阅读说明：本技术 一种特殊材料的储存运输装置及其储运方法 (Storage and transportation device for special materials and storage and transportation method thereof ) 是由 范利武 李梓瑞 陈劲 朱子钦 季与点 梅亮 冯飙 胡楠 邵雪峰 于 2020-05-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种特殊材料的储存运输装置及其储运方法,包括封装运输平台、信息处理平台、信息共享平台、功能平台和监管安防平台。本发明通过封装运输平台实现特殊材料的稳定保存、计量封装以及接收到创新需求后的定向运输；通过信息处理平台实现创新需求的预约记录、危险评估以及对接收方创新人员进行资格审查、真伪辨识；通过信息共享平台进行运输储存过程中的所有一般信息与区块链网络、外部中控系统进行互通共享,通过信息共享平台中的量子通信加密模块实现特殊信息的高速传输与加密；通过监管安防平台实施监控,并提供有效防卫力量；通过供能平台满足一些过程中的能源需求,并通过其中的通断模块进行最终监管。(The invention discloses a special material storage and transportation device and a storage and transportation method thereof. The invention realizes the stable storage, the metering and the packaging of special materials and the directional transportation after receiving the innovation requirement through the packaging and transporting platform; the reservation recording and danger assessment of innovation requirements and qualification examination and authenticity identification of innovation personnel of a receiver are realized through an information processing platform; all general information in the transportation and storage process is communicated and shared with the block chain network and an external central control system through the information sharing platform, and the high-speed transmission and encryption of special information are realized through a quantum communication encryption module in the information sharing platform; monitoring is implemented through a supervision security platform, and effective defense force is provided; energy requirements in some processes are met through the energy supply platform, and final supervision is carried out through the on-off module in the energy supply platform.)

一种特殊材料的储存运输装置及其储运方法

技术领域

本发明涉及用于科技创新的材料的运输管理领域，尤其涉及一种特殊材料的储存运输装置及其储运方法。

背景技术

近年来纳米材料、生物材料、新型合金等创新材料极大地推进了各个领域的发展，并且带来了新的生产力结构转型。随着科学技术不断发展，越来越多新型材料被开发并投入使用，其所具备越大的能力的同时就会存在越大的潜在风险，为现有的评估监管工作带来了很大挑战，并且创新材料中所蕴含的能量级数和空间尺度都已经远远超出人类所能抵御和承受的范围。如果管理不当，不同材料的组合储存运输或者是同一种材料的不同用途均可能造成巨大破坏，给人类社会带来严峻的安全问题。

目前分布式、区块链、人工智能等技术都在强调“去中心化”、“智能化”和“自适应管理”，如果不能处理好系统内部不同模块之间的功能关系，会使技术监管、要素分配等流程脱离主管部门的控制。基于目前的运输体系和技术，虽然特殊材料多为科技创新人员所使用，但其在运输过程中如果出现操作不当或者被非法截断等情况，会给公民造成极大伤害，比如有害气体运输过程中出现***等情况。而对于一般材料的运输过程，如果缺乏有效的监控安保环节，同样会出现非法拦截情况，造成大量的经济损失，比如公共卫生事件中重要医疗物资被非法拦截，导致处理公共卫生事件不及时等情况。因此，本发明针对存在潜在危险的纳米材料、生物材料、新型合金等通过合成手段制造出的特殊材料的运输管理，基于底线思维，利用大数据、量子通讯、物联网、模块化供能等技术将运输环节流程化、材料信息透明化，利用相变控温技术确保材料在运输过程中的温度环境安全，以此提高特殊材料在运输过程中安全可控性。

发明内容

本发明目的在于解决上述问题，提出了一种特殊材料的储存运输装置及其储运方法，确保人类对特殊材料的储存、使用、运输和监管过程的安全保障以及绝对掌控能力。

本发明的实施例中公开了一种特殊材料的储存运输装置，其包括封装运输平台、信息处理平台、信息共享平台、供能平台和监管安防平台；

所述的封装运输平台用于实现特殊材料的稳定保存、计量封装以及接收到创新需求后的定向运输，其包括封装计量模块和特殊材料；通过封装计量模块对特殊材料进行封装、保温，并将特殊材料的质量、温度情况实时更新在数据库的一般数据中；

所述的信息处理平台用于实现创新需求的预约记录、危险评估以及对接收方创新人员进行资格审查、真伪辨识，其包括AI计算模块、数据库、量子加密模块、资格审查模块和真伪辨识模块；数据库包括一般数据和特殊数据，一般数据为可以公开的数据，特殊数据为仅可以提供给提出创新需求的创新人员的数据信息；AI计算模块接收创新需求后，与一般材料中所储存的潜在危险信息进行比对，AI计算模块会对危险系数设定阀值，高于阀值的创新需求被拒绝，通过低于阀值的创新需求，并控制量子加密模块产生量子密钥提供给提出创新需求的创新人员；资格审查模块将创新人员提供的密钥与特殊数据中储存的密钥进行对比，对比一致时控制供能平台的供能模块进行供能开始运输，不一致时中断运输过程；真伪辨识模块对封装计量模块中储存的特殊材料与创新需求需要的材料对比，对比一致的材料提供给创新需求，完成运输，对比不一致时，中断运输过程。

所述的信息共享平台将运输储存过程中的所有一般数据与区块链网络互通共享，将特殊数据与外部中控系统进行更新上传，其包括区块链模块、量子通信模块和定位模块；区块链模块建立数据库中的一般数据与区块链之间的联系，量子通信模块实现特殊数据、量子加密模块、资格审查模块、外部中控系统及创新人员之间的通信联系；定位模块用于实现运输过程中的实时定位；

所述的监管安防平台实施监控，其包括监管模块、通断模块和安防模块；监管模块对于信息共享平台、封装运输平台、信息处理平台、供能平台、通断模块及安防模块进行监控；通断模块直接控制供能平台的供能模块提供能量的通断；安防模块对于数据库及封装计量模块提供保护；

所述的供能平台用于提供储存运输装置所需要的能源，包括供能模块和动力模块；供能模块用于提供封装运输平台、信息处理平台、信息共享平台和监管安防平台正常运行所需要的能源；动力模块用于提供运输过程中储存运输装置的动力能源所需。

作为本发明的优选方案，所述的封装计量模块包括特殊材料储存模块、相变微胶囊保温层、温度探测层、备用相变微胶囊、转换通道和电控温装置，特殊材料储存模块用于特殊材料的封装、计量；相变微胶囊保温层用以维持特殊材料保存过程中所需要的温度，其覆盖在特殊材料储存模块周围，对特殊材料进行隔离存放；温度探测层布置在相变微胶囊保温层及特殊材料储存模块之间，温度探测层中间布置若干高精度热电偶测点用于实时监测特殊材料储存模块的边界温度；备用相变微胶囊用于替换相变微胶囊保温层所用；转换通道连接相变微胶囊保温层和备用相变微胶囊，用于当温度检测层所监控的温度波动超过预定阀值范围时打开，进行相变微胶囊进行替换；电控温装置加热部分布置在备用相变微胶囊中，根据特殊材料所需要的相变温度对备用相变微胶囊进行储/放热交换。

一般数据包括封装计量模块中特殊材料的实时种类、数量、温度信息、不同材料单独使用及混合使用潜在的危险系数信息、AI计算模块的评估信息，特殊数据包括量子加密模块产生的密钥信息、监管模块实时监测信息。

作为本发明的优选方案，监管模块用于监测管控特殊材料运输过程中各平台的运行情况，出现异常情况时监管平台直接控制通断模块停止供能，只有在外部中控系统授权和控制下才能重新供能；安防模块用于对特殊材料、数据库、AI计算模块、量子通信模块和量子加密模块进行物理隔离和监控，当安防模块监测到特殊材料的非法转移或暴力破坏时，安防模块便启动自毁程序使特殊材料失效。

本发明的实施例还公开了一种所述的特殊材料的储存运输装置的储运方法，其包括如下步骤：

首先创新人员提出创新需求，交付AI计算模块进行评估处理，其根据数据库中已有的特殊材料信息，分析和评估基于预约的特殊材料所产生的科技创新活动对环境、伦理、社会和安全方面造成的影响与风险，以自然资源承受极限、生态环境承受极限、社会伦理承受极限和人类生存承受极限为评估标准，拒绝不符合评估标准的特殊材料预约要求，并将评估结果备份至数据库；

符合评估标准的创新需求将控制AI计算模块根据创新需求产生一般数据和特殊数据，并保存至数据库中，一般数据为可以公开的数据，所有一般数据通过区块链模块上传，供所有创新人员了解，特殊数据为仅可以提供给提出创新需求的创新人员的数据信息，同时通过量子加密模块生成量子密钥提供给创新人员用于身份核实；一方面量子加密模块产生的量子密钥信息通过量子通信模块储存在特殊数据中，另一方面特殊数据通过量子通信模块与外部中控系统实时同步；

创新人员通过量子通信模块访问资格审查模块申请开始特殊材料转移，资格审查模块审核创新人员身份，若创新人员提供的量子密钥与通过量子加密模块提供的量子密钥完全一致，则驱动供能模块为封装计量模块和动力模块功能，开始运输，如果不一致，则中断运输过程，创新人员无法得到满足创新需求所需要的特殊材料；

运输过程中，通过封装计量模块将特殊材料打包并追踪材料流向，通过相变微胶囊保温层以维持特殊材料保存过程中所需要的温度，并对特殊材料进行隔离存放；当特殊材料储存模块周围的温度探测层监测到特殊材料储存模块的边界温度波动超过预定阀值范围时，将原有相变微胶囊保温层中的相变微胶囊取出，通过转换通道将备用相变微胶囊填充入相变微胶囊保温层，将从相变微胶囊保温层取出的原有相变微胶囊填充入备用相变微胶囊，通过电控温装置根据特殊材料所需要的相变温度开始对于新进入的备用相变微胶囊进行储/放热交换；

监管模块监测管控特殊材料运输过程中所有其它平台的运行情况，当出现异常情况时监管平台直接控制通断模块停止对于所有平台的供能，只有在所述外部中控系统的授权和控制下监管模块才能控制通断模块重新供能；安防模块对特殊材料、数据库、AI计算模块、量子通信模块和量子加密模块进行物理隔离和监控，当安防模块监测到特殊材料的非法转移或暴力破坏时，安防模块便启动自毁程序使特殊材料失效；当特殊材料抵达预设地点时，通过真伪辨识模块对于完成运输过程的特殊材料进行核查，核查通过后创新人员可以获得特殊材料，完成运输过程。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明运用了底线思维，基于特殊材料所蕴含的能量及潜在危险，为全面精确地控制特殊材料的储存运输过程提供了技术支撑，确保特殊材料只被应用于合理的科技创新活动中，为防止科技失控事件提供了有效抓手；

(2)本发明通过合理设计和建立相对独立的封装运输平台、信息处理平台、信息共享平台、供能平台和监管安防平台，通过AI机器学习等技术实现大数据情境下的逻辑运算，运用区块链技术实现“去中心化”，对于一般数据实行公众监管公开透明，能源作为开展科技创新活动以及利用创新材料的基础，通过管控能源将实现对科技创新过程的直接管控，并以此为基础确立了外部中控系统的最高监管权限；

(3)本发明通过合理建立相对封闭的监管平台，确保了监管过程的有效性和安全性，着重考虑了安防问题，为装置有效实现功能提供了逻辑严密的安全保证，设立真伪辨识模块以及量子加密模块进行双重审核，确保特殊材料的流向可控；

(4)本发明通过相变微胶囊保温层以维持特殊材料保存过程中所需要的温度，并设置备用相变微胶囊进行替换，同时电控温装置对于新进入的备用相变微胶囊进行储/放热交换，一方面利用相变材料储/放热过程中温度几乎不变的特点保证了运输过程中特殊材料保存所需要的温度条件，另一方面电控温装置仅在替换后对备用相变微胶囊进行储/放热，最大化地节约了能源。

附图说明

图1为一种特殊材料的储存运输装置示意图；

图2为一种特殊材料的储存运输装置的流程图；

图3为封装计量模块示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步详细地说明。

如图1所示，本发明的实施例公开了一种特殊材料的储存运输装置，其包括封装运输平台、信息处理平台、信息共享平台、供能平台和监管安防平台；

所述的封装运输平台用于实现特殊材料的稳定保存、计量封装以及接收到创新需求后的定向运输，其包括封装计量模块和特殊材料；通过封装计量模块对特殊材料进行封装、保温，并将特殊材料的质量、温度情况实时更新在数据库的一般数据中；

所述的信息处理平台用于实现创新需求的预约记录、危险评估以及对接收方创新人员进行资格审查、真伪辨识，其包括AI计算模块、数据库、量子加密模块、资格审查模块和真伪辨识模块；数据库包括一般数据和特殊数据，一般数据为可以公开的数据，特殊数据为仅可以提供给提出创新需求的创新人员的数据信息；AI计算模块接收创新需求后，与一般材料中所储存的潜在危险信息进行比对，AI计算模块会对危险系数设定阀值，高于阀值的创新需求被拒绝，通过低于阀值的创新需求，并控制量子加密模块产生量子密钥提供给提出创新需求的创新人员；资格审查模块将创新人员提供的密钥与特殊数据中储存的密钥进行对比，对比一致时控制供能平台的供能模块进行供能开始运输，不一致时中断运输过程；真伪辨识模块对封装计量模块中储存的特殊材料与创新需求需要的材料对比，对比一致的材料提供给创新需求，完成运输，对比不一致时，中断运输过程。

所述的信息共享平台将运输储存过程中的所有一般数据与区块链网络互通共享，将特殊数据与外部中控系统进行更新上传，其包括区块链模块、量子通信模块和定位模块；区块链模块建立数据库中的一般数据与区块链之间的联系，量子通信模块实现特殊数据、量子加密模块、资格审查模块、外部中控系统及创新人员之间的通信联系；定位模块用于实现运输过程中的实时定位；

所述的监管安防平台实施监控，其包括监管模块、通断模块和安防模块；监管模块对于信息共享平台、封装运输平台、信息处理平台、供能平台、通断模块及安防模块进行监控；通断模块直接控制供能平台的供能模块提供能量的通断；安防模块对于数据库及封装计量模块提供保护；

所述的供能平台用于提供储存运输装置所需要的能源，包括供能模块和动力模块；供能模块用于提供封装运输平台、信息处理平台、信息共享平台和监管安防平台正常运行所需要的能源；动力模块用于提供运输过程中储存运输装置的动力能源所需。

其中，本发明的特殊材料是指存在潜在危险的纳米材料、生物材料、新型合金等通过合成手段制造出的材料。

其中，封装运输平台利用相变材料储/放热过程中温度几乎不变的特点，通过相变微胶囊材料维持特殊材料保存过程中所需要的温度，通过备用相变微胶囊材料替换以实现节约加热/冷却能源需求的同时维持温度。所述的封装计量模块包括特殊材料储存模块、相变微胶囊保温层、温度探测层、备用相变微胶囊、转换通道和电控温装置，特殊材料储存模块用于特殊材料的封装、计量；相变微胶囊保温层用以维持特殊材料保存过程中所需要的温度，其覆盖在特殊材料储存模块周围，对特殊材料进行隔离存放；温度探测层布置在相变微胶囊保温层及特殊材料储存模块之间，温度探测层中间布置若干高精度热电偶测点用于实时监测特殊材料储存模块的边界温度；备用相变微胶囊用于替换相变微胶囊保温层所用；转换通道连接相变微胶囊保温层和备用相变微胶囊，用于当温度检测层所监控的温度波动超过预定阀值范围时打开，进行相变微胶囊进行替换；电控温装置加热部分布置在备用相变微胶囊中，根据特殊材料所需要的相变温度对备用相变微胶囊进行储/放热交换。

本发明的实施例中，一般数据包括封装计量模块中特殊材料的实时种类、数量、温度信息、不同材料单独使用及混合使用潜在的危险系数信息、AI计算模块的评估信息，特殊数据包括量子加密模块产生的密钥信息、监管模块实时监测信息。

本发明的信息处理平台利用AI计算、机器学习等技术根据数据库中已有的特殊材料信息，利用数据信息以及社会和自然科学知识，运用现代数学和统计学方法，分析和评估基于预约的特殊材料所产生的科技创新活动对环境、伦理、社会和安全等方面造成的影响与风险，根据以自然资源承受极限、生态环境承受极限、社会伦理承受极限和人类生存承受极限为评估标准，拒绝不符合标准的特殊材料预约要求，并将评估结果备份至数据库；利用量子加密技术实现对创新人员的资格审查以及对特殊材料的真伪辨识。

其中的，AI计算模块利用AI计算、机器学习等技术进行计算分析，并基于现有数据库信息进行评估基于预约的特殊材料所产生的科技创新活动可能会造成的影响与风险，拒绝不符合标准的特殊材料预约要求，并将评估结果备份至数据库；数据库将数据分为一般数据和特殊数据，一般数据为可以公开的数据，特殊数据为仅可以提供给提出创新需求的创新人员的数据信息，如用于身份识别的量子密钥，特殊材料的种类、数量及运输地点等信息；量子加密模块用于产生量子密钥提供给创新人员用于身份核实；资格审查模块通过键盘输入、语音录入、瞳孔识别、脑电波识别等方式审核创新人员身份，并通过量子加密模块提供的量子密钥以判断本次特殊材料转移运输的真实性；真伪辨识模块通过X光、原子吸收光谱分析等技术对于完成运输过程的特殊材料进行核查。

信息共享平台进行运输储存过程中的所有一般信息与区块链网络、外部中控系统进行互通共享。其中，区块链模块用于将可以公开的一般信息进行上链，在运用公众权利进行监管的同时也实施现实材料的流向信息公开化；量子通信模块实现包含但不限于量子密钥、AI计算模块判断出的危险行为以及监管平台监测出的恶意破坏行为等特殊信息在量子加密模块、外部中控系统、创新人员、资格审查模块和数据库中的特殊数据间的高速传输同步；定位模块利用GPS技术及物联网技术实现运输过程中的本特殊材料储存运输装置的实时定位。

所述的监管安防平台包括监管模块、通断模块和安防模块，监管模块用于监测管控特殊材料运输过程中所有平台的运行情况，出现异常情况时监管平台直接控制通断模块停止供能，只有在所述外部中控系统的授权和控制下才能重新供能。安防模块用于对特殊材料、数据库、AI计算模块、量子通信模块和量子加密模块进行物理隔离和监控，并提供有效的防卫力量，当安防模块监测到创新材料的非法转移或暴力破坏时，安防模块便启动自毁程序是特殊材料失效，例如：对于生物材料，自毁程序为高温加热装置，当安防模块监测到创新生物材料的非法转移或暴力破坏时，启动高温加热装置，输出温度为500℃以上的高温，使生物材料变性、失活。对于其它创新材料，可根据其性质和现有技术，设置自毁程序。。

所述的供能平台包括供能模块和动力模块，供能模块用于提供封装运输平台、信息处理平台、信息共享平台和监管安防平台正常运行所需要的能源，动力模块用于提供运输过程中车辆的动力能源所需，利用无人驾驶技术实现自动驾驶。

如图2所示，本发明装置的具体工作流程如下：

首先创新人员提出创新需求，交付AI计算模块进行评估处理，其利用AI计算、机器学习等技术根据数据库中已有的特殊材料信息，利用数据信息以及社会和自然科学知识，运用现代数学和统计学方法，分析和评估基于预约的特殊材料所产生的科技创新活动对环境、伦理、社会和安全等方面造成的影响与风险，根据以自然资源承受极限、生态环境承受极限、社会伦理承受极限和人类生存承受极限为评估标准，拒绝不符合标准的特殊材料预约要求，并将评估结果备份至数据库；通过审核后AI计算模块根据创新需求产生一般数据和特殊数据，并保存至数据库中，一般数据为可以公开的数据，所有一般数据，如特殊材料预约情况、余量剩余等信息通过区块链模块上传，供所有创新人员了解，特殊数据为仅可以提供给提出创新需求的创新人员的数据信息，如用于身份识别的量子密钥，特殊材料的种类、数量及运输地点等信息，同时通过量子加密模块生成量子密钥提供给创新人员用于身份核实；一方面量子通信模块产生的量子密钥信息通过量子通信模块储存在特殊数据中，另一方面特殊数据通过量子通信模块与外部中控系统实时同步，以实现外部中控系统对所有环节的最终管控；创新人员通过量子通信模块访问资格审查模块以申请开始特殊材料转移，资格审查模块通过键盘输入、语音录入、瞳孔识别、脑电波识别等方式审核创新人员身份，若创新人员提供的量子密钥与通过量子加密模块提供的量子密钥完全一致，则驱动供能模块为封装计量模块和动力模块功能，开始运输；

如图3所示，运输过程中，利用无人驾驶技术实现自动驾驶，通过封装计量模块将特殊材料打包，其具有高精度质量称量、质谱分析、原子吸收光谱分析、原子标定追踪等功能，确保材料的计量精度达到原子级，并追踪材料流向，利用相变材料储/放热过程中温度几乎不变的特点，通过相变微胶囊保温层以维持特殊材料保存过程中所需要的温度，并对特殊材料进行隔离存放，当其周围的温度探测层监测到特殊材料储存模块的边界温度波动超过预定阀值范围时打开转换通道，备用相变微胶囊进入保温层实施替换，同时电控温装置根据特殊材料所需要的相变温度开始对于新进入的备用相变微胶囊进行储/放热交换；

通过监管模块监测管控特殊材料运输过程中所有平台的运行情况，出现异常情况时监管平台直接控制通断模块停止供能，只有在所述外部中控系统的授权和控制下才能重新供能；通过安防模块对特殊材料、数据库、AI计算模块、量子通信模块和量子加密模块进行物理隔离和监控，并提供有效的防卫力量，当安防模块监测到特殊创新材料的非法转移或暴力破坏时，安防模块便启动自毁程序是特殊材料失效，当特殊材料抵达预设地点时，通过真伪辨识模块对于完成运输过程的特殊材料进行核查，核查通过后创新人员可以获得特殊材料，完成运输过程。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图。上述实施例仅为本发明的较佳实施例，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何在本发明的精神和原则之内，所作的修改、替代、组合、简化、改进等，都包含在本发明的保护范围之内。