车辆论文范文

导语：如何才能写好一篇车辆论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：GPS，集群通信，车辆监控系统

1.概述

GPS车辆监控系统是利用GPS接收机、无线通信、地理信息技术对移动用户进行监控、调度、指挥的新型车辆管理系统。按照子功能划分，车辆监控系统由三部分组成：定位部分、通信部分、显示部分。其中，比较常用的通信方式为常规通信、集群通信、GSM的短信息业务三种。

基于常规通信的车辆监控系统，其设计、组网及使用相对简单，但其作用范围较小；GSM的短信息业务用于定位数据传输目前较为流行，其覆盖范围大，可以全国漫游，但是其时延问题是制约其发展的瓶颈，且其呼叫功能无法与集群系统相比；集群系统是专用的调度指挥系统，对某些特殊单位而言具有不可比拟的优势。本文就集群方式下GPS车辆监控系统的设计及信道利用等方面进行介绍。

2．集群系统

无线集群实际上就是多信道中继（转发）系统中自动共享若干个信道，并在此基础上集小群（组）为大群（组），加上诸多呼叫、故障处理等功能而形成的无线通信系统。

和常规通信方式相比，集群通信系统具有信道利用率高、服务质量好、通话阻塞率低、通话具有私密性、系统智能化程度高、具有交换功能、可与PABX或PSTN互连等优点。

集群通信系统的分类方法有多种，按照信令类型分有模拟信令、数字信令及混合信令系统；按照信令方式分有共路信令方式和随路信令方式；按照话音分有数字集群、模拟集群；按控制方式分有集中控制、分散控制等等。目前较为广泛使用的为集中控制方式的模拟集群系统，信令有MPT1327标准的，也有非公开标准的。基于MPT1327标准信令的系统，传输车辆定位数据可以在信令信道中进行；而非公开信令标准，车辆定位数据只能在话音信道中进行。相应地，对车辆的数字信息必须进行调制才能在话音信道中传输。

3．基于集群通信方式的GPS车辆监控系统

3．1系统组成

基于集群的GPS车辆监控系统如图1所示。其中，集群网为系统提供无线通信链路以进行话音和数据传输，数据传输可以利用话音的多种呼叫方法实现。

图1GPS车辆监控系统组成

监控中心以矢量化电子地图为背景，监控软件具有实时显示移动用户的所有信息以及信息查询功能。同时，监控中心兼有差分基准站的功能，为整个监控范围内的移动用户提供差分GPS修正信息，使车辆定位精度提高到10米以内。各移动用户设备由集群电台和GPS接收机及控制逻辑电路组成，控制电路不仅形成系统需要的逻辑时序，还具有数据处理功能，包括调制解调器。

3．2信道利用方式

在集中控制方式的集群系统中，各个信道的管理在一个控制信道上实现。移动用户守候在控制信道上，发起呼叫或接收呼叫均在该信道上进行。一旦申请到信道，则主呼方和被呼方在申请到的信道上完成话音联络，之后转换到控制信道上守候。

利用话音信道传输车辆定位数据，每传输一次定位信息，电台都需要申请一次信道，而申请时间不传输任何数据，时间利用率较低；且申请不到空闲信道时，该车辆的信息就会丢失。所以传输数据的用户应该设置优先级，以保证数据的可靠传输。

3．3呼叫方式

在集群通信系统中，用户的呼叫方式有：单呼、组呼、群呼、私密呼叫等。基于GPS的车辆监控系统，为提高系统定位精度采用差分方式，差分信息由监控中心以组呼的方式下发，分配在同一组内的用户均可接收。

为使各移动用户的数据都能够实时采集，采用时分多址（TDMA）的方法，即各车辆按照图2所示的时序依次发起呼叫。其中两相邻用户之间的时间间隔包括数据发送时间和保护时间（防止数据相互影响）。一个采样周期内可容纳的用户数为，其中，为采样周期。

为了避免监控中心对某用户的话音调度影响其它用户的数据传输，话音呼叫和数据呼叫分别在不同的组进行。移动用户传输数据时工作在数据组，利用专用信道完成。当监控中心需要对某用户进行话音呼叫时，首先发送一个切换命令将该用户的组号设置为话音组，而后再进行话音呼叫。在规定的时限内完成通话，由用户自动切换到数据组再传输数据。

在监控中心，话音呼叫和数据呼叫分别利用不同的无线集群电成。

3．4同步方式

在GPS车辆监控系统中，通常采用异步的数据传输，接收端和发送端不需要同步。但是，各移动用户的数据采集为时分多址方式，相互之间的时序关系不能混叠，也就是说，移动用户之间必须同步。

各移动用户的同步方式有两种：①利用GPS接收机的秒脉冲进行同步；②利用监控中心发送广播同步码进行同步。秒脉冲和同步码均提供给各移动用户统一的时间起点，不同车辆的发送时隙由不同的延迟来产生。利用监控中心发送同步码，可以在一个采样周期内发送1个同步码，也可以周期性地发送多个同步码。

3．5数据传输格式

监控系统中的数据传输分上行和下行两部分。上行数据主要为被监控车辆的实时位置、速度、时间、状态（包括报警、故障等）；下行数据主要为GPS差分修正信息，采用RTCM－104格式的通用电文，如果是监控中心同步的方式，还包括广播同步码。

A．上行数据格式

数据报头用户地址纬度经度速度时间车辆状态

B．下行数据格式

数据报头广播同步码RTCM电文调度命令用户地址

上行和下行的数据报头不同，用于对上、下行数据的解码。用户地址指是各监控车辆的识别号码，调度命令为监控中心对相应地址车辆的操作，如紧急救援、去某地运输、关闭汽车引擎等，广播同步码在利用秒脉冲同步的系统中不用。车辆状态由驾驶员根据实际情况输入，如遇劫报警、车辆故障等。

4．结束语

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随着社会发展速度的不断加快，行政机关的工作量和任务也日渐增多，从而增加了机关车辆的使用，引发了一系列的问题，主要表现在：①车辆配备不合理，使用量激增。②机关车辆并没有根据任务的轻重来安排，造成车辆利用率低下。③季节性变化较大，缺乏足够的沟通，调度难度较大。④司机聘用标准与待遇等不一致。机关车辆的问题除了“硬件”方面之外，“软件”方面同样也存在着问题，“软件”指的就是对机关车辆的管理工作。由于管理工作做得不够好，造成了车辆的使用和管理存在着明显的矛盾。

二、机关车辆管理工作目前存在的问题

1.缺乏健全的车辆管理制度。

随着行政机关的任务和工作量越来越多，公务用车的数量也在不断增多，但在对车辆的实际管理过程当中并没有考虑到实际的情况，仍然是使用旧的管理制度，不符合新形势的要求。正是因为没有健全的车辆管理制度，导致车辆管理方式陈旧且单一。同时，在车辆运转方面也没有一个统一的标准，让车辆管理非常的混乱，对车辆的综合利用率造成了严重的影响。

2.车辆管理人员的管理水平不高。

在目前，机关车辆管理工作的主要问题之一就是机关车辆管理人员的管理水平不高。在机关车辆管理的过程当中，不仅要登记好使用的车辆，包括地点、出行任务以及行程等等，手续相对比较繁琐，但在管理人员的工作过程当中，很多人的工作积极程度并不高，管理方式相对落后，疏漏情况时有发生。同时，一些机关车辆管理人员并没有及时核对驾驶员提供的加油记录与加油站提供的记录，浪费现象严重。

3.车辆管理人员的服务意识不强。

车辆管理属于机关单位的后勤管理部门，工作人员大多数属于编制人员，但待遇跟其他编制人员存在着一定的差距。这就对车辆管理人员的工作态度造成了影响，随意性非常强。同时，由于受到社会上不良风气的影响，一些机关车辆管理人员的思想态度并不端正，缺乏应有的服务意识。另外，一些管理人员在安排车辆的时候并没有对任务的轻重进行考虑，而是只是根据谁的权力大谁优先的原则，对车辆的综合利用率造成了严重的影响。

4.驾驶员管理存在问题。

在机关车辆的管理工作当中，驾驶员对于维修和包养车辆方面的积极性不强，很少及时地对车辆进行检查和包养，增加了车辆出现故障的几率，严重的话还会发生安全事故，严重影响了车辆的正常使用。另外，在维修车辆的过程当中，由于缺乏健全的审批和查验程序，导致车辆维修成本偏高，让车辆管理的成本增加。

三、如何增强机关车辆管理工作

1.提高机关车辆管理的认识。

机关车辆管理工作是为机关中心工作服务和保障的重要方面；机关车辆的管理水平也能够有效地让机关自身的管理水平得到体现；机关单位的车辆管理制度能够有效地促进机关单位的管理水平，提高机关的形象。机关车辆管理的科学性和合理性直接决定了机关单位的形象和日常工作，必须要记录好机关车辆的洗车费、油费以及维修费等等，然后机关车辆管理中心在财务部分做好成本预算的工作，并登记好每辆车的洗车费、油费以及维修费。车辆管理中心也应该对车辆的使用情况进行定期的核对工作，确定无误后再反馈给相关部门。要根据实际情况建立科学的制度，如车辆保养维修制度和车辆管理相关责任分配制度等等。在制定好制度之后，必须要严格的执行，让机关车辆管理的意识得到有效的提高，做好机关车辆的管理工作。

2.建立规章制度。

要想提高机关车辆的综合利用率，就必须要建立相应的车辆管理制度。机关车辆的使用要严格按照相关部门的统一管理，区别开个人用车和部门用车，遵循先领导、后科室，先急后缓的原则。在正常工作期间，由办公室安排车辆的调配工作，要想使用车辆就需要提前一天向办公室申请。在经过配车局的签字之后，再由办公室统一调配车辆。不仅要对车辆的使用管理制度进行加强，还要对道路安全行驶的要求进行深入的贯彻和落实，如果没有特殊情况的话，都统一由办公室来对各个部门的车辆进行调配。必须要制定相关的制度才能够让机关车辆的管理变得科学。在健全车辆管理制度之后，要对机关车辆编制审批的管理强度进行加强，严格规定好机关车辆的调配和编制，严格按照人员的安排来配车，服从办公室的调配。对于机关车辆的购置、加油、维修以及保险等方面也要积极的引进好的管理机制。在日常的管理工作当中，必须要严格的按照相关的规章制度来使用机关车辆，使相关规章制度的有效实行得到保证。

3.科学且合理的调配机关车辆。

随着社会的不断发展，机关单位对于车辆的需求量也日渐增长，因此，必须要科学且合理地对车辆的行程进行安排。要做好合理调配车辆，就必须要把握好细节。机关单位的相关部门在安排每天的日常车辆时，必须要具有细节性和远见性。对于提前一天提出出车要求的，要对出车的任务和目的地进行全面的了解，对车辆进行统一的安排。在出车的地点和方向相同的情况下，为了有效增加车辆的综合利用率，可以让单位工作人员乘坐同一辆车。在对车辆进行安排时，也要对任务的轻重程度进行考虑，对于一些较为紧要的事情，要优先安排车辆；根据出车时间要求的不同合理调配不同性能的车辆。为了让出车任务能够及时完成，必须要科学合理的调配车辆，提高车辆的灵活性。对于一些突发的紧急事件，要制定要相关的规定，根据实际情况对车辆进行调配，这样才能够最大程度的降低对紧急事件处理不当的不良后果。必须要让车辆的状态得到保持，才能够在紧急的时候做到随传随到。除了让每天值班的车辆得到保证之外，必须要对空闲车辆的信息和特点进行随时的掌握，这样才能够做到快速、及时、安全出车，随时应对突发状况。

4.提高驾驶员素养。

素质高且具有责任意识的驾驶员队伍是机关车辆管理工作的核心，驾驶员在机关车辆管理工作的重要性非常高。驾驶工作看上去并不是很难，但在事业机关单位当中，由于经常会有紧急突发事件，常常会在道路崎岖、天气恶劣等环境下驾驶，因此驾驶员必须具有很强的事业心和责任心。为了能够顺利完成驾驶任务，驾驶员必须要在驾驶的过程当中集中精力，克服种种困难，这对驾驶员的自身身体素质还是事业心都是一个重大的考验。驾驶员必须要在车辆行驶的安全得到保证的前提下，尽量节约驾驶的时间，让相关部门人员的任务能够及时完成。驾驶员除了驾驶技术要过关之外，还需要具有一定的政治觉悟和技术素质。在遇到突发事件的时候，能够有效的协助工作人员。驾驶员必须要有很高的安全意识，这样才能够让机关车辆行驶的安全性和可靠性得到保证。

5.对机关车辆进行保养。

在当前，不仅使用机关车辆的情况变得越来越多，情况也变得越来越复杂。因此，对于机关车辆的维修保养工作非常有必要，这样在面对突发紧急时间的时候才能够做到游刃有余。为了保证车辆的正常运行，必须要制定好机关车辆的维修和保养制度，定期检查车辆状况，如果存在问题的话要及时进行维修，对车辆的情况进行准确的掌握。只有准确无误的掌握好车辆的基础情况，对车型、使用性能以及定期保养等进行充分了解，才能够让车辆的调配工作正常进行，具体表现在办公室对车的调度以及驾驶员对车辆的全局把握等等。要保证机关车辆调配的准确性以及车辆运行的流畅性，就必须要让车辆的不利因素全部消除。对于车辆出行的天气变化以及出行的实时路线等等，都要积极与机关单位的相应部门进行沟通和联系。要对用车情况进行实时的掌握，让车辆的程序性问题和使用问题得到及时解决，遇到突发状况时要及时做好补救措施，让用车任务的顺利进行得到有效保证。对于机关车辆的保养制度和维修制度，必须要严格贯彻落实，对车辆的运行质量和安全性进行进一步加强，全面维护保养机关车辆的车身和零部件，对车辆各个部分的实际情况进行及时有效的了解，让车辆突发事故的发生概率大大降低。为了能够对机关车辆的管理工作进行有序的安排和调配，要对车辆管理制度进行不断的改善，将不同阶段、不同时期、不同状况以及不同需求的车辆调配，对现有的方案进行创新。驾驶员也要定期的检查自己驾驶的车辆，及时保养和维修车辆，让车辆的安全性得到保证。驾驶员也需要学习一些比较基础的汽车维修知识，在遇到一些小故障时能够自己及时动手解决，让部门的任务能够按时完成。

四、结言

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在我国石化企业规模扩大的环境下，要实现与国际的接轨，车辆管理是重要的运输工具之一，要改变当前大多数企业都还沿袭传统的手工、纸质记录和人工操作的现状，将现代化自动技术引入到企业的车辆管理当中来，计算机的触角已经延伸到社会各个领域，成为人们交流、学习和工作的强有力的武器。在石化的各个企业中，车辆要正常运营，就必然产生与车辆相关的驾驶员信息、车辆信息及出入库信息，这些信息的相关录入可以运用计算机进行存储和登陆，简单的公文管理已经延伸到信息资源的采编和整理，更增加了计算机的自动检索功能应用，这种信息化手段的先进性和科学性，使企业的车辆管理系统化管理成为可能，提高车辆管理的自身水平，已是解决当代企业车辆管理中的瓶颈所需。

2车辆信息化管理系统的流程

在车辆信息化管理系统中，其流程主要包括：车辆购车及使用档案基本流程、车辆维修档案基本流程、车辆评估档案基本流程。购车及使用档案是基础流程，它进行对输入和存储的基本信息，并根据需要对车辆基本信息进行更改、维护和清除记录。同时，对车辆的使用状态进行自动工作流的“待命”、“锁定”、“执勤”、“回场”的标识；车辆维修档案是指在车辆维修的维修站中使用数据库系统，进行车辆的小修、中修、大修和总成大修，实行一、二、三级保养，将维修站和总部数据库进行链接，进行同步的、链接式的系统操作；车辆评估档案是指为了提升车辆运营水平，要对车辆进行有效评估，评估过程就必然要以档案参数信息为标准，对车辆的使用强度、日常维护保养水平及市场车辆供求状况进行综合性的影响因素评估，从而在最后评分中得出车辆的适宜等级。在车辆信息化管理系统中，要对用户进行权限设定，普通的用户只能进入用车申请、维护申请和个人用车记录查询；普通的车辆管理员也只能对本部门的车辆信息进行管理，拥有本部门车辆管理的所有权限；而特殊的车辆管理员则是整个系统的，它对整体车辆管理进行系统后台控制。

3车辆信息化管理系统设计

在信息化技术手段之下，车辆信息化管理要采用先进的B/S结构，在Web的应用平台上，用户使用最终端的浏览器界面进行操作，这就形成了三层的系统结构，用户通过浏览器终端、结合HTTP的传输协议，对Web服务器的数据库系统进行访问，实现了自动化管理功能。在企业的车辆管理系统设计中，实现了功能模块设计方式，系统管理员是后台的全责系统维护人员，一般的用户无权进行登陆操作，管理员在验明身份的前提下，实现对企业车辆管理各模块的系统管理。其中，包括：车辆信息管理、车辆调度使用及违章管理、车辆故障及维护管理模块、车材的信息管理模块、驾驶员管理模块、政策标准管理模块、信息和报表生成模块、系统权限管理模块。

（1）车辆信息管理模块。

主要是进行基本车辆信息的录入、异动和变更的查询，以及车辆在使用期限到期的报废录入及查询功能。它可以分解成3个子模块，即：车辆台账、维护保养和报废，第（1）个子模块主要依据车辆的寿命周期内的各参数信息，实施台账管理，系统对录入的基本信息进行数字化存储，进行归类划分，并在车辆输出使用之前，将车辆的各参数信息、所处状态等情况进行反馈，以供车辆输出参考；第（2）个子模块是根据车辆的使用和输出状况，进行车辆维护保养计划的制定；第（3）个子模块是产生该车辆的报废期限预报功能，以备管理层合理调配。

（2）车辆调度使用及违章管理模块。

首先，要实现车辆的网上申请使用功能，系统设置了网上申请路线，以供使用申请之用，这样，可以大大节省信息传递时间，提高使用效率；其次，进行“网上审批”功能，企业管理者在对网上用车申请的分层审核下，实行授权制的逐级审批，这样，不仅提高了人为违规漏洞，而且加强了用车安全性和保密性；再次，实现车辆的调配和派遣。车辆经“网上审批”后，还要根据车辆类型、行驶路线和搭乘人数，进行合理调配、优化派遣。最后，还要进行车辆的违章管理录入，主要是车辆违章信息和车辆事故信息查询的录入，进行动态、实时的补充和添加，管理员要在纷繁复杂的车辆信息中及时更新违章信息，以确保违章信息的准确性和全面性，避免出现遗漏的现象。

（3）车辆故障及维护管理模块。

该模块要建立车辆常规保障和保养信息的数据库，根据车辆使用强度，进行电子化的网上维修申请，经过逐级审批之后，要进行车辆的维修消耗记录及故障处理信息，确定故障维修类别，完善故障过程管理。

（4）车材的信息管理模块。

为了避免车辆使用过程中的无谓的材料浪费，减少车材积压，占用企业的资金，该系统模块针对性地对不同各类、不同类型和车辆消耗材料进行分类，建立基本车材的信息台账；在根据车辆使用的实际运营状况，合理地进行分析，为车材采购的资金周转与库存量之间的关联提供依据。

（5）驾驶员基本信息模块。

主要是针对车辆驾驶员的姓名、性别、年龄以及驾驶证号等基本信息，可以进行独立化的、动态的添加、更改和删改功能；

（6）政策标准管理模块。

企业在车辆管理制度的制订过程中，必然会产生与车辆密切相关的规范化文件等，要运用电子化的搜索与查询手段，进行规范化的、标准化的操作，用法制化的形式完善车辆信息管理体系。

（7）信息和报表生成模块。

这一模块主要是企业向下属相关部门进行车辆信息的权威，同时，在企业电子系统内部，形成车辆报表模块。

（8）系统权限管理模块。

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关键词全球定位系统;地理信息系统；全球移动通信系统；地图匹配

1前言

建设较完善的智能交通系统(ITS)是当下人们研究的重点。车辆导航与监控系统是ITS的重要组成部分，它借助于电子地图为驾驶员实时提供车辆位置、速度、方向以及周围地理环境等信息，以指导驾驶员快速、安全、准确的到达目的地。本人及小组成员根据项目要求，设计并实现了基于GPS/GIS以及借助于计算机网络和现有的GSM网通信平台的车辆导航与监控系统。从而实现了在GSM网覆盖范围内车辆的定位导航监控及管理。

2系统总体设计

2.1设计思路及结构划分

系统的设计首先从车辆的定位着眼，进而完成对其进行监控导航等功能，因此需要结合当前应用广泛的GPS、GIS、GSM及计算机通信等方面的技术。在具体运行中设置在车辆上的终端部件将从GPS接收坐标数据，并结合速度等信息通过GSM系统以SMS方式发送到控制中心，控制中心则要结合其后台的GIS系统以图像方式表现在屏幕上，同时又要根据需要对车辆通过GSM系统以SMS方式发送控制指令。另外为了方便用户查询用户基本信息、交通信息、车辆行驶信息等，控制中心还要实时向WEBGIS服务器传送相关信息。由此，我们对该系统的设计主要分为了车载单元和监控中心两大部分。

2.2控制中心端设计

控制中心端是我们整个系统的核心部分，它既要接收来自移动端的GPS信息并结合数据库以图形方式反映在GIS平台上，同时又要根据监控信息给车辆以相应的信息反馈，以提供车辆的导航。其功能结构如图1。

（1）数据库设计。系统对数据的要求包括地理空间数据和非空间数据，非空间数据又包括基本的属性数据和GPS数据，因此建立了三个数据库分别是地理空间数据库、属性数据库和GPS消息数据库。其中地理空间数据库主要存储GIS方面的空间图形数据，此处以成都市电子交通地图为主要部分，包括道路交通网图形要素的空间位置、几何特征和拓扑关系以及其它一些附属地物，如机关单位、绿地广场、商店超市等。属性数据库主要包括车辆基本信息、用户信息、服务信息等。GPS消息数据库主要针对车辆位置信息的管理，以方便车辆导航及路径回放等。后两者均为结构化数据，采用一般的关系数据库以表、视图方式即可很好的表示。

（2）GPS分析管理模块。此模块主要从车辆的定位、跟踪方面进行处理，对被监控车辆接收移动端发来的位置、速度等信息以图形方式显示在地图上，并以文本方式做详细记录；依据记录的数据在需要时进行回放，回放功能的设计上包括开始、暂停、继续、结束四个状态。另外还包括基本的车辆信息查询处理功能，如车辆信息查询、驾驶员信息查询、车辆监控查询、车辆调度等。

（3）GIS分析管理模块。此模块主要在MapObject基础上集成二次开发，实现GIS的基本功能，如地图放大、缩小、漫游、查询、距离测量等。另外根据项目需要实现了路段及区域范围内车辆密度分析功能。

2.3移动端设计

移动端也就是我们的车载端系统，它包括GPS接收模块、DR传感器（DeadReckoning）、车载导航计算机、通信控制器及设备等组成，其结构如图2。

GPS接收机主要用于接收卫星信号，并解算出定位信息；DR传感器用于航位推算，它是为了解决GPS无法定位而导致导航软件无法工作的问题而特意在我们的系统中引入的；车载导航计算机用于数据采集和处理；通信控制器用于向GSM短信中心发送车辆位置等数据，并接收控制中心通过GSM网发来的监控指令等数据。其工作原理为：当GPS接收模块或DR传感器取得数据后，通过通信控制器把数据以短信息的形式传到GSM短信中心，再通过局域网或广域网把数据传到监控中心，车载终端系统以中断方式完成来自GPS模块和DR传感器的数据的接收，在硬件主程序中循环采集信号和控制其它设备。3系统关键技术与实现

3.1通信

车载设备与监控中心的通信方式采用GSM短信业务方式完成。发送端将数据加上目的地址按照通讯机协议进行编码发送给短消息服务中心，之后再由短消息服务中心发送给监控中心。监控中心收到信息后同样以相应的通讯协议进行解码后分解为可识别的车辆经纬度、状态等信息。他们之间是以RS232全双工串口来通信的，可以同时接受和发送数据。在此我们利用VC＋＋6.0下的CserialPortEx串口通行类来实现串口通信。CserialPortEx声明如下

classCSerialPortEx

{

public:

BOOLInitPort(CWnd*pPortOwner，UINTportnr=1，UINTbaud=19200，charparity=''''N''''，UINTdatabits=8，UINTstopsbits=1，DWORDdwCommEvents=EV_RXCHAR|EV_CTS，UINTnBufferSize=512)；

}

串口的配置对话框如图3。

3.2地图匹配

由于当前使用的GPS定位精度为数十米，且美国军方为限制其它国家将GPS系统用于军事领域，通过选择可用性(SA)技术，人为地在卫星信号中加入噪声干扰。另外由于城市地物特征复杂，在高密集的建筑物、隧道、立交桥等处行驶时又会受其反射和遮蔽影响，使得在某些区域内无法接收GPS信号而出现定位盲区。因此在GPS定位与航位推算的基础上要将定位点与地图道路进行匹配，这样才能真正实现车辆在地图上的实时定位。

地图匹配是通过车辆的GPS航迹与GIS地图数据库中的矢量化路段对象进行匹配，寻找车辆当前行使的实际道路，再将此定位点投影到道路上。根据车辆行驶的情况和地图匹配的需要，将匹配定位分成了3种不同状态，即道路搜索、直线行驶、转弯。针对每种状态的特点和定位要求，采取了不同的处理方法。

（1）道路搜索。当车辆启动时，道路匹配可能不正确，所以应先对起始时刻进行道路匹配，以便建立正确的投影点，这就需要先进行道路搜索。在进行道路搜索时我们将道路连通性作为考虑要素，如图4所示：p0是前一时刻匹配的位置点，p1是当前时刻的GPS定位点，L1、L2、L3是待搜索的范围内的三条道路。虚线箭头是p0时刻车辆行使方向。根据前一时刻匹配结果认为车辆在道路L1上，由于道路L1与L2是连通的，所以车辆不可能直接进入L3，只可能是在L1和L2中进行搜索。

（2）直线行驶。在没有接近道路交叉点时，可以一直认为车辆是在此道路上行驶，可将定位点全部投影在此路段上，如图5。

（3）转弯。当接近交叉点时进行转弯处理。此时可认为是新一次的道路搜索，采用道路搜索的算法处理即可。

4结束语

基于GPS/GIS/GSP车辆实时监控导航管理系统涉及GPS技术、通信技术、地理信息学、数据库、软件工程等多个技术领域，系统较为复杂，本文从系统的整体结构、原理、功能、关键技术算法等方面对车辆导航监控系统做了一定分析研究。具体论述应对车辆定位、导航、监控等领域具有实用价值。

参考文献

1谭国真，赵亦林.车辆定位与导航系统[M]北京：电子工业出版社，1999.

2刘光.地理信息系统二次开发教程（组件篇）[M].北京：清华大学出版社，2003.

3吴信才.地理信息系统的设计与实现[M]北京：电子下业出版社，2002.

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系统中心模块：系统中心模块主要分为3个部分：MCU最小系统、蓝牙模块、SIM908模块。系统中心模块框图如图2所示：

1.1STC15FK60S2处理器在系统中心模块中，STC15F60S2处理器起着很重要的作用，STC15F60S2是STC公司生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/高可靠/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，其性能远高于传统的8051，其最高运行频率可达到35MHZ，接口资源丰富。选择STC15FK60S2处理器，通过串行接口USART0与蓝牙模块进行数据通信，构建系统中心模块与智能手机AndriodApp进行数据交互功能。同样通过串行接口USART1与SIM908模块进行数据通信，完成数据的接受和发送。其具体完成的功能为：负责接受SIM908模块接收到的GPS数据进行解析和处理并进一步地将这些处理好的数据通过SIM908模块的GSM网络发送到远程中心服务器；负责将蓝牙模块接收到的数据保存到MCU的EEPROM，并读取MCU保存EEPROM的数据信息发送到智能手机中，起到存储、中转、数据处理等功能。

1.2SIM908模块SIM908是一款包含了GPS导航技术的四频GSM/GPRS模块的芯片。细小紧凑的模块尺度将GPRS和GPS整合在一个单独的SMT封装中，为客户实现内嵌GPS和GPRS的应用节省了大量的费用和开发时间。因此通过SIM908模块的GPS来获取运输车辆的经纬度等信息，并利用它集成的GSM功能将这些信息传输到远程中心服务器；所以有GPS和GSM信号覆盖的任何地方无论何时都能实现不同资源的无缝追踪和共享。SIM908模块与远程中心服务器通信是通过处理器STC15F2K60S2单片机应用底层软件进行相关串口编程，其中就涉及重要的AT指令，在建立TCP/IP连接前，建议先依次执行多条AT指令。比如AT+CSTT=“cmnet”设置前，请先确GPRS网络已经附着，否则会返回error提示；AT+CIICR激活移动场景这里需要说明一下，模块开机后会自动附着GPRS网络，只要SIM卡有GPRS业务，真正应用必需要激活移动场景（PPP拨号过程中得PDP上下文激活），获得本地IP才可以应用数据业务；AT+CIPSTART建立TCP（UDP）/IP连接；因为SIM908模块的串口电平不能直接连接5V的单片机STC15F2K60S2，因此必须通过三极管或者电平转换芯片进行兼容才能进行串口通信，如SIM908模块与MCU串口连接图3所示：

1.3蓝牙模块蓝牙模块由BRF6100、DSP、液晶、音频AD/DA、Flash组成，其中主要核心控制单元是DSP；音频（AD）的作用是将采集的模拟语音信号转化成数字语音信号，音频（DA）将数字语音信号转换成模拟语音信号，输出到音箱或者耳机。音频DA和AD的后端和前端都会放大或滤波电路，一般而言，音频DA和AD集成在一块芯片上，本系统使用的是TI公司的TLV320AIC10，采样设置的频率为8kHz，键盘的作用是控制和输入，液晶显示器的作用是显示各种信息；DSP所需要的程序是用Flash进行保存的，供DSP在上电时进行调用；DSP的仿真接口是JTAG，HPI口是DSP来提供，计算机连接到该接口，可以下载计算机服务器中的文件并由DA来进行播放，同时也能将数字语音信号传送到计算机中进行保存和处理。ARM主要用来控制设备，DSP用来对数据进行处理；模块DSP中采用的是OMAP5910，嵌入式DSP是由TI公司的DSP提供的，具有两个处理器的结构，片内集成了DSP和ARM处理器。OMAP5910中的DSP是基于TMS320C55X核的处理器，提供一两个成累加单元，一个16位的算术逻辑单元和一个40位的算术逻辑单元，DSP采用的是双ALU结构，大部分指令可以同时运行，其功耗更低，并且工作频率达到了150MHz。ARM和DSP可以相互协同工作，通过片中的MMU控制，内存和设备可以得到共享，OMAP5910可以用在图像处理、视频、和移动通信，图像加速器、数据处理和音频处理、图形。系统中使用的OMAP5910，目前是用于个人移动通信。ARM在OMAP5910中是基于ARM9核的TI925T处理器，包括一个协处理器，指令的长度是32位或16位。一般而言多字节参数数据最右边的字节是最先传送的，各数据的分组是通过Endian格式进行传输。HCI的传输层中可以传送四种分组：ACL、SCO数据、event以及数据命令（command）。各分组的区别是分组指示符（PacketIndicator）。ROK101008模块中的HCI传输层的事件分组格式、命令、与蓝牙标准所描述的是完全一致的。值得注意的是：HCIACL数据分组里传输的数据格式必须是L2CAP，例如ACL数据分组020120050002000000CC：表示HCIACL数据分组的是HCI分组符；当前所用到连接的句柄是“01”；PB、BC标志以和句柄高位为“20”；HCI数据长度即真实长度为0005用“0500”来表示；L2CAP报头是“01000000”，我们实际所传输的数据（数据长度和信道ID）是“AA”。ACL数据传输过程是由完整的主、从单片机通过蓝牙模块进行的。建立逻辑连接是在传送数据之前，先发出HCI命令的是主、从机，等主、从的蓝牙模块准备好了以后，发起查询的是主机模块，响应的是从机模块，通过它们就能建立一个用于异步数据传输的逻辑链路。相应的命令状态事件的返回是每条命令正确执行后都有的。MCU单片机发出命令后，判断该命令是否完成是在通过接收返回事件的基础上进行的。首先主机发出HCIInquiry查询命令，会收到该模组的响应从机数事件包、从机模块的地址号包以及命令状态事件包。蓝牙设备地址被读取后，两机开始相互建立连接。该模块的底层传输协议完成从机蓝牙模块中的地址号响应，这个响应是不需要单片机的参与来完成的。主机发出建立HCICreateConnection连接命令之后将收到从模块发来的ConnectionComplete连接完成事件包和本模块返回的命令状态事件包。从模块也会收到主模块发来的ConnectionComplete连接完成事件。主从机之间可以按前述数据包格式发送数据，因为此时主、从之间已成功建立了一条ACL传输链路。

2远程中心监控程序设计

主要利用2003开发软件编写远程中心监控程序。首先开放服务端口允许客户端访问该端口，接着使用相应的通信协议与客户端进行远程通信。远程中心监控程序主要进行系统中心模块的设置，数据接收，命令发送和历史数据查询等。其程序结构如图4所示。监控程序通过发送命令获取运输车辆出站时间、到站时间、车牌号、运输轨迹等信息，并将这些信息及时存储到数据库。

3结语

篇6

系统采用B/S的软件体系结构，系统后台程序开发采用目前非常流行的MVC（ModelViewController）设计框架，使用MVC的目的是将Model和View的实现代码分离，从而使同一个程序可以使用不同的表现形式，每个层次各司其职，不相互交叉大大的降低代码的耦合程度以及降低开发难度。采用先进的基于面向对象的SSH架构体系设计，java语言开发。

二、功能设计

1)车辆资源管理。

车辆资源信息管理：包括车牌号、隶属车队、吨位、司机、车辆空忙状态等。车辆查询，查询车队隶属车队，以及某车队的所有在册车辆信息等。

2)调度派车管理。

下发派车计划功能，操作员根据运输任务，向符合条件的车队下发派车计划，派车计划中包含运输任务、派车时间、预计到达时间、装卸货地、派车车牌号以及车队延时派车时长预警值。派车计划查询功能，查询已下发的派车计划状态，分为车队未提交派车信息状态，车队已提交派车信息且正在执行状态，派车计划已执行完成状态。派车延时报警功能，当车队超过预警值还未提交派车信息，系统自动报警，并同过短信平台以短信的形式通知相关负责人和车队。车辆到达延时报警功能，车队提交完派车信息后，若果所派车辆在指定时间内未到达指定地点，系统自动报警，短信平台通过短信方式通知相关负责人等。

3)运输任务管理。

可查询系统下发的所有运输任务的状态，分为未下发派车计划的运输任务，已下发派车计划且正在执行中的运输任务和已完成的运输任务。通过系统可对不同状态下的运输任务进行统计，并生成报表进行打印。4)RFID车辆管理。RFID是整个系统的基础核心，是为车辆运输管理系统提供最基本的底层数据汇聚层，整个系统以RFID的电子标签作为移动数据流，通过RFID的读写器来实时采集电子标签ID状态，提供给服务器中的数据库，并实时记录下这种状态的变化及包含的信息。这种信息的变化，本质上是获取物的变化，信息及状态，这是物联网最基本的应用之一。在厂区主要节点安装远距离读卡器，读卡器通讯接口采用TCP/IP方式，利用厂区企业网络实现与中心管理平台的数据互通；首先利用厂区的重点监控的区域节点上读卡器。如，门禁、磅房、计量节点。同时给进入厂区的车辆分发安装一张电子标签。当车辆进入厂区以后，只要通过或者接近放置在厂区内的任何一个读卡器，读卡器马上就会感应到并将对应的电子标签编号、读卡器自己的编号以及时间上传至监控中心的计算机，计算机马上就可以根据具体信息判断出特定车辆的当前状态，整个厂区和特定区域的统计信息以及触发事件，同时把这些信息显示在电脑显示屏幕上并备份至数据库。

三、结语

篇7

近年来，随着我国城市人口的膨胀、国民经济的发展和环保节能理念的推进，轨道交通升温已成为不争的事实。轨道车辆按照其供给电压有DC750V、DC1500V、AC25000V等等。在电力电子技术和微电子技术的强力支持下，交流传动系统以其固有的优越性，在轨道牵引领域、尤其是在地铁等原来由直流电网供电的电动车组中的应用得到迅猛发展。本文以阿尔斯通公司的车辆为例，介绍用于地铁、轻轨等的DC1500V供电的中压牵引变频器。

2系统构成

阿尔斯通ONIXTM驱动系统是一种标准化的驱动产品，主要包括ONIXTMIGBT变频器、AGATE控制电子装置和ONIXTM牵引电动机。如运行于上海明珠线的是阿尔斯通MetropolisTM列车。列车采用4动2拖编组方式，每辆动车装备一套牵引变频器。包括ONIXTM1500逆变器模块、ONIXTM交流电机和AGATE控制电子装置。系统结构如图1所示。

高压供电开关(HVSS):

三档位置:位置P—牵引变频器由接触网供电;

位置E—牵引变频器完全接地;

位置W—辅助变流器由车间电源供电。

高速断路器(HSCB):故障情况下，将牵引变频器与供电电源快速隔离。断开速度约15ms。断开可以由控制回路控制或当电流超过设定值时自动跳闸。当AGATEControl检测到HSCB断开时，它将断开LC和CCC，并且触发撬棒回路使滤波器放电。

进线电抗器(LFL):与充电电容器组成一个低通滤波器，减少电流谐波，减小供电电压波动对变频器的影响。

电容充电接触器(CCC):对滤波电容软充电，防止大电流冲击;当滤波电压达到950V时，LC闭合，CCC断开。

电容充电电阻(CCZ):对滤波电容软充电，防止大电流冲击;当HVSS置于接地位置时，用于对电容器放电。

进线接触器(LC):对滤波电容软充电，防止大电流冲击;当滤波电压达到950V时，LC闭合;当牵引变频器故障时断开。

硬撬棒回路晶闸管(TH1):对电容器快速放电;瞬间过压时对IGBT和滤波电容提供保护;当滤波电压超过2500V时，导通保护。

高频滤波电容(HFK):减少高频电磁干扰;为高频交流电流提供一个低阻抗回路。

2.1ONIXTM牵引变频器的优点

较高的开关频率。使交流波形平滑，降低谐波电流，减少体积及重量;更好的电机波形;降低电机损耗;更易于与信号系统兼容。

简化了功率电路。减少了器件数量，降低了成本;增加了可靠性;易于维护。

简化了驱动电路，易于控制。

无需吸收回路。

易于安装在散热器上。IGBT器件包含内部绝缘介质;散热器直接接地，对冷却空气无过滤要求;每一个IGBT器件直接安装于散热器上;器件易于替换，无需特殊工具和方法。

节约能量。ONIX牵引所产生的近乎完美的正弦波电流输出减少了电机热量，通过改进的叠片封装提供了优良的磁性能，降低了涡流损耗。

2.2驱动控制装置—AGATEControl

AGATEControl是一种先进的电子控制装置，专门用于控制四象限变流器及电压源变频器。大规模集成电路和双32位微处理器的使用使ALSTOM牵引变频器在可靠性及性能方面获得改进。处理器提供信号处理、快速计算和功率监视功能。其中，Inteli960CA微处理器用于总体监控，TexasIMS320C31信号处理器用于快速计算和精确的功率控制。如图2所示。

主要控制功能:异步电机的实施牵引及制动控制，采用了专利的矢量控制算法;先进的防空转、防滑行控制;用于电力电子控制的信号监测。

通讯功能:通过与Windows相兼容软件实现友好的用户界面;通过用于增强监视能力的各种网络与所有的AGATE产品通讯;在同功率车辆之间或不同功率车辆之间进行通讯。

维护功能:用于诊断和参数设置的人机界面;高等级的自测能力;使用微机与之通讯，下载事件及错误记录及以前的维护数据。

2.3牵引系统控制策略

由电压源变频器供电电机运行在脉宽调制模式(PWM)，PWM使它可能施加一个平衡的三相电压给电机，其幅值和频率可调。如图3所示。

使用专利技术的矢量控制策略，输出力矩常接近力矩指令，且改进了低速运行性能。速度在10公里/小时以上力矩精度为±5%。在10公里/小时以下力矩精度为±10%。这些精度是假设所有相互之间轮径差在1%(即8mm)以内。

带有电机电流最佳控制的矢量控制给出了快速磁通和力矩响应(对非激励电机<1秒)，矢量控制使力能能够跟随逆变器短时关断时重新建立。无需等待电机磁通消失，这是因为逆变器是按电机反电势调节输出电压的。力矩控制用宽通带(0至36Hz)调节器完成磁通建立，而不管电机的旋转速度。力矩由电流环控制，减少当电源系统不规则时用常规控制技术可能发生的过流可能性。矢量控制原理如图4所示。

2.4控制参数的测量

电机并联连接的策略基于:

在逆变器输出端公用的电流和电压测量取代电机各自的测量;对每个电机单独进行速度测量;在说明的容差范围内，总的力矩调节与轮径差无关;设计电机参数时，允许1%轮径差，通过对所引起的电机电流差等补偿来实现的。

矢量控制在测量方面对电机而言本质上是外部的，它不要求测量电机内部，如电机定子和转子的温度测量、电机内部的磁通测量。

关于加速度变化率/负载补偿:主令控制器产生的牵引力(或制动力)指令连接到AGATE单元并由其分析。为了控制车辆加速度，按照车辆重量作出校正。车辆载重量是由控制单元使用来自转向架上的传感器上的信号进行计算的。在电动或制动时，产生一个加/减速度变化率限止指令，内部保证车辆的平滑行驶。

2.5ONIX交流牵引电机

ALSTOM研制的独特的轻质、紧凑的、型号为4LCA2138的交流牵引电机为全封闭结构，其特点是:

高可靠性。200级绝缘系统及真空加压浸渍技术为定子绕组提供了高等级温升裕量，这意味着功率的提高及体积和重量的降低。

低维护性。转子和定子绕组与外部完全隔离，无需定期拆卸清洁。

低噪音。特别设计的冷却风扇使噪音降低至IEC60349-2标准。

3主要性能

3.1变频器的额定参数

额定工作电压:1500V

最大工作电压:1800V

最小工作电压:1000V

持续有效输出功率:800kW

峰值输出视在功率:1850kVA

持续线电流有效值:520A

IGBT开关频率:600Hz(最大值)

逆变器输出频率:106Hz(额定值)

逆变器IGBT器件额定值:3300V，1200A

3.2列车性能

上海明珠线地铁车辆采用四动两拖六节编组，每个动车装配一个ONIX1500牵引变频器，驱动四个并联的ONIX交流牵引电机，变频器强迫风冷，采用再生和电阻混合制动方式，当架空电网不能接受再生能量时，进行全功率电阻制动。列车主要数据如下:

最大运营速度:80km/h

最大设计速度:90km/h

最大瞬间加速度:0.9m/s2

最大运营减速度:1.0m/s2

冲击限制:0.7-1.0m/s3

额定工作电压:1500V

最大牵引力:21.3kN/电机

牵引转矩:1273Nm/电机

最大制动力:23.5kN/电机

制动转矩:1322kN/电机

采用矢量控制的IGBT的变频器和交流异步牵引电动机，配以完善的监控和自诊断系统，是我国地铁、轻轨等车辆开发、制造和使用交流传动系统的正确方向。发达国家在电动机车组中应用交流传动技术已进入实用化阶段。这是轨道牵引技术的革命，它结束了直流传动的统治，具有划时代的意义。

4参考文献

篇8

作者：高秋菊 周云 徐冬梅

培训时由一名教员演示操作室控制面板、一名教员演示装备室喷枪喷洒操作，注意事项：侧面控制面板将小调节手柄调至喷枪处、单（双）喷枪操作时控制面板的流量调节钮调至喷枪处，否则不能喷洒。车载仪器重要参数培训展开与撤收时间≤5min，一次装药后消毒面积不小于500m2，杀虫面积不小于10万m2／h，柴油发电机功率380V，喷雾机水平射程≥15m，喷枪水平射程≥10m，喷枪垂直射程≥8m，风机上升角度+60°、水平旋转角度±60°，所需时间为30s。小药液箱容积约110L，大药液箱容积400L。评估方法培训结束后于2008年4月11、12日，两名学员一组对培训重点内容进行现场回答和操作考核，教员现场记录学员成绩。统计学分析将考核结果赋值后统一录入计算机，用SPSS11.5进行统计分析。车辆展开与撤收培训效果在参训学员中，车辆展开与撤收流程均很熟练，展开与撤收时间均≤5min，100%（419／419）考核合格。车载仪器使用准备工作培训效果在参训学员中，对柴油发电机的柴、机油液面、水泵机油液面检查合格率为85.06%（356／419）；药液正确配制流程合格率为75.42%（316／419）；车厢侧面控制面板的正确使用率90.45%（379／419）。车载仪器正确使用培训效果在参训学员中，对超低容量喷雾机操作正确率为91.65%（384／419）；常量喷雾机操作正确率为93.08%（390／419）。培训中存在的主要问题培训中存在的主要问题有：①柴油发电机机油液面检查手法不够准确；②药液配制时学员不会估算药液箱内的水量，不知道根据药液箱内水的体积乘以药液工作浓度，即得需加药液原液量；③对于控制车载仪器正确操作的侧面控制面板，学员容易忘记风机和喷枪间的及时转换；④超低容量喷雾时学员容易忘记风机复位和风机喷雾量大小调节；⑤常量喷雾时容易忘记在风机操作中控制流量大小调节的按钮在喷枪操作时要旋至单喷枪处。

为使学员能正确使用卫生防疫车辆有效地进行消毒和杀虫工作，以应对突发公共卫生事件，在卫生防疫车辆培训中主要围绕以上关键问题进行，经过理论讲解、演示、练习等过程的培训，对学员进行了现场考核。对考核成绩分析发现，所有参训学员车辆展开与撤收流程均很熟练，展开与撤收时间均≤5min，100%考核合格，尽管如此，但在培训中应特别注意篷布钮扣要彻底展开到位，否则推展篷杆时易撕裂篷布。在车载仪器使用准备工作中，柴油发电机柴油、机油液面和水泵机油液面检查非常重要，因为柴油、机油决定着车载柴油发电机、水泵能否正常运转、的重要功能，缺少燃油特别是油时有可能烧毁柴油发电机和水泵，导致车辆不能正常工作，在考核中发现有一部分学员对机油检查掌握欠佳，可能是有些学员对机器设备不太感兴趣的原因，在以后的培训中应加强此方面的培训。药液的正确配制是车载仪器正确使用和防疫车顺利、有效消毒、杀虫作业的重要前提，不会正确配制药液，就像上战场枪支没有装上弹药一样，无法正常工作，授课时发现学员对药液配制流程掌握率最低，仅为75.42%，主要问题在于学员不会估算药液箱内的水量，不会根据药液箱内水的体积乘以药液工作浓度，即得需加药液原液量。在培训中应强调学员掌握大、小药液箱的体积这一对重要参数，以便正确估算药液箱内现有水量，为正确配制药液奠定基础。

因此车载超低容量喷雾、常量喷雾的正确操作流程亦十分重要，练习和考核中发现学员均较认真，正确掌握率达90%以上，效果不错，但对其细节问题如风机超低容量喷洒作业中的流量调节、喷枪操作中流量调节钮一定要旋至单或双喷枪处等知识培训有待加强强调以便让学员掌握。综上所述，通过对培训效果评估显示，其培训方式和培训内容安排均较合理；从考核效果分析明确总结了培训重点，找出了培训弱点，为进一步合理、高效地进行卫生防疫技能培训提出了重要的参考依据。

篇9

管路基本工艺特性

汽车管路种类繁多，材料特性各异，形状也随布置和功能要求不同而各异，虚拟布置时需要考虑管路的基本特性要求和工艺要求，并根据管路类型选择准确的设计和分析方法。按照工艺类型分为两类：一类为非成型管，如非成型胶管、拉索和线束。其长度一定，安装后具有一定形状，而材料特性各异，在数模布置时很难反映实际安装状态，容易引起管路干涉、磨损等问题，但非成型管具备工艺简单，加工方便等优点；另一类为成型管，如成型胶管、塑料管或尼龙管。成型管是通过模具成型，在管路布置中，成型管布置容易，但由于模具和工艺复杂，开发生产成本有一定增加。按照汽车系统功能可以分为线束、冷却水管、空调管（软管和硬管）、燃油管（软管和硬管）、转向管（硬管、低压软管和高压软管）、制动管（软管和硬管）、拉索（离合器拉索、油门拉索、变速器选换挡拉索、驻车制动拉索）等。

管路布置方法

发动机舱和底盘运动非常复杂，存在完全相对运动和不完全相对运动，见图3，并且运动特性和运动量各不一致，同时发动机在工作时产生巨大热量，极限情况下排气歧管温度可达700～800°C，有些管路过长，为约束管路的位置需要考虑增加固定点，管路长度对空间走向起着决定影响。动、静态间隙确保各种管路在运动和振动中不发生干涉和磨损，必须保证管路设计间隙满足管路各种极限工况下的运动量以及尺寸极限偏差。结合具体案例对动、静态间隙作深入分析。如图4所示，A段在静止情况下与空滤的间隙为静态间隙，此处用CS表示；A段随着动力总成一起运动，当运动到各种工况下的极限情况时，A段与空滤的间隙为动态间隙，此处用CD表示。A段的运动量用AD表示，其中AD=CS-CD。管路的制造公差和偏差相对于其他零件会更大，此处用CT表示尺寸极限偏差。通过工况和尺寸分析可以得知，只有静态间隙大于运动量（AD）和尺寸极限偏差（CT）之和，即静态间隙CS>AD+CT，在各种工况下管路才可以确保安全。对于完全相对运动的运动量，AD可以通过动力总成悬置特性计算得到，对于不完全相对运动的运动量BD可以通过仿真CAE软件根据发动机的极限运动求得，即把不完全相对运动BD转化为完全相对运动AD。热间隙传统能源汽车排气歧管表面温度在极限情况下会达到700～800°C，排气管和消音器表面温度也可达200～500°C。对于在热源周围分布的各种管路，要确保不被热源损坏，必须根据热场分析保证足够间隙。各个热源的发热量不相同，同时热敏感零件的材料和特性各异，整车管路布置时需要根据热敏感零件的性能预留足够的热辐射间隙。如果预留间隙不能满足要求，首先需要对各个工况下的热负荷状态进行虚拟分析计算，为热间隙过小的问题提供方案选择和参考。一般可供选择的方案有：在热源侧增加单层或者多层隔热罩，或者提升热敏感零件的耐热等级，同时需要平衡各方案的成本，见图5。重力和内、外部液体温度的影响在管路虚拟布置时通常只考虑管路外形，而管路自身和内部液体的重力因素引起的管路变化通常很难考量，发动机舱环境温度和管路内部的液体温度会进一步加速管路下沉。以发动机水管布置为例探讨如何在布置管路时充分考虑重力和内、外温度的影响。发动机水管外径一般在20～50mm之间，内部高温的冷却液温度一般达110°C左右。图6是外径为40mm、长750mm的暖风水管原始设计与考虑重力和温度后的对比，如果中间没有约束固定点，通过CAE分析重力、温度对水管的影响，水管会下沉50mm。约束系统-固定点每个系统管路通常连接两部分零件，例如燃油管需要经过燃油泵、燃油滤清器到发动机油轨，由于回路过长，中间必须在合理位置增加固定点以保证管路的设计状态。对于硬管，一般400～600mm安装一个固定点；对于软管，一般200～300mm安装一个固定点，但也需要根据实际工况合理布置。固定点的设计需要有效可靠，起到约束限位作用，防止固定点偏移、旋转、下沉或左右窜动。固定点在某一方向的变化，如果管路较长，会导致远端管路位置偏差放大，引起管路干涉、磨损或其他问题。例如某动力转向油管固定点设计对管路的限位欠佳，造成管路在装配之后会向上和向下旋转达10°之多，与固定点130mm之处造成管路弯角处偏差达24mm，对周围零件间隙造成很大影响，见图7。通过在弯角后面增加1个防止上下移动的固定点，很好地起到约束管路的作用。固定点的选择，包括固定方式、限位效果、失效模式分析等在设计阶段都要进行全面评估，确保限位起到预期效果，见图8。长度对间隙的影响管路长度的布置和设计一般考虑正偏差，即为了满足安装和制造要求，管路一般会比名义值偏大。管路一般是在二维平面内走向，但如果管路过长，由于管路长度引起的间隙减小会非常明显。以图9所示管路1为例，即两端固定，分析固定点中间的长度变长对管路1与管路2间隙C1的影响。图9中，当管路1的长度由A增加了Δ，即管路1的长度为A+Δ，两个固定点不变，管路拱出ΔX，简化A+Δ为一段圆弧，且0<ΔX<A/2，见图10模型1，则根据数理推断可求解通过分析模型1和模型2，对长度变化量Δ/A与偏移量ΔX进行数据统计，具体参见图12的曲线，由此可知长度增加得越多，偏移量也越大。在紧凑型的整车布置中，对管路进行布置和设计时，有效控制管路名义长度非常关键，否则很可能会引起管路的干涉磨损等问题。

CAE管路分析

项目前期开发时，业内常用方法是根据经验设计管路走向，然后根据实车制造进行调整，往往会对项目开发时间和费用造成很大影响，探索性地提出对关键零件和管路CAE虚拟模拟，找出最佳布置方案，得到整车设计状态下的数模，以提高布置质量的稳健性，有效降低开发成本。进行CAE分析时务必充分考虑材料特性，管路内、外环境温度，重力，典型和极限加速度，管路约束系统固定限位和内部工作压力对管路外形的各种影响。针对不同类型的管路，采用不同的运算分析方法，壳单元分析方法一般适用于成型管如水管、燃油管等。例如某水管一端固定在防火墙，另一端固定在发动机，水管相对于防火墙具有不完全相对运动，在Z方向±6g加速度情况下，水管上下运动12mm；在X方向±11g加速度情况下，通过CAE按水管材料特性加载，得出水管前后运动达15mm。具体案例见图13。梁单元分析方法一般适用于非成型管，如拉索、制动软管、电器线束等。例如ABS制动软管与制动卡钳相连，制动卡钳随悬架做全转向、全跳动等极限运动。根据整车动态定义，轮胎最大上跳一般在70～120mm，下跳一般在80～100mm，ABS软管布置必须克服制动卡钳的极限运动且保证不干涉和磨损，且经受住拉伸和压缩的频繁工况，具体案例见图14。

管路外观质量

顾客在购买汽车时，不仅关注汽车的性能和价格，外观质量也是一重要考量项。高质量的汽车外观不仅提升整车品质，还可提升顾客对品牌的忠诚度，进而提升品牌价值。整车管路外观质量的高低，将直接影响发动机舱外观质量。发动机舱管路布置过程中，在确保各个管路系统功能的前提下，需要从整体一致性，管路和线束的整齐度，颜色和皮纹的整体协调性，零部件和周边钣金的集成性等内容对管路进行优化和改善。

管路布置质量验证

篇10

1.1学生主体地位不突显，实践教学开展不深入

汽车维修专业强调理论与实践并重的教学模式。在实际的教学中，以教师为教学主体的现象比较明显，无论是在课堂理论教学，还是在实训练习之中，教师牵引学生如何学、如何做，缺乏学生主体地位下的自主学习与实践。与此同时，理论与实践并重的教学形态不平衡，出现理论与实践相脱节的问题，往往出现理论与技能训练不同步，技能训练明显滞后。这样一来，出现了“学生理论没学好，实践技能没锻炼”的教学现状，让中职汽车维修专业教学质量堪忧。

1.2教学方式单一，难以激发学生兴趣

中职汽车维修专业人才培养，以市场需求为导向，强调学生就业能力的培养。当前，中职学校在汽车维修专业的教学中，虽然广泛应用了多媒体教学，但单一的教学现状仍未改变。教师教得累、学生学得枯燥的教学尴尬比较突出。多媒体成为教师教学的万能教学工具，单向的教学输出，逐渐弱化了学生学习的兴趣，在学习中出现疲惫感与厌倦感，在学习上缺乏积极主动性。

1.3教学一体化欠缺，实际教学效果不理想

一体化教学模式是当前中职汽车维修专业教育教学改革的重要方向。当前，汽车维修专业一体化教学模式强调依托现代教育技术，实现理论与实训教学的一体化。而从实际情况来看，中职学校由于教学资源有限、办学条件限制等诸多因素的影响，在一体化教学模式的构建上比较欠缺。一方面，教师专业水平欠缺，在理论与实践教学中存在较大的不适应性；另一方面，中职教育存在短板，一体化教学模式的实现仍需时间，是一个教学改革发展的过程，需要人力、物力各方资源的积极投入。

2新时期优化汽车维修专业教学质量的策略

随着中职教育教学改革的不断深入，新时期的汽车维修专业教学，更加强调以市场需求为导向，培育综合型应用人才的重要性。当前，中职汽车维修专业教学质量欠佳，实现教学的优化与调整，关键在于人才培养模式的创新，并在此基础之上，加强教师队伍建设，以及优化课程设置与实现系统的模块训练，推动教育教学的改革发展。一方面，在汽车维修专业的教学中，一定要针对市场的需求，制定完善的教学目标、内容及方法，并不断地优化学生学习的环境；另一方面，要深化改革的力度，对于传统教学模式，要逐一击破，转而以创新的教学形态，实现教学质量的有效提升。那么，具体而言，新时期优化汽车维修专业教学质量的策略，主要在于落实以下几点工作：

2.1以市场需求为导向，创新人才培养模式

中职教育以培养应用型人才为主，以市场需求为导向的人才培养模式，更加强调实践教学的重要性。一方面，中职学校要依据市场需求、立足专业优势，确定汽车维修专业人才的培养目标，以便于教学的全面开展；另一方面，以就业为主轴，提高学生的就业竞争力。对此，中职学校要围绕市场需求的导向性和就业竞争的主导性，制定合理的人才培养计划，培育综合性应用人才。那么，首先，中职学校要强化校企合作，通过联合办学、顶岗实习的方式，确保人才培养模式“落地”，如图1所示，是基于校企合作下的人才培养升级，突出理论与实践并重、同步的教学形态；其次，中职学校要注重学生专业素养、专业能力的培养，学生不仅熟练地掌握汽车维修技能，而且具备良好的职业道德，爱岗敬业、勤勤恳恳，这些品质都是就业中的竞争优势。

2.2强化教师队伍建设，推动教学一体化进程

教师队伍建设，是优化中职汽车维修专业教学质量的重要基础。首先，中职学校要狠抓骨干教师培养，强化对专业教师的培养与选拔。通过安排教师继续深造或参加省级培训等方式，逐渐强化其专业水平。并且鼓励教师到企业中去，通过挂职顶岗的方式，提高实践水平。其次，落实好“双师型”教师队伍建设，从本质上推动教学一体化进程。落实好“双师型”教师队伍建设，有助于提高中职学校汽车维修专业的教学质量，推动教育教学的改革发展。再次，注重人才的引进与培养，通过聘请专业技术、专业经验以及专业理论过硬的人才，作为专业教师。并且切实做好专业带头人的遴选工作，依托带头人的专业素养和学术影响力，推动汽车维修专业的建设与发展。3.3优化已有课程设置，实现系统的模块训练实践性是汽车维修专业的特点，也是契合人才培养的重要基础。当前，为优化中职汽车维修专业教学质量，应注重实践教学的开展，进一步优化已有课程，为学生构建系统的模块训练。是相应实验室或实训室下，学生综合实践能力的培养。从表1可知，汽车维修专业教学强调学生综合实践能力的培养，不仅需要学生熟练操作技术，而且需要学生了解汽车结构，实现有效教学。

3结语

综上所述，在新的历史时期，中职教育迎来了改革发展的新机遇，但同时也面临发展的新挑战。中职汽车维修专业教学存在诸多问题，这些问题的出现，一方面是教育改革推动下的必然显现；另一方面，说明中职汽车维修专业教学在教学理念、教学方法等方面仍存在不足。对此，在中职教育教学改革发展的新时期，优化汽车维修专业教学质量，应切实做到：

（1）以市场需求为导向，创新人才培养模式；

（2）强化教师队伍建设，推动教学一体化进程；