汽油车稳态加载工况污染物排放测试软件开发

作者：刘昭度 时开斌 梁鹏霄 马岳峰

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 摘要：北京金铠星科技有限公司和北京理工大学联合开发的“汽油车稳态加载工况污染物排放（BASM）测试软件”完全满足DB11/122－2000《汽油车稳态加载污染物排放标准》和《汽油车稳态加载工况（BASM）排放检测计算机控制试验规程》的要求。功能齐全完善，测试流程设计完美，界面友好，操作方便，自动测试，性能稳定。受到了用户的赞誉，为北京市大气质量的改善做出了贡献。 关键词：测试软件 汽油车稳态加载工况 计算机控制 引言 北京市在全国率先实行了稳态加载工况（BASM）对汽油车进行污染物排放检测。应用此模拟汽车在城市道路上运行工况的检测方法，可较准确地检测汽油车的实际排放状况。该方法实施以来，对控制汽油车排放污染，改善北京市的大气质量具有明显的效果。 北京金铠星科技有限公司致力于大气环境保护，承担了“机动车工况法排放检测”国债项目，和北京理工大学合作，依据DB11/122－2000《汽油车稳态加载污染物排放标准》和《汽油车稳态加载工况（BASM）排放检测计算机控制试验规程》，开发了汽油车稳态加载工况污染物排放测试软件。该测试软件功能齐全完善，测试流程设计完美，界面友好，操作方便，自动测试，运行平顺，性能稳定，使用的符号和单位规范。 1 BASM 测试软件的功能和特点 1.1 全简体中文界面，微软视窗平台 该测试软件把各硬件设备有机地集成在一起，微软视窗平台，全简体中文界面，包括测试、标定、预检、设置、提示、录入、报表、查询、锁止、打印、通信等各个方面。为保证测试系统的质量，底盘测功机、五气分析仪、转速传感器等直接购自德国著名生产厂家的名牌产品。 1.2 直接进入排放测试软件 主控计算机启动后，不进入Windows O/S 操作系统，直接进入排放测试软件，方便了操作，避免了可能对Windows 操作系统的误操作和其它程序的干扰，提高了使用的安全性。每台设备都设置认证编号，由认证单位输入并锁死，保证了排放测试系统使用的合法性。 1.3 界面友好 全屏显示，字样醒目，界面设计给人以动感和舒适感。背景画面以淡黄绿色为主，以体现环境保护。操作指示和Windows 系统一样，符合操作习惯，图文并茂，形象生动，便于点击。 操作提示语句以宋体为主，字体大小选择以醒目为准，字体颜色为清晰的黑色。设备工作状态提示语句在画面正上方通栏红色显示，可使操作员清楚的看到设备、仪器或测试程序的当前工作状况。误操作提示语句以深蓝色背景出现。参数输入框以淡黄色为背景，以区别于不同的操作方式。测试过程显示参数均以红色凸现，字体粗大，便于操作员观看。鼠标点击框以立体凸现，放在右下角，大小适中，便于操作。 工况测试界面以黑色圆盘占据大部分画面，清晰明目。理论车速及其公差带以白色显现在黑色圆盘里，黑白分明，方便驾驶员操作。 尽可能地采用下拉条的方式。操作员点击下拉条里有关数据源，即可完成该项目的输入或选择。操作简单、方便、准确。 1.4 三级密码设置 测试软件根据访问的权限和使用的要求，设置了三级密码：北京市环保局级、检查站主任级和操作员级，保证了规范操作。 设置了操作人员的姓名和密码输入，限定合法操作员使用，防止他人滥用执法工具。操作员的密码错误输入至多可连续三次，超过三次，系统锁止。 设置了设备的操作密码输入。只有键入本台设备的专用操作密码，系统才允许进入主操作菜单。设备操作密码的错误输入至多可连续三次。超过三次，系统锁止。 对于可更改参数表，北京市环保局和检查站主任都可访问，但访问的对象不同。输入北京市环保局密码后，可更改参数表全部显示，有权修改所有参数。输入检查站主任密码后，只有有权修改的参数框显现。 统计报表和日常运行日志具有密码保护，有关人员才可进入查看。 1.5 系统锁止和解锁 为保证排放检测的有效性，当计算机时钟被调校，设备在预热中，设备的标定超出有效期，设备没有通过标定，设备没有通过自检，检测站认证不合格时，检测系统锁止，不允许进入排放检测程序。发生锁止情况不同，锁止方式不同，解锁方式也不同。 1.6 安全操作保证 排放测试时，一定要保证底盘测功机的举升器处于落下状态时，才能在转鼓上运行车辆。否则，有可能造成人员伤害、设备和车辆的损坏。为此设置了当被检车辆驶上底盘测功机后，只有点击【落下举升器】按钮，程序才能往下运行的功能。 当转鼓速度不为零时，为防止误点击【升起举升器】按钮，软件设置了【升起举升器】按钮失效功能。既使点击该按钮，举升器仍处于落下状态。 软件具有一系列的安全操作提示。对于关键操作步骤，若操作不规范，不能进行下一步操作。 1.7 详尽的提示和帮助功能 设置了详尽的误操作提示语句。任何操作只要有误，均出现清晰明目的提示框，指示操作人员应该怎样正确操作，然后自动恢复到误操作前的状态，以重新操作，方便了操作人员使用，提高了检测效率。 在操作程序中，有许多车辆预检和车辆信息录入项目，为做到不漏检漏录，除显示提示语句外，还采用字体变色办法，检查或录入过的项目字体颜色改变反差很大，操作员很容易进行补检或补录。 设置了启动车辆散热器冷却风机提示语句，以保证环境温度较高时正常进行测试。 设置了“帮助文件”，给操作人员以明确和详尽的操作步骤和故障诊断等方面的提示，图文并茂。操作人员在必要时可清楚的了解操作步骤、故障原因及其排除方法。 设置了设备、仪器、检测程序和被检车辆工作状态的实时提示，操作员可实时了解它们的工作状态。 一旦哪方面出了问题，便于及时采取相应的处理措施。 1.8 可更改参数表、数据域摘要和检测顺序号设置 可更改参数表分成“可更改参数”、“系统设定值类型”和“密级”三类。有关人员可访问和修改可更改参数。“数据域摘要与格式”分成“系统管理功能”、“日常摘要记录”和“每次试验参数” 三类，数据记录规范，符合规定要求。 检测顺序号自动累加，每检测一辆车，顺序号自动加1，每年清零1 次。 1.9 联网数据库和单机数据库 本软件具有联网数据库和单机数据库双重功能。 使用网络功能可以同车辆信息公共数据库（VID）连接，使用VID 中的车辆信息，以保证操作员正确操作和提高检测效率，便于车辆管理机构对检测工作和车辆排放状况的管理。 考虑到网络故障和某些汽车排放检测部门目前尚不具备网络化管理的情况，本软件具有单机数据库使用功能，把被检测车辆的信息和检测结果都存储在本地计算机上。 联网使用或单机使用可在“设备设置”界面里选择。 数据库结构根据环保局的统一规定设计。检测数据可按照车主信息/车辆信息/检测结果/检测顺序号查询。 具有本机数据库的信息7 次备份功能。以防止由于对数据库的误操作造成数据的丢失。备份超过7 次，自动覆盖第一次的备份内容。可根据检测站的使用要求增加备份次数。 测试数据可A 盘和活动硬盘保存。 日常运行日志的内容包括被试车辆信息，检测过程参数，寄生功率检测参数，加载滑行检测参数等，便于对检测过程监控。 车辆信息录入时，以车牌号为关键字对数据库查询，查询到的信息自动填写到车辆信息表中，提高了检测效率。调出被试车辆信息后，有些数据需要更新，如里程表读数、车辆所有权的变更等，可在车辆信息表中直接更改。 被试车辆信息自动添加到数据库中。 可按年、月和日查看和打印检测统计报表。 具有实时时钟和日历。每次与中央数据库通信时，保持测试系统的时间和日期与中央数据库一致，避免人为修改检测时间和日期的行为。 1.10 车辆车牌号灵活输入 对于还没上牌照的车辆，“车辆车牌号”输入一栏输入“新车”即可。在检测报告里，车辆牌照号一栏打印出“新车”字样。车牌号输入不受位数/阿拉伯数字/英文字母大小写/汉字的限制。 1.11 设备和仪器自检 在进行测试之前，先对底盘测功机、分析仪、网络服务器进行自检，确保它们都已经接通了电源和气源、已和本控制软件连接妥当、已可正常工作。 一旦某一设备不在正常工作状态，软件立即弹出提示框，提示操作员对该设备进行相应的检查，及时采取维护措施，直到该设备或仪器能正常工作后，程序才能继续运行。 1.12 设备标定 具有设备和仪器标定时间的提示功能，以对底盘测功机、分析仪等设备定期标定，保证测试的有效性和测试数据的准确性。对每一设备设置了具体的标定限定时间，并将其标定时间写入注册表。每次启动操作程序，软件会自动检查其标定时间是否超过期限，若任一设备标定的限时过期，程序不能继续运行。每一设备的标定限期，用户是不可变动的。 底盘测功机压力计标定、转速传感器标定、加载滑行测试、寄生功率测试、变载荷测试、分析仪标定所需的装置、标定步骤、标定方法、标定判据齐全，程序化操作，简便易行。 1.13 检测过程实时监控 在检测过程中，对通信、发动机转速、尾气稀释、低流量、车速和底盘测功机加载实时监控。 通信状况监控的目的是：保证数据正常传输，测试数据有效，提高检查效率。一旦通信失常，测试中止。发动机转速监控的目的是：选用合适档位，使发动机转速落在要求的范围内，保证测试数据的可比性和可信性。若发动机转速超差，则检测报告结果显示为“不合格”。尾气稀释状况监控的目的是：防止采样探头未插入排气管就进行排放检测的误操作，若尾气稀释超过范围，测试工况重新置零。若一直如此，检测报告不打印排放数据，本次测试无效，保证测试的公正性。低流量监控的目的是：采样探头及管路和滤清器污染使采样流量偏低，引起测试数据不准确。若为低流量，排放测试中止。车速和载荷监控的目的是保证测试的准确性。一旦车速或载荷超差，测试工况重新置零。若一直如此，检测报告不打印排放数据，本次测试无效，保证测试的公正性。 当通信错误或发动机转速、尾气稀释、低流量、车速和载荷之一超差时，工况测试界面连续闪现警告提示，提示操作员及时检查和纠正。 1.14 发动机转速信号预判断 为判断测取的发动机转速信号是否正确，设置了发动机怠速转速信号正确与否判断界面。若发动机的怠速转速不在正常范围内，改正发动机转速信号测取选项即可使信号测取正确。 1.15 智能气象传感器 使用智能气象传感器，实时测试环境温度，大气压力和相对湿度，保证湿度修正系数计算的准确性，避免了人为输入错误，减少了操作步骤。 建立了饱和蒸气压与环境温度的拟合公式，通过测取的温度数值自动计算饱和蒸气压，进而计算湿度修正系数。 1.16 双燃料汽车快速检测 双燃料汽车要分别进行两种燃料的检测，同时又要求只有一个检测顺序号，两种燃料的检测报告分别打印。 通过合理的检测流程设计，使得双燃料汽车在两种燃料排放检测之间，不需要进行举升器的升降操作，车辆无需退出后再进入底盘测功机，不再进行测试前的安全操作检查、车辆状况检测和车辆信息录入，节省了检测时间，实现了快速检测。 1.17 测试过程参数实时记录、显示、存储和排放状况自动判定 测试过程中，实时记录的参数有：车速、发动机转速、加载功率、各污染物数据和稀释修正系数、湿度修正系数、工况检测起止时间等。实时显示的参数有：车速、发动机转速。测试终止时，显示的参数有：车速、发动机转速、排放结果数据和判定结果。 被检车辆的信息及其测试结果自动存储到三个文件中：检测报告文件，打印输出三份，分别提供给用户、检测站留存和上交给车检管理部门；检测统计报表文件，供查询和管理用；日常运行日志文件，供排放质量监督用。 依据被试车辆的最大总质量、基准质量、领取牌照日期、车辆类型、供油方式、有无绿标等要素，自动进行排放限值查询和排放结果判定。 1.18 反吹时间自动设定 为保证上一辆车的排放污染物不对下一辆车造成影响，在两次试验间，自动启动五气仪的反吹功能，连续清洗采样管路。 通常情况下，反吹时间自动设定为30s，足以保证上一辆车的排放污染物可反吹干净。但在雨雪天气、湿度较大的天气情况下，采样管路中积水很多，或当滤清器和采样管路污染较多时，气流量偏低，这些情况下若反吹时间为30s，不能保证采样管路清洗干净，应适当延长反吹时间。具备反吹时间自动设定功能，可根据具体情况，灵活设置反吹时间，保证采样管路能清洗干净。 1.19 排放测试过程提前结束自动判定 在测试的10s 期间，若工况测试同时满足下述条件：连续10s 的平均排放结果低于标准限值，第10秒的车速比第1 秒的车速低0.8km/h 以内，发动机转速、车速和加载载荷不超差；无稀释和低流量报警，可提前结束工况测试，提高了检测效率。 1.20 合理的测试流程设计 对测试流程进行了合理设计。原则是：满足排放测试标准要求；保证测试过程的顺序性和连续性，设备工作的正常性，质量控制的保证性，操作的方便性和安全性，管理的方便性，数据流的合理性，控制信号的传输性；提高检测效率；资源合理配置；其它功能的兼顾性等。 BASM 工况检测过程的逻辑复杂。体现在： 在测试时间控制方面，有车速稳定时间、设备准备时间、数据采集开始计时时刻、各工况排放持续时间、总排放测试时间的限定等要求。 在排放测试结束条件方面，有工况测试提前结束和正常结束条件，是否进行BASM2540 工况测试条件，测试过程中止和终止条件等。 在排放测试过程监控方面，有设备通信状况监控，稀释监控，车速连续2s 超差监控，车速累积5s 超差监控，加载载荷连续2s 超差监控，加载载荷累积5s 超差监控，发动机转速监控，样气低流量监控，被试车辆工作状态和运行状况监控，等。 在加载载荷设定方面，有BASM5024 工况载荷和BASM2540 工况载荷设定。 被试车辆使用燃料稀释修正系数实时计算，有汽油、压缩天然气、液化石油气、甲醇或乙醇修正系数等。 在排放测试结果计算方面，有有效数据和无效数据。 依据上述流程设计原则和流程控制要求，统筹兼顾，合理设计了BASM 工况排放检测流程，使得排放检测过程流畅自然，一气呵成。 1.21 预留油箱盖密封性检测接口 设置了油箱盖密封性检测界面。油箱盖密封性检测和BASM 工况法检测并行设置，互不影响。 1.22 打印 在显示数据的界面设置了屏幕打印按钮，可进行屏幕打印。显示数据界面包括底盘测功机寄生功率测试、加载滑行测试、变载荷测试、压力计标定、转速传感器标定、分析仪标定等界面。 检测报告设计规范，一页打印、满页打印。检测数据和判定结果以表格方式给出，清晰明目。 按照坐标输出打印方式设计，能够在一页中输出完整的报表，适应各种打印机。报表布局合理，栏目完整。 1.23 培训模式 设置培训模式，用于培训实习操作员和排放测试过程的演示。输入特定操作密码，即可进入培训模式。 在培训模式下，本测试系统不与中央数据库连通，被试车辆的信息和检测结果不存入中央数据库/本机数据库/日常运行日志中，打印的是加有“培训”字样的非正式检测报告，且只打印一份。检测报告的其它内容和正式检测报告相同。 1.24 测试过程自动化 本测试系统完全做到排放测试流程顺序化，测试设备质量保证可靠化，测试过程自动化，测试数据和判定结果准确化，操作简便化，车辆检测连续化，设备占有资源优化配置化，车检管理方便化。 1.25 升级和维护方便 测试系统基于模块化结构开发。测功机自检、测功机标定和测试、分析仪自检、分析仪标定、发动机转速计标定、通信、参数设置、密码设置、修正系数计算、系统锁止和解锁、网络数据库、本机数据库、报表、运行日志、打印、培训模式、测试过程及其监控各自独立的成为一个模块，通过逻辑连接成为一个有机的整体，消除了各个功能的相互干扰，各个模块数据共享，使得软件的维护和升级十分方便。例如： 标准限值有变动，只修改标准限值模块即可；测试方法改变，只改动工况测试过程模块即可；换用其它分析仪，只改动通信模块即可。改动部分不影响其它成熟部分，使得整体测试软件容易成熟，缩短程序升级时间，软件维护和升级十分方便。 如用户需要，可把几种工况检测软件（BASM、LUG DOWN、VMAS）方便的集成在一起。 2 结论 北京金铠星科技有限公司和北京理工大学联合开发的“汽油车稳态加载工况污染物排放（BASM）测试软件”完全满足北京市地方标准DB11/122－2000《汽油车稳态加载污染物排放标准》、北京市环保局颁发的《汽油车稳态加载工况（BASM）排放检测计算机控制试验规程》和“简易工况法设备认证技术条件－ASM 检测设备”的要求。测试软件通过了北京市环保局的环保型式认证、质量技术监督局的计量认证和国债项目鉴定，已在检测站使用，受到了用户的赞誉，为北京市大气质量的改善做出了贡献。 参考文献 1 北京市地方标准DB11/122-2000. 汽油车稳态加载污染物排放标准. 2000 2 北京市环保局. 汽油车稳态加载工况（BASM）排放检测计算机控制试验规程. 2002 3 北京市环保局. 简易工况法设备认证技术条件－ASM 检测设备. 2002 4 EPA USA. Acceleration simulation mode test procedures, emission standards, quality control requirements and equipment specifications. EPA-AA-RSPD-IM-96-2, July, 1996(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (5/16/2005)