摘要：近年来天然气CNG气瓶在汽车上的使用日益广泛，气瓶燃烧、爆炸等事故也屡屡发生，给人民的生命财产造成了严重危害。而提高车用气瓶的监管手段是保障CNG气瓶安全使用的最有效手段。加气站通过车用气瓶电子监管系统对气瓶及车辆检验有效期等信息进行识别，确保气瓶的合法、安全充装。并对站控系统和加气设备进行相应的技术改造，能对CNG气瓶安全充装全过程进行智能控制，保障加气站的安全经营，提高加气站的经营管理水平。
关键词：车用气瓶 电子监管 技术改造
1 前言
近年来天然气CNG气瓶在汽车上的使用日益广泛，气瓶燃烧、爆炸等事故也屡屡发生，给人民的生命财产造成了严重危害。为了彻底杜绝非法改装、无证充装、超检验周期使用等违法违规行为，必须提高CNG车用气瓶的监管，对气瓶在燃料加装过程中，依靠传统的人工监管已经很难满足要求。国家监管部门明确规定：采用电子标签等信息手段对自主产权气瓶实施动态安全管理，运用信息化、物联网等新型技术手段对特种设备实施动态监管。车用气瓶动态监管系统在车用气瓶上的推广与应用，恰似给车用气瓶及车辆一个电子“身份证”，可通过技术手段杜绝非法气瓶充装，最终可实现车用气瓶的适时、动态、全生命周期的监管。
2 车用气瓶电子监管系统
2.2 电子监管系统组成
电子监管主要运用射频识别（RFID）、电子标签、读写器等技术，提出一种基于物联网技术的车用气瓶监管系统。系统支持多种通讯协议，适应有线、无线等多种通讯方式，服务于监管机构、充装机构、检验机构及改装机构。实现车用气瓶电子监管的关键环节是为每一合格车用气瓶加贴电子身份证，即电子标签。汽车在正规气瓶改装厂进行改装后，车辆信息和气瓶生产信息将汇总至自治区质量技术监督局特种设备监察部门，工作人员通过现场勘验和网络比对，确定气瓶各项指标合格后加贴电子标签。采用该电子监管系统进行车辆加气充装时，系统自动对气瓶使用登记、报废年限、气瓶及车辆检验有效期等信息进行识别，由智能控制系统决定是否开启加气机的加气功能，一旦存在气瓶无使用登记证或达到报废年限、气瓶及车辆超过检验有效期等情况，该系统将自动禁止加气且无法通过人工干预强行加气，确保气瓶的合法、安全充装。同时，该系统还具备设定充装安全上限并自动切断、对气瓶检验有效期剩余不足30日的情况发出预警。
3 现场应用
车用气瓶监管系统在加气站应用过程中，分车瓶共管有源电子标签模式（图2）和车瓶共管无源电子标签模式（图3），其流程是：加气站进口处安装固定式阅读器或人工用手持式阅读器，自动阅读车辆气瓶信息，并把信息上传至加气站管理系统，管理系统根据上传来的气瓶信息进行识别，如果气瓶合法，进口阅读器语音播报该车车号，并给加气机下达加气指令，车辆就位后，加气员点击现场显示器上的车牌号信息或插入车主蓝天卡（农银行蓝天卡与车、瓶信息绑定，一车一卡，为下一步刷卡加气做准备），电磁阀自动打开，进行正常加气流程；如果气瓶无法识别，加气枪接收不到加气指令，阅读器语音也不播报该车车号，该车将不能加气。
因疆内各地电子管理系统开发使用的不一致性，用车瓶共管无源电子标签模式解决了地州市合格车辆无法在乌鲁木齐市正常加气的问题。
4 技术改造
4.1 技术难点
由于加气站的加气机型号多，对外通讯协议不一致，改造和规范加气机通讯接口成为技术难题，主要有：（1）不同频率的标签模式（分双频、单频）要在同一套接收系统中扫描识别。（2）加气站加气机投用多年，型号杂乱，主板需要进行升级改造，必须达到技术要求。（3）开发一套能对各类电子标签自动识别、关键数据核对查询，存在隐患提示，银联卡可刷卡消费等功能的管理系统。
图3 车瓶共管无源电子标签模式示意图
4.2 加气机主板升级改造
（1）加气机自动双面显示加气量、金额及单价并可随时查询累积量。内置时钟系统，可自行设置调整加气压力、气体密度及脉冲当量。具有非定量及定气量、定金额的预置加气功能。密度、单价、限充压力等参数的设置采用电子锁及密码双重保护。具有断电数据保护，数据延时显示功能，显示时间不小于15分钟；
（2）低、中、高压自动切换，保证对瓶组或储气井准确合理取气；
（3）加气机具有自动压力、温度补偿功能，并具备安全联锁功能。带紧急切断装置，能与站内设备进行自动安全联锁，加气压力达到国家规定压力值，自动停止加气。具备自动检测故障功能，显示故障代码，预留远程传输接口；
（4）加气机具有IC卡预留口，通讯接口及加气站电脑管理功能，可与计算机连接，保证与现有IC卡系统兼容，自动100%上传数据，并具有卡机联动功能；
（5）符合所开发的管理系统通讯协议及数据传输、存储格式。
4.3 站控端管理系统配置与安装
开发并配置站控管理系统一套，实现车辆进站自动扫描识别、自动下达加气指令、历史记录回查、实时记录数据交换、支持蓝天银行卡加气理管与结算等功能。
（1）加气站接入2M以上互联网固定光纤，配置通讯服务器一台；
（2）敷设从加气岛至营业室（中控室）的数据线路，使用专用485/422屏蔽4芯数据线（RVSP 2*2*0.75），建议按每枪两线（8芯）保留冗余备份线路；每8枪（含不足）配置串口集线器一台，每超出一枪按增加一台计算；
（3）敷设加气机到营业室中控机的数据线。在加气站进口安装固定阅读器，配套的电源线和上传营业室的数据线。
（4）配置站端管理设备一套（计算机一套、桌面读卡器一台、显示器一台、UPS电源、电池、机柜、相关网络设备、PSAM卡及员工卡等）
（5）配置电子标签读取设备一套（包括电子标签智能天线两台、兼容区质监局电子标签系统手持机两台，PSAM卡两张）；
5结论
应用车用气瓶电子监管系统对气瓶及车辆检验有效期等信息进行识别，确保气瓶的合法、安全充装。通过对原有的站控系统和加气设备进行相应的技术改造，实现 CNG气瓶安全充装全过程进行智能控制，保障加气站的安全经营，提高加气站的经营管理水平。
参考文献
[1]柯俊帆. 车用气瓶电子监管系统的研究与应用[J].科技与企业，2015.（11）：94
论文作者:周步荣
论文发表刊物:《防护工程》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/23
标签：气瓶论文; 车用论文; 系统论文; 电子标签论文; 车辆论文; 气机论文; 电子论文; 《防护工程》2018年第6期论文;