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机动车工况法污染物排放检测专用数据库 |
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作者：马岳峰 刘昭度 姚圣卓 齐志权 |
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[摘要] 本文介绍了一种由北京金铠星科技有限公司和北京理工大学联合开发的适用于机动车污染物排放检测的专用数据库系统的结构和特色。该系统基于Visual Basic 编程，支持Access 和SQL 数据库格式，具有良好的检测系统与检测模式兼容性、可扩展性和网络接口。针对应用的特殊性，与检测系统所采用分级授权管理、时钟锁止、系统锁止等功能相结合，进一步加强了系统安全性，受到了用户的高度评价。
关键词：数据库 机动车 工况法污染物排放检测
1 引言
适用于机动车工况法污染物排放检测的数据库系统是针对机动车工况法排放检测这一特殊行业建立的，它体现了机动车工况法污染物排放检测系统作为执法工具的严肃性，便于机动车排放管理部门对车辆信息和车辆排放检测信息的管理。
在信息技术飞速发展的今天，机动车污染物排放检测系统应在保证正常工况法检测的前提下，具有自动化、网络化、实时化、智能化的功能。完善的数据库管理系统和强大的网络接口功能成为检测系统的必要组成部分。近几年来，我国相关部门一直致力于建立适合机动车污染物排放检测系统的高水平专用数据库系统。本数据库系统正是以此为出发点的，同时支持汽油车稳态加载工况污染物排放检测（ASM）、轻型汽油车简易瞬态工况污染物排放检测（VMAS）、柴油车加载减速工况烟度排放检测（LUG DOWN）三种尾气排放检测系统的新型、实用数据库系统。
2 数据库系统的结构
本数据库系统根据DB11/122－2000《汽油车稳态加载污染物排放标准》、DB11/123－2000《轻型汽油车简易瞬态工况污染物排放标准》和DB11/121－2000《柴油车加载减速工况烟度排放标准》的要求，针对实际检测过程中的需要进行了扩展。考虑到当前我国尚没有建成专用的车辆信息中心数据库，对数据库的结构尚没有统一和成熟的标准，本数据库以建立本地数据库为基础，同时留有局域网接口。检测站用户可在此数据库的基础上建立以检测站为单位的局域网，将局域网同中心数据库连接，实现网络管理功能。
如果车辆信息中心数据库建成，则可依照相应的接口协议直接将本地数据库同公共数据库相连。
本数据库系统基于Visual Basic 开发，支持Access 和SQL 数据库格式，具有良好的检测控制软件接口。
考虑到检测软件的专用性，对数据库进行了加密。功能结构如图1 所示。
图1 数据库功能结构图
本数据库系统具有完整、全面的信息记录，可为管理部门进行车辆信息统计、分析排放结果等工作提供有力的数据支持。信息数据结构和管理结构如图2 中“数据库记录信息”部分所示。
图2 数据库记录信息和管理
1）检测站信息主要包括检测站的认证信息，如：认证有效期限、检测站的检测员的详细信息、检测设备编号等。
2） 车主信息主要记录被检测车辆的所有者的姓名、身份标志和联系方式等。
3） 车辆信息包括了检测车辆的主要注册信息，如车牌号、车架号、发动机号、车辆型号、制造厂家、出厂日期、登记日期、有无绿标、基准质量、发动机功率、发动机排量、燃料种类等，为行政管理部门进行车辆信息统计服务。
4） 检测设备信息记录了检测站检测设备的认证信息、专用检测密码、检测设备的使用记录和标定记录等。
5） 检测系统状态信息包括详细的有关系统当前状态的信息，如：系统锁止信息、工作模式信息、检测类型信息等。
6） 可更改参数信息针对不同的检测系统包括了不同的允许在线修改的一些控制参数，如排放标准限值、功率加载曲线、设备标定周期等。行政管理部门可通过服务程序对这些数据进行调整，从而达到对检测规程和检测限值进行快速修改的目的。
7） 检测结果信息记录了完整的车辆检测结果数据、判定结果、检测中间数据等，对于不同的检测系统，记录的内容不同。
8） 运行日志记录了全部检测过程参数，对于不同的检测系统，检测过程记录的内容不同。
3 数据库系统的特色
根据机动车工况法污染物排放检测行业管理的需要，数据库的特色主要表现在信息记录完整全面、查询方便、良好的安全性、检测系统与检测模式兼容性和扩展性等方面。
3.1 信息记录完整全面
如上所述，分类记录了检测站、车主、车辆、检测设备、检测系统状态、可更改参数、检测结果和运行日志等各项信息。
任何人无权改动数据库信息，只有一定管理级别的人员才可以通过提供的数据库服务程序在一定范围内对数据库进行分析和统计。
3.2 查询方便
本数据库提供了数据查询功能，并将该功能嵌入检测系统主控软件中，在输入检测车辆信息时除第一次进行检测的车辆需要逐项输入车辆信息外，可通过车牌号对数据库进行查询，实现被检车辆信息的快速录入，提高了检测效率。
本数据库还将检测统计报表、日常运行日志和检测结果等查询功能集成至主控软件中，可直接通过主控软件获得车辆检测统计信息，可按年、月、日进行统计。对日常运行日志和检测结果的查询直接输入车牌号和检测顺序号即可显示被试车辆信息。
3.3 信息简明，重点突出
所有可供查询和进行统计的内容都本着简明洁、清晰和突出重点的原则，以有限的记录篇幅尽可能多的反映实际检测情况。以统计报表为例，其内容由三部分组成：车辆信息部分主要包括车主信息和标志车辆类型的信息；检测信息部分主要包括检测时间和检测站信息；检测结果部分主要包括排放检测值、排放限值和判定结果。从而具有代表性的有限项把被检车辆的主要检测信息比较全面的体现在统计报表中，完全体现了统计报表的作用。
对汽油车稳态加载工况污染物排放检测，记录全部检测过程参数的运行日志分为有效点部分和全部点部分。有效点部分是作为检测结果判定的10 秒检测的各项数据，是分析人员和管理人员最感兴趣的部分，记录中重点突出了污染物浓度排放数据及其修正系数、检测过程监控参数数据等，以表格形式示出，便于分析和管理。全部点部分为整个工况排放检测过程数据，内容和记录都很多，供分析人员必要时访问。
三种工况法排放检测过程因故可能中止，检测数据为无效数据。为便于分析和管理人员掌握具体情况，对无效数据另外存储，供分析人员必要时访问。
3.4 检测过程和结果曲线显示和打印
本数据库存储每一份检测报告，以利核对检测报告。
对汽油车稳态加载工况污染物排放检测，可分别显示和打印BASM 5024 工况和BASM 2540 工况车速、载荷、修正后的各污染物浓度随工况时间的变化曲线。
对柴油车加载减速工况烟度排放检测，快显示和打印功率扫描过程轮边功率随车速的变化曲线，五点烟度值随三点车速值的变化曲线。
对轻型汽油车简易瞬态工况污染物排放检测，具有12 种曲线回放和打印功能，这12 种曲线包括：每秒排放的HC 浓度（10－6），每秒排放的CO 浓度（%），每秒排放的CO2 浓度（%），每秒排放的NO浓度（10－6），每秒排放的HC 质量（mg/s），每秒排放的CO 质量（mg/s），每秒排放的CO2 质量（mg/s），每秒排放的NO 质量（mg/s），每秒排放的原始氧浓度（％），每秒稀释氧浓度（％），每秒空燃比，实际车速（km/h）。
具有检测过程和结果曲线显示和打印功能，便于对车辆检测过程的污染物排放值进行分析及采取相应的限制措施，以利于进一步改善大气质量。同时监控检测设备的性能。
3.5 良好的安全性
保证数据库系统的安全性是首要的，特别是对于机动车污染物排放这一具有法律严肃性的行业，既要避免单独的检测站对已经检测的车辆信息和结果人为改动，同时又要保证行政部门对检测站具有唯一的管理和控制能力。除了通常数据库应具有的通常安全性措施外，针对机动车污染物排放检测的具体情况，本数据库具有以下加强系统安全性的新特色：
1） 分级授权管理的数据库安全机制。为保证数据的安全和合理使用，设置了严格管理等级。本数据库具有三级管理等级，即：检测站操作员级别，检测站管理员级别，行政管理部门级别，形成了行政管理部门对检测站的最高控制和管理体系。行政管理部门可以通过数据库接口程序对数据库进行操作，通过更改数据库的某些字段标志就可以对检测站的检测系统进行控制。例如，当检测站的检测设备认证编号失效后，行政管理部门可以通过清除检测设备有效标志来启动系统锁止功能，禁止检测站使用该检测设备进行检测，保证了排放测试系统使用的合法性。
2） 时钟锁定功能。为防止检测站通过改变系统时间来达到改变车辆检测信息的目的，本数据库具有时钟锁定功能。该功能由三级保护措施实现：一是不直接使用操作系统时间，每次启动检测系统软件时，自动将来自硬件的时间（如五气分析仪）记录在数据库中。二是留有网络接口，在建成中心数据库后可以通过网络将中心数据库的时间读入本地数据库中，从而保证进行检测时使用的时间为用户不可更该时间。三是当不明原因导致本地数据库的时间记录出现错误时，自动启动系统锁止功能。
3） 系统锁止功能。为防止误操作和系统出现故障时继续进行检测而导致不可预测的结果，系统在某些特殊情况下将自动启动系统锁止功能。系统锁止的原因主要有：网络连接失败（指连接网络数据库），行政管理部门锁止，打印机检测故障，检测站许可证到期，检测设备认证编号失效，检测设备标定超期，检测设备标定失败，时钟被更改，数据库被损坏，输入设备操作密码和程序操作密码错误超过设定次数等。
不同的锁止方式有不同的解锁方式，以输入错误密码为例，当输入设备操作密码和程序操作密码错误次数超过设定次数时，系统提示输入密码错误后锁止，数据库自动记录锁止标志，同时将相关数据表锁止，禁止用户使用，检测控制软件无法运行检测。锁止标志主要包括：锁止原因，锁止时间等。此时，可由检测站管理人员或者由行政管理部门输入解锁密码对检测系统解锁，解锁成功后，数据库自动清除锁止标志同时记录解锁过程参数如：解锁时间，解锁人员等级等。
3.6 良好的检测系统和检测模式兼容性
本数据库同时支持汽油车稳态加载工况污染物排放检测、轻型汽油车简易瞬态工况污染物排放检测、柴油车加载减速工况烟度排放检测三种尾气排放检测系统，具有培训和正常检测两种工作模式，具有很强的兼容性，可满足大多数用户的需要。
底盘测功机配备五气分析仪、流量计和烟度计可分别进行汽油车稳态加载工况污染物排放检测、轻型汽油车简易瞬态工况污染物排放检测、柴油车加载减速工况烟度排放检测。启动检测系统主控软件，经过身份确认后，用户可以选择检测系统类型，根据用户选择的检测类型，数据库自动设置检测类型标志，同时锁止数据库中与选择检测类型无关的数据表。例如：如果要进行轻型汽油车简易瞬态工况污染物排放检测，数据库自动使汽油车稳态加载工况污染物排放检测和柴油车加载减速工况烟度排放检测相关的数据表锁止，避免发生误操作。
为满足检测站用户在尚没有取得检测设备认证编号或者没有取得检测许可证时可以使用检测系统对检测员进行培训，该数据库支持两种工作模型：正常检测模式和培训模式。检测控制软件启动后，当用户输入预先设定的培训模式密码后，数据库自动设置检测模式标志，同时锁止数据库中相应的数据表，避免在培训模式下对数据库的某些数据进行操作，如：锁止检测结果和运行日志等。
3.7 良好的可扩展性
目前我国机动车污染物排放检测还没有统一的标准，排放检测水平同国际先进水平相比相对落后，无论是在检测流程的细节设计方面，还是在检测排放标准的制定方面都还存在许多需要修改和完善的地方。本数据库建立了可更改参数系统，并通过数据库管理接口允许具有一定级别的管理人员修改可更改参数表，从而在一定的范围内使检测系统具有更大的灵活性。
汽油车稳态加载工况污染物排放检测可更改参数主要包括：底盘测功机标定有效期限、测功机转速标定周期、滑行阻力检查和分析仪标定周期、仪器自动标定检查有效期限、滑行阻力检查最高次数、允许输入错误密码的极限次数、三类排放标准限值等。
轻型汽油车简易瞬态工况污染物排放检测可更改参数主要包括：底盘测功机标定有效期限、滑行阻力检查周期、分析仪标定周期、流量计标定周期、测功机转速标定周期、滑行阻力检查最高次数、允许输入错误密码的极限次数、加载功率曲线设定、三类排放标准限值等。
柴油车加载减速工况烟度排放检测可更改参数主要包括：底盘测功机标定有效期限、测功机转速标定周期、滑行阻力检查和烟度计标定周期、滑行检查的最高次数、测功机转鼓速度变化率、功率扫描的稳定时间、烟度测试稳定时间、最终实验车速百分比、初始载荷、烟度限值、所需最小功率和发动机转速限值范围等。
4 结论
本数据库系统在由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测试系统、柴油车加载减速工况烟度排放测试系统、轻型汽油车简易瞬态工况污染物排放测试系统中应用，在检测站实际使用效果很好，受到了一致赞扬。这几种检测系统通过了北京市环保型式认证，北京市计量认证和汽车工况法污染物排放测试系统鉴定。数据库系统的功能和性能得到了实际运行检验，表现出良好的功能完善性、使用方便性、操作安全性、检测系统和检测模式兼容性和功能扩展性，受到了用户和专家的高度评价。
该数据库系统和网络接口为中心城市应用分布式检测、集中式管理提供了技术尝试，可作为行政管理部门建立机动车污染物排放检测行业标准以及公共车辆中心数据库的参考。
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 北京市地方标准. DB11/123-2000. 轻型汽油车简易瞬态工况污染物排放标准. 2000
3 北京市地方标准. DB11/121-2000. 柴油车加载减速工况烟度排放标准. 2000(end)
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(5/21/2005) |
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