体感知。可以利用射频识别、传感器等感知设备读取物体的状态信息。二是可靠传输。通过互联网、无线网络等方式，将物体的信息进行传输，以便进行信息分享。三是智能处理。利用云计算能力等对数据进行智能处理判断，并进行智能处置。

三、物联网技术在LPG灌装行业的应用领域

(一)液化石油气智能灌装环节。液化石油气灌装站是液化石油气灌装的集中场所。通常，气站有储罐区和灌装区。国内大部分气站会在灌装区配备几台电子自动灌装秤用于LPG灌装。灌装秤可以设定净重充装和总重充装模式进行自动充装，充装数据可以实现自动信息化记录。

当前国内的液化石油气灌装行业基本实现自动充装过程，但也存在着一些缺陷：一是无法进行安全监管。按照国家相关法规，气站在对钢瓶进行充装前，应对钢瓶进行安全检验。检验内容包括外观检查、是否超期使用、是否泄漏等，而在实际操作过程中，由于充装量较大，人工无法很快地完成相关检查，可能造成违规充装等问题。另外，由于钢瓶无法识别，也无法对钢瓶充装数据进行关联记录。二是政府无法进行远程监管。政府无法获取气站充装的钢瓶信息，无法实现远程安全过程监管。

应用物联网技术，可以实现让物体“说话”，并实现物物交互。具体来说，在液化石油气灌装环节，物联网技术实现的过程如下：第一，实现钢瓶身份标识。首先给每个钢瓶唯一的身份标识，并将每个钢瓶的信息进行关联存储。关联信息包括钢瓶检验日期、流转使用环节等。这样钢瓶就具备了唯一性，便于在各个环节进行监管。实现的方式目前有给钢瓶印制二维码标签和配置RFID芯片等形式。第二，灌装环节进行信息验证。在灌装前，利用识别设备对钢瓶进行身份识别，并关联数据库中钢瓶的信息，判断钢瓶状态是否符合相关法规的安全充装条件。另外可以配置可燃气体泄漏等传感器等对钢瓶进行安全检测。识别的方式包括二维码扫码和RFID射频识别等方式。第三，进行相关处置。如果符合验证条件，则进行下一步的灌装，并将相关检测信息及灌装数据存入数据库和上传政府监管系统。如果不符合安全条件，则拒绝充装，并将相关检测信息及灌装数据存入数据库和上传政府监管系统。

图2 液化石油气电子灌装秤

通过应用物联网技术，可以通过与设备的快速信息交互，实现对LPG灌装环节的主动安全监管，提高灌装环节的安全性和自动化水平。目前国内已有部分企业在进行相关的研究，开发了钢瓶二维码系统和钢瓶智能角阀(带RFID芯片)等。

(二)液化石油气配送环节。钢瓶在气站完成灌装后便进入了流转配送环节。液化石油气作为易燃易爆品，钢瓶的流转运输过程同样是行业重点关注的环节，钢瓶到哪个位置了，什么时间节点到哪个门店，什么时间节点到哪个用户手中了，这些都是需要监管的环节。在近年来各地区新颁布的燃气管理条例中，很多都明确要求瓶装液化石油气需实名制购买。而当前的模式是较难实现LPG配送过程监管的。

应用物联网技术，可以通过GPS信息交互，实现对钢瓶流转过程的记录。另外，借助云服务强大的计算能力，可以对零售配送路径进行优化，降低配送成本。实现方式可以有以下几种方式：一是给钢瓶危化品运输车配备GPS等定位装置，实时记录钢瓶位置。二是给每一个钢瓶配置RFID芯片。通过射频识别技术实现位置节点的通过记录。如钢瓶在进出气站、门店的过程中，由设备自动通过射频技术记录钢瓶流转信息。三是通过二维码扫描设备记录。通过二维码扫描设备记录钢瓶位置节点信息，并与用户身份绑定。

通过运用物联网技术，可以帮助政府和气站实时掌握气瓶流转配送信息，提高过程安全监管水平。

(三)液化石油气钢瓶全生命周期信息化管理。钢瓶是液化石油气的载体，液化石油气灌装行业的过程其实都是围绕钢瓶进行的。因此，要提高LPG灌装行业的管理水平，就要提高钢瓶的管理水平。目前很多地区都提出了钢瓶全生命周期的信息化管理要求。应用物联网技术可以较好地实现钢瓶全生命周期的信息化管理。主要组成内容包括：钢瓶身份标识、识别设备、配套数据库系统的建设和操作管理系统。

1.钢瓶身份标识。目前包括钢品标识二维码和FRID芯片等技术。

2.识别设备。包括二维码扫描枪(或终端手持设备)、FRID射频读取器等。

3.数据库系统。对识别设备形成的大量数据进行存储管理。

4.操作管理系统。可根据数据库中的数据等信息，对全过程的操作进行控制，实现全过程安全监管。

四、物联网技术在LPG灌装行业的应用前景

应用物联网技术可以实现让物体“说话”，实现与物的交互。这是虚拟世界与物理世界交互的关键。可以大大提高与设备信息传递的自动化和高效化，促进整个操作过程的智能化、自动化和安全化。

随着国家和行业对液化石油气灌装行业安全运行水平和服务水平的关注，物联网技术由于所具有的物物交互优点，必将在LPG灌装行业发挥更大作用。未来，物联网技术将围绕瓶装液化石油气从运输、充装到使用的各环节进行信息监管，提高钢瓶全生命周期的安全管理水平，促进液化石油气灌装行业向更智能化、便捷化、安全可靠化发展。