远程监控系统在新能源公交客车机务维保管理中的应用

摘要：随着基于CAN总线技术的车辆运行状态远程监控系统在新能源公交客车上的成熟应用，城市公交运营公司及维修厂在对新能源车辆运行状况分析的同时，可及时规范的开展公交车辆各级维护保养，确保车辆安全高效运行。文章指出了远程监控系统在公交车辆机务信息化管理、维修保养信息化、安全管理等多方面应用的情况及不足。

关键词： 新能源客车 远程监控 车辆维保

0. 引言

纯电动、混合动力客车及燃料电池客车等新能源车辆在城市公交客车中的运用已越来越普遍，信息化、智能化已成趋势。但公交车辆在服务运营、安全管理、机务系统工作方面的信息化水平还较为落后，大量的维保相关工作还停留在较为原始的纸质单据填写流转。在公交车辆的机务维修方面，很大一部分维修工作是在故障已经发生后才进行维修，没有一种超前的故障预判能力;在故障处理中，维修员工之间的经验和技能水平的差异也导致故障的处理不尽相同，所费工时不尽相同。此外，车辆维修电子档案建立、人员、零部件供应商管理等诸多方面还亟待提升。

《交通运输部关于加快推进“重点运输过程监控管理服务示范系统工程”实施工作的通知》中已明确要求所有“两客一危”车辆按照要求安装卫星定位装置，全国各省级监管平台及各类企业监控平台都已接入了重点营运车辆联网联控系统，对“两客一危”车辆实施联合监管，其中就包含了城市公交客车的运营监控。而该系统的监控仅仅是以GPS定位、4G视频监控为基础对车辆的运行轨迹、超速、驾驶人员安全驾驶等行为进行初级阶段监控。国家相关部门也组织实施了新能源汽车产业技术创新工程项目并要求，所有新能源车辆须加装远程信息诊断系统进行车辆安全状态的监控。伴随着CAN总线系统在公交客车上日趋成熟的应用，基于CAN总线数据采集的远程监控系统在车辆维修机务管理中发挥的作用逐步凸显，但基于开发平台的不同，在推广使用的过程中还有更高的提升空间。

1. 远程监控系统在公交机务管理中的应用情况

1.1国内外新能源车辆远程监控系统的研发情况

新能源车辆远程监控系统在汽车工业发达的美国、日本、德国早已成熟应用。在国内高校和企业中多有研究，并逐步推广开来，如2004 年北京交通大学等单位开发且试运行了公交电动汽车智能管理系统[1];天津大学设计完成了用于电动汽车远程监控的管理系统并成功试运营;2010年江苏电力公司设计研发远程监控系统[2]，实现对基于总线可配的新能源车辆远程监控系统电动汽车、充（换）电站的远程监控;安凯汽车公司开发完成远程监控系统的终端，并可以采集到大客车各项参数等。上述研究都是在车辆制造研发前端，对相关数据应用也是在主机厂或实验室，在车辆使用机务管理中的应用还相对较少。

1.2 远程监控系统在城市公交新能源客车上使用情况

重庆公交集团两江公交公司试运行的某公司开发的基于CAN总线的新能源客车远程监控系统则主要用于车辆远程监控、车辆使用管理、驾驶员规范操作行为、远程诊断及故障管理，车辆电池、电机、电控系统数据采集及数据分析整理回传平台，具体功能包括车辆定位、行驶状态监控、历史轨迹回放、ECU数据监控、远程故障诊断、数据统计与析、设定与报警等。机务管理人员通过打开联网计算机，手机APP软件可以实时查看和回放车辆的运行信息，并通过安装在个人计算机上的数据分析软件包、远程故障诊断软件包、在线地图及纠偏软件包、驾驶行为分析软件包和车辆发动机工况分析软件包等工具包对新能源车辆数据进行远程监控分析并发布数据分析报告。新能源汽车技术的快速发展及车辆网络化、智能化的程度越来越高，这对城市公交客车运营机务管理、安全使用管理提出了新的挑战，但同时也给信息化管理提供了基本技术条件。

2. 新能源公交客车监控系统运行方案

基于CAN总线技术的新能源车辆远程监控系统主要是通过车载数据采集终端将车辆运行工况及“三电”系統实时运行数据及时采集，主要包括大总成部件运行状况数据、电机、电池、电控的实时状态数据，通过远程数据传输设备、无线网络不间断的将采集到的数据传输到监控平台上。相关功能的实现与GPS定位技术、GPRS数据传输技术、CAN总线数据采集分析技术的紧密相关。

当前使用的所有车辆上，都有较为完备的基于排放性能、故障对比检测等各项数据采集的自诊断系统。车载电脑会将一些超出标准范围的信息存储起来，用专用或通用的仪器都可将其显示出来。对特殊的故障还会通过仪表盘显示装置将其显示出来以提醒驾驶员，还有部分功能故障将导致启动车辆保护功能，或称为跛行回家模式。借助现代化的计算机技术和CAN总线技术，对新能源车辆的运行技术状态进行信号采集、数据处理及通信，实现对新能源车辆的智能控制及实时控制，并以大数据分析结果来指导车辆维修与保养的体系，从而改变车辆保养与维修的人工分配、技能组成、材料成本分配方式，提高车辆机务维修、保养的信息化水平，驾驶人员规范操作车辆，从而实现对车辆及部件的整个生命周期管理。

对新能源混合动力汽车实时远程监控系统完成车辆实时运行参数的采集、发送、服务器和客户端的数据处理及显示功能的实现都需要在车辆上安装一个具备GPS模块、GPRS模块和CAN总线模块的车载智能信息终端系统，车载终端通过CAN总线接口与车辆的CAN总线网络建立连接，负责采集新能源车辆的电机、电池和电控系统、发动机工况等相关数据，车载终端的内置网关按照标准的协议转换机制将数据通过GPRS网络上传到Internet网络服务器，同时GPS模块上传车辆的位置信息。监控系统运行图示如下：

3、远程监控系统在新能源公交客车维保中作用

3.1故障预警、维保系统的闭环管理

新能源车辆预警功能针对车辆故障从事后维修转变为事前预警，降低车辆故障发生率，提高车辆运行时间，节约维修成本并减少踏班。在机务保修中对车辆故障预警处理结果的跟踪与管理，保证车辆发生预警能够及时处理从而降低安全隐患。将监控平台和车辆的机务维保功能整合后，新能源车辆机务板块将形成从车辆故障预警到机务维保的管理闭环。

3.2 提高机务维保信息录入与传递的及时性、真实性、完整性

远程监控平台主要是采用时间管理的模式，对某一辆车的维护中，前一个工作环节如果信息录入不及时、不真实、不完整或不及时，后一个工作环节的人员将无法开展工作，从而促使每一个环节上的人员必须将信息及时的、真实的、完整的录入，进而杜绝了现有工作中出现的维修人员为了考核指标有意将传统单据上的信息篡改、遗弃等现象。

3.3提高机务工作及管理的效率

远程监控平台提高车辆机务工作的效率方面有很大的提示，经过现场作业填报测试，在理想状态下，对车辆小修，单据录入平均效率至少提高60%，同时对保养维护部分效率提高70%以上，随着相关人员对系统越来越熟悉，时间还会进一步缩短，效率还会进一步提升。在机务管理中，需要的统计报表只需点击几次页面就能得到，并且能够根据管理的需要定制个性化统计表格，从而提高管理的效率。

3.4 弥补技工之间技能水平差异

维修机务管理中应用监控系统以后，随着操作人员维修作业录入系统应用的次数增多，维修辅助功能越来越强大，技工维修故障时从原来对自身维修经验的依赖，变为可量化的维修辅助提示处理，提高维修效率，弥补技工之间技能水平差异，提升全部技工的专业素质。

3.5 提高维保质量和效率

远程监控系统通过采集车辆实时运行状态数据，并通过计算机替代人工对车辆的部分故障的诊断工作，降低工作量，减少重复、冗余、低效的故障排查時间，降低车辆维保时间和成本。通过提高机务维保信息录入与传递的及时性、真实性、完整性，杜绝了数据篡改与遗弃现象，管理者通过系统给出真实的考核数据，加强技工管理，提高维保质量。

3.6 对运营车辆的生命周期管理

通过CAN总线数据的采集应用，逐渐转变为以大数据分析结果来指导车辆维修与保养的体系，从而改变车辆保养与维修的人工分配、技能组成、材料成本分配方式，提高车辆机务维修、保养的信息化水平，实现对车辆及部件的整个生命周期管理。

3.7对驾驶员驾驶行为的分析

通过车辆CAN数据对行车安全、驾驶安全进行分析，有助于对安全事故的原因分析，从而吸取经验，降低该类事故的发生率，并对车辆夜间防盗、异常启动检测并报警。规范驾驶员行为，根据分析结果对驾驶员的驾驶行为向优秀方面引导和培训，提升乘客乘坐舒适度，降低因驾驶行为导致的车辆故障、交通事故的几率，有效降低能耗。

4.远程监控系统城市公交客车上的使用状况及问题分析

大部分新能源汽车监控是在电脑上Web 浏览器来监控电动汽车的运行状况，方式单一，无法随时检查运营车辆之前的状况。车辆机务维保平台与远程监控系统还不能很好的结合，对新能源公交车辆的状态数据管理缺少分析。

当新能源公交车辆的数据增多时，服务器端的数据库的性能会大大减少，影响数据库处理数据的效果，降低数据库的运行速度和占用率，所以要优化数据库的性能，提高整个系统的处理和存储数据的能力。

针对新能源汽车的故障诊断，不能判断产生故障的部位和严重程度，会造成不能及时对新能源车辆进行保养，还不能保障新能源汽车在驾驶过程中的安全性。

5、小结及展望

远程监控系统在新能源车辆机务管理中的应用，重点在于通过监控数据，进行数据的有效处理，能够做出相应的分析模型。如电池组的检测要点而言，应该主要分析其电池组、传感器、冷却系统、辅助电池等。其中电池的冷却系统主要值得是由风扇、温度传感器等部件所组成的系统，能够随时对进气口的温度进行详细的检测，一旦数值不正常，超过常规值，系统就能自动的启动冷却风扇，以避免故障的发生，对电池寿命产生影响，这个过程既要监控电池组的整体数据，还要同时要监控电池单体的充放电性能变化，关键点在于二者与电池控制系统的故障关系，能够找到其核心点，给机务维修管理提供决策依据。

远程监控系统在对车辆今后发展运用的难点在于要能够对数据处理做二次程序开发，在检测到大量数据的同时，直接将数据分析模型转化为曲线走势图，可以直观监控。其次还要能生成重要的数据报表，按照机务工作特点，做到维保工作全流程记录，无纸化办公，精准化管理，多维度统计分析等效果，对于降低机务成本拿出有力的数据支撑与有效的管理工具。

参考文献

【1】 谢 辉，肖 斌，郝明德，周能辉，电动汽车示范运行无线远程监控管理系统的开发研究，汽车工程，2006，28（8）

【2】 钱义伟 基于CAN总线的车载数据采集与通信装置的设计与实现：[湖南大学硕士学位论文]，湖南大学，2013年5月

【3】 晏双鹤 汽车运行状态远程监测与故障预测系统—车载系统研究与开发：[重庆交通大学硕士学位论文] 重庆交通大学，2009年4月

【4】 李锡桥 汽车远程在线检测与故障诊断系统研究：[吉林大学硕士学位论文] 吉林大学 ，2015年11月

【5】 葛青 基于远程监控的纯电动公交里程估算专家系统：[专业硕士学位论文] 大连理工大学， 2017年10月

张睿 男，汉族，籍贯：甘肃.永昌 ，1983年11月生， 重庆公共运输职业学院汽车工程系，职称：讲师/工程师  硕士，研究方向：汽车运用与维护、交通运输安全。