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摘要:

闡述了車軸燃油監控系統的研究背景及系統開發框架，介紹了國內外車輛安全監控管理系統研究現狀。論述了車輛燃油監控管理系統采用的技術、設計架構以及數據采集特點。

關鍵詞:

車輛燃油;監控管理系統;設計架構;數據采集

車輛在現代化的物流體系中具有非常重要的作用。由于電子、計算機技術的集成，使得車輛自動代化程度越來越高，安全隱患也就越大。電子線路自身存在的隱患，加上汽車本身的燃油隱患，如果使用、養護不當，都會發生意外，存在一定的火災隱患。近年來由于車輛的自燃原因，出現的傷亡事故屢見不鮮。通過對車輛燃油系統進行有效的監控，在突發事件快要發生時，對車輛進行斷電、斷油等有效的預防措施，可以預防車輛火災事故的發生，具有很強的實效性。

1研究背景及系統開發框架

1.1研究背景一份權威調查數據顯示，全國每年至少有上百起車輛自燃事件發生。2011年7月28日，一名車主在青島市海邊的沙地上玩耍，突然從車內傳出一股燒焦的味道，接著車輛底部開始冒煙，轉眼間火苗竄起，車輛在5min之內就燒成火海，成了一堆廢鐵。2012年8月22日下午，上海市一小區地下停車場內，一輛停放的寶馬轎車突然發生燃燒，幸虧發現及時并進行了有效撲救，但是兩側車窗玻璃在烈火中被燒化，車體嚴重受損。2013年8月9日，浙江省杭州市的張先生在寶馬車里休息時，車子突然自燃，沒幾分鐘就燒成了只剩一副車架。同年9月，在深圳市區一路段，一輛黑色奧迪車行車途中突然冒煙起火，車主一家3口人被迫棄車逃命，奧迪車隨后在高溫燃燒中爆炸……。上述的例子在近年來舉不勝舉，汽車自燃已經極大的威脅到了人民的生命財產安全［1］。汽車的自燃由有很多原因引起，但是相當大的一部分是由于汽油的揮發、泄露，遇到高溫或者火花產生的。以最易發生自燃的汽油車為例，由于汽油本身具有很高的揮發性，而且隨著溫度的上升，其揮發能力不斷增強。針對汽油的這一特性，汽車廠家都會在發動機內安裝一個碳罐來對汽油的揮發物進行吸附。在正常情況下，發動機的碳罐對汽油揮發物的吸附，可以保證行車途中的安全和發動機的正常工作，可是一旦氣溫過高，碳罐可吸附的揮發物達到飽和時，碳罐就失去了繼續吸附揮發物的能力，汽油揮發物就可能從油箱中溢出，彌漫到發動機的外面。由于汽油燃點相對較低，遇到高溫，或者點火系統的火花，就會瞬間燃燒，嚴重的甚至會產生爆炸。根據近年來車輛的使用情況，及存在的火災隱患，開發出一套燃油監控系統是迫在眉睫課題。

1.2開發框架車輛燃油監控管理系統，是以開放、先進的Intranet/Web技術為核心構建的新一代信息處理集成系統。以車輛燃油監控、數據應用、曲線分析三大模塊為核心，采用Java+Oracle技術構建有效平臺設計的。其設計目標如下:(1)車輛燃油監控。每日車輛加油量、用油量、初始油量、異常損耗量的數據監測、記錄、存儲等。(2)車輛實時運行數據查詢。車輛每分鐘運行的時間、速度、油量、行駛里程數據查詢。(3)數據應用。按車型、車隊、線路、時間段，提供統計、分析、存儲、打印功能。(4)曲線分析。直觀顯示車輛的油量變化情況、車速情況。燃油監控管理系統，整體采用B/S體系架構，對車輛燃油進行實時監控。

2國內外車輛安全監控管理系統現狀

車輛的安全監控、合理調管是保證人身安全，提高工作效率的重要措施。不僅可以應用于客運、貨運，通過車輛管理系統對車輛進行動態管理，可以實時查詢車輛所在的位置，車輛運行的安全狀況，保證車輛的安全運行、人員的安全。同時還可以應用于應急部門，通過對車輛內部的狀態進行實時監控，在事故發生時對車輛進行強行的斷油、斷電，維護公共安全［1-2］。現代化的車輛監控系統是集通信、導航、控制、計算機等現代信息技術于一體的控制系統。不僅僅是監控單一的對象，應該是對整個的交通運輸領域進行立體化、實時性、精確性的監控，是一種實時、準確、高效的綜合管理系統。是GPS，GIS和GPRS無線通信三個領域技術的完美結合:①GPS全球定位技術可以全天候、高精度、迅速的定位車輛;②GIS負責對地理數據的管理和顯示;③GPRS通信技術則可以快速的接入網絡帶寬，與互聯網無縫結合。

2.1國外監控系統的發展及現狀車輛監控管理系統的發展起始于20世紀50年代，歐美等國家和地區大力發展現代化的軍事通信技術，并不斷開發出適用于民用的系統，LORAN，OMEGA等陸地無線導航系統開始問世。基于無線導航系統的精確定位技術，美國開始嘗試為車輛監控提供服務，美國的RobertL．French公司在1975年開發出用于投遞報紙的自動車輛路線管理系統，是最早的車輛監控系統的應用，具有劃時代的意義。到了20世紀80年代，LORANC自動車輛定位技術的成熟，才使精確定位進入實用階段。20世紀90年代，GPS全球定位技術的全面發展和使用，由于設備簡單、價格低廉、精度高等優點，因此在車輛定位領域得到了廣泛的運用，車輛監控系統進入了一個嶄新的時代。目前融合了GPS定位技術、先進信息處理技術等高端科技的車輛監控管理系統已進入大規模實用階段，各國政府和工業集團紛紛提出了各自的實施方案，并斥巨資進行研制。美國在2009年提出的“智能車輛高速公路系統(IVHS)”的戰略計劃，將車輛的識別、定位、通信、交通監視、信息處理等融為一體，實現所有車輛的管理、路線指導、交通信息服務、自動路邊安全檢查、駕駛咨詢、個人安全救護、旅行信息查詢等28項服務功能。歐洲在2010年提出的DRIVE(DedicatedRoadInfrastructureforVehicleSafetyinEurope)計劃研究，同樣是功能異常強大，包含了72項全覆蓋服務功能。隨著這種實時監控的系統越來越智能化、實時性，說明國際上越來越重視對車輛的智能化監控，也把預防監控放到了前所未有的高度。

2.2國內監控系統的發展及現狀國內的車輛管理系統的研究只有短短二十幾年的時間，但也是經歷了很多起起伏伏。國內由于現代化的通信技術起步較晚，落后于歐美等發達國家數十年，車輛監控系統的研究起步較晚，基于GPS全球定位系統的車輛監控系統研究，應用從20世紀90年代中期才起步，在開始階段，由于技術不成熟，缺少有效的地圖顯示技術和通信手段，市場規模小，GPS車輛監控系統主要處于研究階段。在2000年初，隨著無線通信技術的不斷發展和廣泛應用，使系統的很多通信難題得以一一解決，找到了新的出路并得到長足的發展，開始了GPS車輛監控系統應用的第二次浪潮。目前車輛監控系統在車輛燃油管理方面一直缺乏有效的研究，車輛的燃油管理多是依據車輛行駛里程來概算出油耗，是完全意義上的粗略估算，沒有提供精確的數據。而且沒有任何可擴展性，研究的范圍過于狹窄。針對這一實際問題，本文定位于解決車輛在行駛過程中燃油的監控管理，研究設計了車輛燃油監控管理系統。通過實時采集、記錄車輛的燃油情況，將溫度、實時油耗等動態化數據記錄下來，通過車載移動設備將數據傳輸至PC機，通過PC機上的數據管理軟件的可視化功能來監控燃油的實時情況，以確定每輛車燃油的使用情況是否正常，達到預防的目的。

3系統采用的技術及設計架構

隨著現代化采集出的數據量的增大，數據結構復雜性的增加，桌面數據庫或本地數據庫出現之后，通常將數據管理和計算分開，數據庫管理數據，程序員對數據進行操作，為了滿足用戶的在線處理需求和數據庫的在線數據分析處理，我們采用瀏覽器/服務器(Browser/Server，以下簡稱B/S)應用模式來對整體系統進行架構。B/S模式將整個應用系統分為三個層:顯示層、邏輯層和數據層，每一層都可以清晰的表達出各自的需求。顯示層負責表達數據，為用戶提供工作接口。邏輯層負責數據處理，將用戶與數據關聯起來，且封裝在服務器中。數據層負責數據的存儲，為邏輯層提供強大的后臺。B/S應用模式大大地簡化客戶端硬件載荷，減輕了系統維護與升級的成本和工作量，降低了用戶的總體成本。能實現不同的用戶，從不同的地點，以不同的接入方式訪問和操作共同的數據庫;能有效地保護數據平臺和管理訪問權限，服務器數據庫也很安全［3］。采用技術范圍見表1，設計架構見圖1。

4車輛燃油數據采集系統的特點及相關問題

為了確保采集信息的可靠性，數據采集系統會在1h內，均勻的采集汽車燃油數據60次，平均1次/s。由于車輛行駛的特點，不可能對數據進行頻繁讀取與分析，這就決定了數據大容量的特點。采集系統中存儲的一輛汽車的數據可以達到上萬條甚至十幾萬條，高效地實現了對于全部異常數據的收集、分析與處理，并可以將結果提交給用戶［4］。汽車燃油數據包含兩組數據:油量值、時間值，二者一一對應的關系。在某一時間點對應一個油量值。上傳的數據格式是:0000582015-03-2814:375015032814370000050依次分別為:車輛對應的唯一的編碼、讀取數據的日期、讀取數據的時間、油箱的溫度、車輛的運營數據，具體含義如下:(1)車輛的編碼是每臺車的編號，這個編號是唯一的，由6位數字、英文字母字符組成，可以根據用戶的內部編號或車牌號進行制定。(2)讀取到的數據的日期和時間，是實時性的，最新采集到的，并且是離散的，每1s刷新一次。(3)油箱的溫度是每輛車在油箱中安裝的傳感器采集到的溫度，這個溫度的讀數在系統一開始會設置一個范圍，一個最低溫度和一個最高的正常工作溫度，同時還會設置一個時間長度，因為溫度的超范圍也會由多種因素引起，比如超車，在短短2～3s內，會使油箱里的溫度突然提高，但是隨著超車的結束，溫度會很快的回到正常值。如果僅僅是采集到了異常的數據，就武斷的采取預防措施，有時也會引發事故。傳感器采集到的數據在這個溫度范圍內，都是正常的。如果超出了最高溫度，后臺的計算機就開始計時，如果超出了正常的持續時間范圍，就開始報警，遠程控制系統就會采取相應的措施，來預防事故的發生［5］。(4)記錄的車輛運營數據15032814370000050，其中1503281437，是指在2015年3月28日14點37分的時間采集的數據，后面的00000，是采集到的車輛變速箱在1min內的脈沖數，50是指在當時的時間點油箱燃油的實際溫度。所有采集到的數據，都會保存在后臺的計算機存儲設備里，每隔30天更新一次，需要人工將數據導出，并支持打印功能。用戶可以隨時根據需要，打印出某一輛車在一個時間段內的數據。

5結束語

雖然現在車輛都已經擁有了自身的安全報警系統，但是由于各種原因，當開始報警時，火災的發生已經不可避免。通過這套遠程控制系統，可以有效的監視車輛的狀況，通過對車輛燃油數據的采集，分析出現在的車輛的運行狀況是否安全，是否存在安全隱患，對于檢測到可能會發生火災的車輛，通過遠程控制的方式，將其斷電、斷油，將損失降低到最小，有效的保護車輛內人員的生命安全。通過對需求分析設計、概要設計、數據庫設計、代碼實現等問題的研究，可以看出燃油監控管理系統是以開放、先進的Intranet/Web技術為核心的新一代信息監控管理系統。在未來，這套系統可以隨著信息技術的不斷更新，不斷的更新換代、升級、整合，更好的服務于車輛火災預防控制。

參考文獻:

［1］張存保，劉獨華，林世究．車輛監控調度系統的設計與開發［J］．交通與計算機，2002，20(3):17-19．

［2］李英姿，張飛舟，林耀海．智能交通系統中地理信息系統的研究［J］．中國公路報，2000，13(3):96-98．

［3］Yano，H．，Hirasa，Y．，Tokunaya，OnboardnavigationsystemoperationviaGPS［J］．AutomobileTechnology，1991，45(2):39-45．

作者：張麗 張弼澤 單位：合肥市消防支隊 億福自動化工程有限公司