СИСТЕМА КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ КОНТЕЙНЕРА ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ СКОРОПОРТЯЩЕГОСЯ ГРУЗА Филиппова А.И.,Осокина Е.Б.,Маликова Т.Е.,Мордвинцев Г.А.

Морской государственный университет им. адмирала Г.И. Невельского


Номер: 12-1
Год: 2016
Страницы: 150-154
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

контейнерные перевозки, опасный груз, элементы системы контроля, container shipping, hazardous cargo, the elements of the monitoring system

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В работе представлена система слежения за состоянием груза внутри контейнера в режиме реального времени. Основная цель разрабатываемой системы - обеспечение сохранной и безопасной перевозки груза внутри контейнера и снижение последствий аварийных ситуаций, возникающих при перевозке опасных грузов морем.

Текст научной статьи

Введение. Контейнерные перевозки являются одним из самых востребованных видов транспортировки грузов морем. По этой причине обеспечение эксплуатационной безопасности судов, перевозящих контейнерные грузы, является важной задачей мореплавания. Однако, несмотря на внедрение современных средств и способов слежения за состоянием груза во время транспортировки [1,17], количество аварий на морском транспорте не уменьшается [2], что требует поиска и исследования новых подходов к их предотвращению. Распространенными сценариями аварий при морской перевозке контейнеров являются ситуации, когда экипаж не смог должным образом проконтролировать состояние опасного груза [3; 4], в результате чего на судне произошел взрыв или пожар. В других случаях в сопроводительных документах на груз неправильно указывается температура, которую необходимо поддерживатьв рефрижераторных контейнерах для обеспечения сохранной перевозки скоропортящегося груза. Из-за несоблюдения температурного и влажностного режима происходит порча дорогостоящего груза. Система слежения за опасным грузом. В Морском государственном университете им. адм. Г.И. Невельского проводятся исследования с целью разработки автоматической системы слежения за опасным грузом в режиме реального времени, получившей название «Умный контейнер». Основное предназначение системы - обеспечение сохранной и безопасной перевозки груза внутри контейнера и снижение последствий аварийных ситуаций, возникающих при перевозке опасных грузов. Одно из направлений исследования - разработка дополнительной системы контроля нарушения температурного режима при длительной перевозке и хранении скоропортящихся грузов. Так как скоропортящиеся грузы при созревании и порче выделяют этилен C2H4 и углекислый газ CO2, определение предельно допустимой концентрации этих веществ во внутренней среде контейнера позволяет организовать мониторинг состояния груза в режиме реального времени. Следует отметить, что данные параметры не контролируются рефрижераторной установкой, но могут подтверждать правильностьвыбранного режима ее работы. Для создания системы контроля нарушения температурного режима при длительной перевозке и хранении скоропортящихся грузов в рефрижераторных контейнерах предлагается установить внутри контейнера датчики слежения за грузом (газоанализатор, датчик затопления, датчик температуры и влажности), позволяющие оценивать физико-химические параметры состояния внутренней среды контейнера в реальном режиме времени. Сбор и обработка информации от датчиков осуществляется посредством выполнения программы однокристального микроконтроллера с встроенным аналого-цифровым преобразователем [5,6]. Полученная с датчиков информация после первичной обработки будет передаваться на грузовой компьютер штурманской рубки, а также храниться в удаленной резервной базе данных судовладельца. На судне информация автоматически заносится в электронный грузовой план, который позволяет получить всю необходимую информацию по конкретному контейнеру и все предупреждения об опасности, полученные с датчиков слежения. Структурная схема системы проверки состояния рефрижераторного груза представлена на рис. 1. К сети системы питания рефрижераторного устройства 220В подключен блок питания с падением напряжения до 24В, это напряжение подаётся на два газоанализатора ADT53-1189. От блока питания напряжение 24В поступает на стабилизаторы напряжения 5В и 3,3В. Питание c стабилизатора 3,3В подаётся на однокристальный микроконтроллер, а питание 5В на жидкокристаллический индикатор. Настроены газоанализаторы на концентрацию С2Н4 в 45футовом контейнере по формуле: Рис. 1. Структурная схема Газоанализаторы передают сигнал от 2В до 10В в внутренний аналого-цифровой преобразователь (АЦП). После оцифровки данные сохраняются в специальных регистрах микроконтроллера и затем выводятся по восьмибитной шине на предварительно настроенный ЖК индикатор в режиме записи данных. В режиме чтения данных показания датчиков обновляются каждые 5 секунд. Если данные превышают значения уставки (заданного предельного значения) газоанализаторов, аварийный сигнал передаётся в систему рефрижераторной сети питания через сетевой модем. Алгоритм работы системы представлен на рис. 2. Инициализация микроконтроллера подразумевает настройку портов, таймера, счётчика опрашиваемых каналов и аналого-цифрового преобразователя, а также запрет внешних прерываний. После выбора канала опроса газоанализатора в регистре управления аналого-цифрового преобразователя инициируется начало преобразования. По завершению преобразования АЦП, что сигнализируется активным состоянием BUSY - флажка готовности цифровых данных, происходит выход из цикла ожидания готовности и считывание готового цифрового кода, соответствующего сигналу от газоанализатора. Далее осуществляется сравнение результата оцифровки с уставкой и отражение полученного значения на индикаторе. В случае превышения заданного предельного значения выводится предупредительный сигнал из порта микроконтроллера. Перед отражением полученных данных на жидкокристаллическом индикаторе производится его настройка путём передачи необходимой информации, сопровождаемой сигналами управления с учётом необходимых временных задержек посредством таймера микроконтроллера. Затем на индикацию выводятся полученные от газоанализатора данные. Далее происходит переход к опросу следующего канала и циклическое обновление принимаемых от датчиков показаний. Рис.2. Алгоритм работы системы контроля Спроектирована система проверки состояния рефрижераторного груза, позволяет своевременно проанализировать состав воздуха на наличие вредных газов и вывести данные на индикатор и аварийный сигнал на рефрижераторный агрегат. Разработанная система является универсальной, может быть подключена к рефрижераторным контейнерам любого производителя и способствует сохранности плодоовощных и других рефрижераторных грузов. Передача аварийного сигналас рефрижераторного агрегата на судовой компьютер во время морского перехода организована путем подключения к существующей судовой системе кабель-трасс, представленной на рис. 3. Рис.3. Система передачи информации с датчиков с помощью кабель-трасс (1-датчик осадки носом и кормой; 2- кренометр; 3- блок стабилизации; 4- промежуточный блок сбора данных; 5- датчики напряжения в корпусе судна; 6- главный блок сбора данных; 7- датчики уровня воды в креновых танках; 8- судовой компьютер) Каждый промежуточный блок сбора данных (4) производит «опрос» всех датчиков контейнеров, находящихся в трюме, и отправляет их на главный блок сбора данных. Главный блок сбора данных (6) сверяет полученные значения с предельно допустимыми значениями для сигнализации в случаях опасности и затем передает полученную информацию в блок обработки данных. Информация, поступившая в блок обработки данных, преобразуется в цифровой вид и затем передается для использования в блоки: индикации (судовой компьютер) и на панель сигнализации. Блок обработки данных включает в себя центральный процессор, модуль электроснабжения и модуль памяти.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.