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关键字:地铁车辆、聚酯玻璃钢、司机台
1 引言
由于玻璃钢(FRP)具有质轻、高强、抗冲击、耐腐蚀、可整体加工成型等优点,已被许多国家在轨道车辆上采用,为实现高速、节能带来效益。随着我国轨道交通行业的发展,玻璃钢在我国城轨地铁车辆上的应用也取得了较大进展,已成为地铁车辆部件的重要原材料之一。
玻璃钢制品不受零部件形状的限制, 许多复杂结构用玻璃钢成型比较简便。而聚酯玻璃钢更因其强度高、重量轻、易成型,易着色的优势,被越来越广泛地应用到地铁车辆司机台的设计制造过程中。
2 聚酯玻璃钢复合材料的特性
玻璃钢是一种质量轻、强度高的工程复合材料。它的基体是一种高分子的有机树脂,用玻璃纤维或其制品作增强材料,因此也可称为玻璃纤维增强塑料。其比强度(即强度与质量密度之比值,优质的结构材料应具有较高的比强度,才能尽量以较小的截面满足强度要求,同时可以大幅度减小结构体的自重)可与钢材相媲美。有关材料的质量密度、拉伸强度及比强度参见表1。
通过以上的分析对比可以看出聚酯玻璃钢在耐燃、发烟、毒性及耐热方面稍劣于酚醛玻璃钢,但其工艺实现性明显优于酚醛玻璃钢,更适于手糊法制作。成型简单,受温度影响较小。工艺简便,可以一次成型,经济效果突出,尤其对形状复杂、不易成型的产品,更突出它的工艺优越性。
3 聚酯玻璃钢司机台应用现状及性能说明
司机台设计不仅要保证司机操作的可靠性及安全性,也需满足人机工程学及工程美学。
目前地铁车辆上司机台主要有铝合金拼焊台体及玻璃钢台体两种结构。由于金属件在造型上的相对局限性以及考虑整车减重的原因,玻璃钢结构的台体应用的更为广泛。一般地铁车辆司机台需具备以下特点:较为复杂的流线曲面造型及着色要求;较高的强度以满足设备安装要求;较高的防火性能以满足轨道车辆安全防火要求等。通过对司机台以上特性的分析可以看出,聚酯玻璃钢本身的物理性能及突出的工艺优越性,完全符合形状复杂、不易整体成型的司机台的制作。
聚酯玻璃钢司机台在工艺制作上采用手糊法,工艺简单,可以一次成型,整体承重,内部可灵活预埋金属支撑件,稳定性更佳。图1为司机台手糊成型工艺流程,地铁车辆聚酯玻璃钢司机台实物照片如图2所示。
4 结语
聚酯玻璃钢复合材料是由基体材料和增强材料复合而成的多相体系固体材料。它充分发挥了各组分材料的特点和潜在能力。具有质轻、高强、抗冲击、耐腐蚀、电绝缘性能好,工艺简单,可整体加工成型等优点,因此广泛用于地铁车辆司机台的制造。随着轨道车辆工业发展的需要,聚酯玻璃钢将被越来越多的应用到城轨地铁车辆的设计制造中,为实现高速、节能带来效益。
参考文献
[1] GB 50157-2003,地铁设计规范[s].
[2]顾王飞.第三代阻燃技术及应用[C]//玻璃钢学会第十五届全国玻璃钢/复合材料学术年会论文集,2003:287—292.
关键词:清洁能源汽车;发展现状;发展前景
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.201
1 前言
汽车产业的发展,不仅有力的拉动着一个国家的国民经济的综合发展,还能有效地促进城市的现代化建设。汽车产业对科学技术、劳动业、建筑业、服务业、重工业、轻工业等相关产业的发展有着重要的带动作用。比如说在美国每6个就业岗位就有一个与汽车有关。据专家预测,到2030年,我国汽车相关产业从业人员将达1亿以上。随着市场需求的不断扩大,汽车工业的发展潜力也非常之大,但是随之带来了严重的环境问题和资源危机,对人类社会与经济的可持续发展带来了不容忽视的影响,故清洁能源汽车的发展势在必行。
2 正文
贵州省清洁能源汽车产业也开始在政府的支持下,朝着健康的方向蓬勃发展。如省政府办公厅出台《促进新能源汽车推广应用的意见》(以下简称意见)明确,各级政府机关及公共机构2015年购买的新能源汽车占当年配备更新总量的比例不低于20%;2016年不低于30%,并确保逐年提高等。
意见提出,对在贵州省生产或销售并纳入国家《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》的纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车按照国家标准的50%进行补助,并免征免征车辆购置税、车船税。比如在贵阳,纯电动车型按照续航里程的进行阶梯化地方补贴。购买进入新能源车型目录的纯电动车型,根据续航里程的不同,购车补贴可达3.75―8.25万元不等。而在插电式混合动力车型方面,购买进入贵阳新能源车型目录的插混车型,可以获得4.5万元的补贴总额。新能源汽车在享有补贴的同时,意见也明确给出了其享受的一些"特权"。如实行独立分类注册登记、新车入户自主选取车牌便利,省内异地零距离检车、不受摇号上牌、尾号限行等政策都加快了贵州省新能源汽车的发展步伐。如去年由奇瑞万达交付给贵州公交公司的新能源公交车就有几千辆,包括新建成的中环路BRT专用公交车等;再如预计今年年底在筑建成的规划年产能30万台的吉利新能源汽车项目等,足以说明目前贵州省新能源汽车市场的发展前景。
在今年刚召开的全国两会上,总理所作的《政府工作报告》中首改新能源汽车为 “清洁能源汽车”, 重申“要强化机动车尾气治理,基本淘汰黄标车,加快淘汰老旧机动车,对高排放机动车进行专项整治,鼓励使用清洁能源汽车,在重点区域加快推广使用国六标准燃油”。这无疑是新能源汽车发展线上的又一转折点。
从定义上来说,清洁能源的范畴比新能源更加广泛,主要是指用清洁燃料代替传统燃油的环保型汽车,属于广义的新能源汽车。资料显示,除了混合动力汽车、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车等新能源汽车,现阶段可用于汽车的清洁能源还包括了天然气、甲醇、乙醇、太阳能、沼气等等。
(1)天然气汽车。天然气汽车是以油改天然气为燃料的一种气体燃料汽车。截至目前,我国的天然气汽车的运营数量和规模十分巨大,并具备十分成熟的技术与运营经验。数据显示,截至2015年底,我国CNG(压缩天然气)汽车保有量达496万辆,LNG(液化天然气)汽车保有量约为23万辆,天然气汽车总保有量达519万辆,CNG汽车加气站为4700多座,LNG汽车加注站为2650多座。中国已成为全世界天然气汽车保有量的第一大国。
(2)氢燃料电池车。氢燃料电池车的驱动力来自于车上的电动机,氢燃料电池车可以理解为一辆“自带氢燃料发电机的电动车”。国际上很早便有氢燃料电池汽车相关技术开发,如丰田Mirai是全球首款氢燃料电池乘用车,也是少数实现量产的车型。此外本田、现代、奔驰等都推出了氢燃料电池车型。北京奥运会和上海世博会上使用的氢燃料电池车都展示了我国在氢燃料电池车开发应用上的实力和进步,但我国氢燃料电池的研究水平与欧美一些发达国家相比,尚有一定差距,主要表现在我国氢燃料电池轿车车重200多千克,价格贵5倍以上。而且氢燃料电池车仍然处于技术验证与特定考核试验考核阶段。
(3)甲醇汽车。甲醇汽车就是以甲醇作为主要燃料的汽车,也能以汽油或汽油-甲醇混合燃料为燃料,是一种甲醇-汽油燃料灵活转换的具有节能环保科技含量的新型汽车,也可以由普通汽车改装而成。甲醇汽车较常规动力汽车具有动力好、尾气常规排放量下降、经济性等优势。今年3月12日, 吉利汽车在贵阳市举行甲醇出租汽车批量交车仪式,200辆吉利甲醇汽车正式交付贵州蓝色众联甲醇出租汽车有限公司投入运营。据悉,该批车辆投入运营后,贵阳市吉利甲醇出租车市场保有量将达到600辆。2015年6月,贵阳市获批成为全国甲醇汽车试点城市后,贵阳市委、市政府高度重视并精心组织实施甲醇燃料及甲醇汽车的推广应用工作,制定出_了《贵阳市出租汽车及驾培行业推广甲醇汽车项目实施方案》等一系列行之有效的优惠政策与措施。根据该政策措施,此次吉利控股集团针对蓝色众联公司落地交付200辆吉利甲醇出租汽车,标志着贵阳市推广应用甲醇汽车又迈出了可喜的一步。预计至2017年末,贵阳全市将新增吉利甲醇汽车近3000辆。
3 结束语
中国作为汽车制造第一大国,汽车动力系统发展潜力是巨大的,清洁能源汽车带来的不仅是一个新的课题,或将是一个新的市场机遇。
参考文献:
[1]吴军瑶,罗捷.中国新能源汽车产业发展现状及其问题研究[J].2013(04).
[2]黄安华.清洁汽车-中国未来汽车发展的主流[J].世界汽车,2005(05):12-14.
[3]贵州省政府办公厅.省人民政府办公厅关于促进新能源汽车推广应用的意见[S].黔府办函,2015(155).
[4]陈全世,信继欣.中国电动车辆研究与开发[M].北京理工大学出版社,2005.
关键词:混合动力汽车;原理;控制策略;发展趋势
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.221
0 引言
伴随全球石油资源的稀缺及人们环保意识的逐步增强,亟待研发出一种节能降排,乃至零排放的绿色环保汽车产品。因而,全球各国及众多汽车制造商均纷纷投入到研发各种类型电动汽车的行列中。电动汽车品种繁多,包括有纯电动汽车、燃料电池汽车以及混合动力汽车等。就现阶段技术发展实际情况而言,纯电动汽车应受电池性能制约,续驶里程不足,因而无法进行推广。燃料电池汽车则要投入大量的生产成本,难以在短时间内实现产业化。尤以混合动力汽车最值得产业化、规模化生产。混合动力汽车,指的是动力来源方式多种多样,广义而言,混合动力即为选取汽油驱动、电力驱动两种并用的方式。凭借新型混合动力汽车耗能低、排放量少,动力功能相较于传统汽车无显著差异,生产制造成本却较纯电动汽车更低,因而近年来针对混合动力汽车的研究研发成为一个热点方向[1]。由此可见,对混合动力汽车原理与发展趋势开展研究,有着十分重要的现实意义。
1 混合动力汽车的优点
混合动力汽车是指应用传统燃料,并辅以动力单元一般选取一台发动机或者动力发动机组,混合动力车辆主流大多为汽油混合动力,相较于传统燃油汽车,混合动力汽车在汽车能源消耗、尾气排放等方面均实现了一定改良。混合动力汽车主要优点在于:1)混合动力汽车可确保电池始终维持在有序的工作状态下,不出现过放、过充现象,在缩减了蓄电池体积、容量的基础上,还提升了汽车的最高行驶速度,提升了电驱动续驶里程,延伸了蓄电池的有效使用周期,减少了汽车生产成本。2)混合动力汽车实现了一系列动力设备器件的科学配合、合理控制,包括燃油发动机、电动机以及储能器件电能,极大程度提升了汽车续驶里程,可实现与传统燃油汽车的同等水平,使纯电动汽车续驶里程不足的问题得到有效解决。3)混合动力汽车通过应用混合动力,可对负荷多或者少过程中的功能输出、能量控制开展灵活调节,使车辆在行驶期间,可对下坡时、制动时以及怠速时所需的能量进行极为便利地回收。混合动力汽车具备低油耗、低排放的优点,同时可改善能量有效利用率。4)混合动力汽车可降低对大气的污染,混合动力汽车在行驶过程中对应应用的燃料相较于一般动力存在显著差异,因而具有低排放,甚至零排放的对应要求标准。
2 混合动力汽车分类及原理
2.1 串联式
串联式系统是通过内燃机作用于发电机使其发电,基于此形成的电能,经调节单元沿电机转化成车辆行驶需求的动能,进而使汽车得以驱动。此类动力系统在众多城市公交汽车上得到广泛推广,并收获了可观的应用成效,不过在一些轿车上的应用则尚未普及。串联式系统结构,如图1所示。
该种系统工作原理为:蓄电池组将发动机维持在一个较为稳定的工况下,汽车开展行驶期间,蓄电池组电量饱和,于此情况下,汽车便无需辅助动力系统运行,进一步实现正常行驶目的;一旦蓄电池组电量不足六成时,汽车便需要借助辅助动力系统进行驱动,在这种状态下,这一系统可为蓄电池组进行充电处理,进一步使蓄电池组能够重新投入到运行当中[2]。倘若汽车在行驶期间所需动力太大,蓄电池组、辅助动力系统便可同时运行,以确保可提供充足的动力;倘若汽车所需动力较少,则辅助动力系统便可完成为蓄电池组开展充电的工作。
2.2 并联式
并联式系统针对多种不同行驶工况均可予以应用,特别在一些条件较为恶劣路况下,并联式系统更是具备特有的优势,该种系统所含的传统内燃机驱动系统、电机驱动系统,它们既可独自运行,还可同时协调运行,发动机可为车辆驱动直接提供动力,不存在能量转换,能量损失小。并联式这一联结方式结构得到了充分简化,并且可极大水平降低生产制造成本。现阶段,全球范围内一些大型汽车生产商均采用了该种联结方式。并联式系统结构,如图2所示。
该种系统工作原理为:发动机、电动机相互于驱动桥上以并列方式开展连接,在驱动车辆过程中,发动机、电动机或是独立驱动汽车,或是共同驱动汽车。发电机驱动后轮动力与驱动电动机驱动前轮动力开展组合,在各式各样路面上不仅能够单独驱动,还可共同驱动,电动机即可作为电动机又可作为发电机,动力性能佳。
2.3 混联式
混联式系统于起步、低速段推行纯电动、串联模式,同时综合汲取了上述两种系统的优点,该种系统能够更为自由地结合汽车行使实际情况来对内燃机功率输出、电机运转开展控制。混联式混合动力系统相较于串联、并联模式更为省油,经采取混合驱动模式,对内燃机、电动机相互转速关系开展综合控制,可于车辆上陡坡、急加速等工况下,一方面确保动力性能,一方面顾及系统运行效率。混联式系统结形式为同轴直联式,由发动机、电动/发电机以及驱动电动机混联组成,作为一种较为完备的动力系统,其有着耗能低、排放量少、加速性等特征。混联式系统结构,如图3所示。
该种系统工作原理为:发动机产生的机械能,可经由机械设备直接使车辆得以驱动运行;发动机产生的机械能,可经由发电机转化为电能,再通过电动机使车辆得以驱动运行;电池连接于发电机、电动机相互间,可对其进行充电或输出辅助动力。
3 混合动力汽车发展趋势
伴随石油资源的越来越紧张,全球各国不断对主要以石油为燃料的传统动力汽车开展研究,以期可以更好地应对当前能源稀缺的发展形势。于此同时,伴随人们环境保护意识的逐步增强,电动汽车、混合动力汽车必然会转变成未来一段时间里汽车发展的主流,该种新类型的动力汽车相较于传统动力汽车是一场全新的汽车革命,强化混合动力汽车研发,可积极促进国民经济有序健康发展。近年来,计算机技术、自动控制技术以及一系列智能控制技术(诸如神经网络控制系统、自适应控制技术、模糊控制技术)在混合动力汽车中的逐步推广,将进一步推动混合动力汽车的不断发展[3]。
(1)推进控制策略的进一步优化。现阶段,我国混合动力汽车控制策略相关研究依旧处在起步发展阶段,还不太成熟。显而易见,相较于串联式控制模式,并联式控制模式要难得多,很大原因在于采取控制策略期间,往往还需考虑燃油成本、车辆运行工况及发动机各项性能等一系列因素,这很大程度上会提升其复杂性。鉴于此,针对现阶段发展实情而言,对当前控制策略开展全面优化是当务之急。
(2)并联式混合动力汽车中选取的小容量蓄电池组、小功率电机是一种具备一定发展前景的控制策略。一方面其可减少生产制造成本,一方面其可减轻混合动力汽车自重,有着更高的性价比,可算得上是一种相对理想的系统型式。值得注意问题的是,在应用该种系统时如何有效获取整车最佳燃油经济性。
(3)控制系统模块化。经由功能模块发展、组合,进而不断达成汽车动力的电气化。通过不断强化每一模块协调性,实现“一动而动全身”,并确保每一模块的各自独立,即便一个控制模块出现异常情况,亦不会对车辆行使整体安全性带来不利影响[4]。
4 结束语
总而言之,伴随人们对环境保护要求的逐步严苛,混合动力汽车是汽车行业发展的主流方向,混合动力汽车技术,作为一种可持续、多样化、可再生新能源时代的共性技术,势必能够得到越来越有效的发展。鉴于此,相关人员务必要清楚认识混合动力汽车的优点、混合动力汽车分类及原理,全面分析现阶段提出混合动力汽车控制策略中存在的不足,结合混合动力汽车发展现状,不断钻研研究、总结经验,对优化控制策略开展优化,强化对混合动力汽车控制策略的研究,积极促进混合动力汽车有序健康发展。
参考文献:
[1]马旭.混合动力汽车结构、原理及发展前景研究分析[J].中国科技纵横,2010,09(22):06-08.
[2]朱玉强.浅议混合动力汽车原理及发展前景[J].山东工业技术,2015,13(07):67.
[3]o怡飙.混合动力汽车现状及发展趋势浅析[J].汽车与配件,2015(50):49-51.
关键词:市场现状;发展趋势;运营模式;二手车市场;7s
未来十年中国汽车市场自主品牌将完成从"中国制造"到"中国创造"的发展过程,针对我国汽车市场发展快且消费需求变化快的情况来说,我国汽车市场必须弥补缺乏规范、先进的二手车经销理念和完善的全国性二手车交易市场信息网络系统等问题,推出一系列适合国内汽车行情的解决方案。
一、中国汽车市场现状及趋势
(一)国内汽车市场总体情况及趋势
目前,中国汽车市场不仅发展快,而且汽车消费需求变化也快,这对于中国汽车产业来说,将迎来下一个黄金十年,自主品牌将完成从"中国制造"到"中国创造"的发展过程。预计未来十年,我国汽车市场年均增长率将达到7.1%,到2020年中国汽车市场的销量有望占据全球汽车总销量的一半以上,将是美国市场销量的两倍左右。
(二)国内二手车市场现状及趋势
(1)二手车市场发展迅速,区域特性表现明显;
(2)以新车产销量和经济的增长促进二手汽车交易;
(3)品牌二手车置换有其自身的优势。
二、国外汽车市场的的现状及主要特点
(一)国外汽车市场总体情况及特点
国外尤其是美国,对消费者行为分析的研究是非常成熟的,随着美国汽车的快速普及,对服务的需求迅速上升,在美国廉价汽车的攻击下,德国、英国、法国、意大利、西班牙、日本等其他国家纷纷进口美国的汽车,形成了各自的汽车后市场。
(二)国外二手车市场的总体情况及特点
发达国家二手汽车交易量均远远超过新车的交易量,一般均比新车高出一倍以上,已经形成了市场规模效应。其次,国外的二手汽车市场已经建立起了一套比较完善的旧车认证、置换、拍卖、收购和销售体制,二手车实行规范化的售后服务标准。
三、相比国外我国汽车市场存在的问题
(一)缺乏创新的营销模式
汽车消费分为两大块:购车和用车,前者鼓励消费者买车,表现形式和成绩比较直观,所以也为专家和有关部门所关注和推动。目前大多数拯救车市的方案和措施,也都是鼓励消费者松开口袋去买车。相比之下,用车因为涉及到的工作比较零碎和庞大,提升车市的成绩也不如购车那么直观,因此受到的关注度并不高。
传统意义上,我们分析中国汽车市场,曾经认为先发展起来的地区,即所谓"一线城市",北京、广州、深圳等,汽车消费已经趋于饱和,销售增长重点会向"二三级城市"转移,甚至连这些城市也正在走向饱和。重点将进一步向所谓"四线五线"城市,即县城和乡镇转移。这些传统型的汽车市场问题不能够将解决,目前二手车销售市场前景广阔,但我国在这方面没有权威的市场,没有创新的营销模式吸引购车人员的兴趣。
(二)二手车市场高速发展背后隐藏的问题
(1)交易市场功能单一,缺乏现代营销手段,基本靠收取交易费生存。
(2)受新车降价影响,二手车经销商经营风险加大。
(3)二手车行业法规严重滞后,时效性不足。
(4)行业诚信缺乏有效监督。
(5)交易行为不规范,缺乏有关行业标准。
(6)二手车价值评估随意性较大,实际估值与理论价值差异很大。
(7)缺乏运作规范、理念先进的二手车经销商。
(8)尚无完善的全国性二手车交易市场信息网络系统。
四、对我国汽车市场现存的问题做出解决方法
(一)从用户需求的分析出发解绝问题
1、用户对汽车使用年限预期相对较短,近40%的用户对车辆的计划使用年限为3-5年;其中,市场保有量相对较高的紧凑型和小型车用户对车辆的期望使用年限相对较短。
2、超过半数用户计划"以二手车售出"的方式处理旧车,在选择旧车处理方式方面,半数的用户把"以二手车售出"作为处理旧车的主要方式。
3、用户期望的二手车业务主体,多数用户希望由"品牌特约经销商"、"汽车厂商"或"二手车评估机构"开展二手车置换业务。
通过以上三方面调查发现,大多数用户对汽车的使用年限为3-5年,那么汽车过了用户心中的理想年限之后,用户则想以二手车出售的方式处理旧车,最后在用户的心中,除了品牌效应和汽车厂商这些原有条件外,专业的二手车评估机构和专业的二手车交易市场也占相当大的比重。
二手车销售已在用户心中占相当大的比重,但是我国二手车市场存在一个需规范的问题,虽然现有的4s、5s、6s店对汽车的后市场服务也很专业,但是随着发展逐渐也解决不了用户在购买新车过后的下一阶段想专业二手车置换的需求,用户都会对不专业的二手车服务市场有些戒备。
(二)解决问题推出7s政策:
整车销售 Sale精品二手车、售后服务Service 精细售后、二手车置换 Secondhands 满意置换、汽车落户Settlement Of Automotives、零配件Sparepart 品质保证、信息反馈Survey 欢迎指导、教育培训School专业专注。
(1)整车销售:加强面对市场竞争不依靠价格战细分用户群体实行差异化营销加强销售队伍的目标管理。秉承着服务流程标准化、销售指标细分化、服务指标严格化的原则,打造出7S店的一流销售团队。
(2)售后服务:7S店在整车销售服务项目完成后所进行的售后服务,包括产品介绍、送货、安装、调试、维修、保养、汽车美容、技术培训、上门服务等一系列服务。
(3)二手车置换:是消费者用二手车的评估价值加上另行支付的车款从品牌经销商处购买新车的业务。二手车置换的流程:出售旧车、保留号牌、更新指标、购新车、验车上牌。手续:①机动车登记证书;②机动车行驶证;③购车发票;④车主身份证;⑤车辆购置附加费证明;⑥保险单。
(4)汽车落户:消费者在7S店里无论是购买了新车还是二手车都可一再这里把汽车落户的手续全部办完。服务项目包括:验证手续、办理移动证、验车、缴纳购置税、领取车牌照、最后建档备案。
(5)零配件 :7S店里的配件非常齐全且价格便宜,售后有保障可以让消费者在这里放心购买所需的配件。
(6)信息反馈:7S店为了给消费者营造良好的看车、选车及售后服务等项目并实现"数字化"市场网上服务。客服中心,为消费者提供"一站式"便捷服务
(7)教育培训:汽车7S店为提高个方面想了解和学习专业汽车知识的人们提供一个平台,让人们在实地上锻炼社会实践能力和动手操作能力,同时也是汽车人才培训的基地。
(三)7s的实例--国内首家7s汽车大楼
7s大楼位于齐齐哈尔市南苑开发区齐齐哈尔工程学院,是国内首家7s店。大楼占地面积3万7千平米,具有室内面积,7层全景阳光展厅,配有车辆电梯,是唯一的车辆出入途径,保证车辆安全。配有专业的销售团队进行一对一的售车,还有全市唯一的一家公办车管所分支车管所,为顾客办理一切车方面的手续(落户、转户,等)。在二手车方面还推出了二手车贷款业务,解决用户资金问题。
五、结语
7s的优势就在于解决围绕汽车的一切问题,符合我国汽车市场发展快且消费需求变化快的情况,在客户需要的时候,及时提供给客户在同一个理念下的最优质的服务,同时还可以增加社会上专业的汽车人才,让我国汽车市场加速发展,尽快与国际汽车市场接轨,使我国形成一个更强大的汽车市场。
参考文献:
[1]秦聪.汽车网络互动营销趋势分析[J].中国汽车界.2010,(9).
关键词:我国物流工程;现状;发展趋势
一、关于物流工程及其特征
物流工程是近年来形成的新学科,也是一个技术含量很高的学科。物流,顾名思义,指物的流动,是一种创造时间性、场所性价值的经济活动,主要表现为物质资料从供给者向需要者的物理性移动。二十世纪七十年代时,物流概念始被引入我国。经过二十多年的发展,到新世纪的第一年,跨国公司大举进入,我国的信息技术也迅猛发展,现代物流开始得以在经济生活中推广应用。
物流工程又被称为物流系统工程,概括来说,是一种综合性组织管理活动。具体而言,指在物流管理中,把物流和信息流看作一个系统,融为一体,把生产、流通以及消费的全过程看作一个整体。
很多大型的物流中心的物流设施一般都是高度自动化,在物流工程建设前通常有大量的工程技术人员对工程进行分析和进行工程设计,待工程建成后,还要有工程技术人员对其进行维护、管理。即使物流工程的自动立体仓库、运输车辆以及装卸搬运设施的建设等,也会进行科学的规划和设计。
物流工程有着自己明确的目标和特性,其一般包括如下几种:
1.服务。物流系统是“桥梁、纽带”是流通系统的特征和作用,而物流系统正是其中的一部分。作为纽带,物流系统具体地联结着生产和再生产以及生产和消费,服务性是其第一个特性,服务也是物流系统的第一个目标。采取送货、配送等形式开展工作就是物流系统服务性的体现。在技术方面,物流系统会采用“准时供货方式”以及“柔性供货方式”等,也是为了实现物流系统的服务性目标。
2.快速、及时。作为流通系统的一种,为了良好的服务,物流系统需要做到快速、及时,及时性不但是是流通对物流提出的要求,还是其服务性的延伸。对于物流系统来说,快速、及时不仅是一个传统目标,更是一个永远的现代目标。为了实现这个目标,在物流领域通常采取联合一贯运输、高速公路、直达物流以及时间表系统等管理和技术。
3.节约。在经济领域,节约是一条重要规律,而在物流领域,由于流通过程消耗大,所以这里的节约不止指流通时间的节约,还有尽量降低投入来提高相对产出,以做到基本上不增加或提高商品的使用价值的节约手段。
4.规模化。生产领域的规模生产是早已经为社会所承认的,而将此作为物流系统的目标,也是为了追求“规模效益”。通常在物流领域会以分散或者集中等不同的方式来建立物流系统,并以此研究物流集约化的程度,这种做法就是为了实现物流系统的规模优化的目标。
5.库存调节。这一目标既是物流系统服务性的延伸,更是物流系统宏观调控的要求,其中,还包括物流系统本身的效益。为了实现这一目标,通常会在物流领域中通过正确确定库存数量、库存结构、库存方式以及库存分布的方式来进行。
二、我国物流工程的现状
2001年也被称为中国物流发展的起步年。这一年,全国第一家物流行业协会挂牌。自加入世贸组织后,我国物流产业整体保持持续、稳定、快速的发展,但是仍存在诸多不足。其主要表现为:
1.物流管理分散,物流整体效益较差。多年来,我国物流工程管理一直沿袭计划经济体制模式。物流工程管理本来是一个系统资源,可这种模式使得物流工程的管理权限被划归若干个部门,比如铁路直属铁道部,公路、水路直属交通部,航空运输资源直属航空总局。物流管理和资源的这种分散化使得物流企业的运作效率极低,这种现状大大阻碍了物流工程的发展,也严重制约着物流在全社会范围内整体统筹和规划的经济合理,妨碍了物流的社会化进程。
2.物流企业基础设施不配套,自动化网络程度低。我国物流工程的费用集中表现为效率低下,成本极高。近些年来,我国物流行业的整体硬件环境虽然改善较多,物流作业能力也得到了大幅提升,但物流效率的低下导致物流工程的成本非常高,已经远超过发达国家水平。
在基础设施上,我国传统物流工程仍然表现为投入不足,自动化信息程度很低。在物流工程的仓储、运输以及配送等各个环节上,因为没有自动化信息网络,大多仍然以手工为主,做不到优化调度、有效配置。在物流过程中,多数企业很难做到在预定时间送货,而且还经常出现断货,对客户做不到不及时回应。这些问题造成了物流工程的管理水平低,管理效率低下,配送成本高,客户的满意度也比较差,物流工程的盈利能力自然也不高。
3.物流企业规模小,整体物流规划不够理想。当前,我国物流工程管理比较分散,物流企业的规模也较小,物流部门自成体系,条块分割现象也比较严重,极端缺乏整体物流规划。而且,综合性物流公司比较少,大多数物流工程的运营方式比较单一,物流工程中对货物的仓储、运输以及配送出现很多无效的作业环节。
4.物流工程的专业化程度不高。目前,我国物流工程“大而全”、“小而全”的现象比较多,物流工程的运输以及仓储的专业化及现代化水平还比较低,物流中心以及配送中心的建设,还有集装箱运输的发展都很缓慢。这种现状直接导致了物流工程成本过高,效率低下,很难提供综合性的物流服务,也很难实现社会物流和企业物流的一体化。
5.物流人才的缺乏制约了物流业的发展。随着我国物流业的快速发展,物流专业人才的匮乏已经成为制约我国物流发展的瓶颈。近些年来,全国普通高校开设的物流专业仍远远满足不了市场需求以及企业需求。由于物流教育和培训的缺乏,加之我国高等院校中硕士、博士生的层次教育也刚刚起步,所以造成中高级物流人才较少,而这些人才,正是能够切实为企业提供有效方案的人才。
三、我国物流工程管理的前景
综合上述分析,我国物流工程管理前景看好。现代物流势态及其就业前景也被称为“尚未开发的新大陆”“促进经济增长的加速器”。 据中国物流业内人士预计,中国物流需求的高速增长期将会持续10~50年。可以说,随着人工、原料、制造成本等的日益趋同,物流工程已经成为企业的“第三利润源泉”。
参考文献:
[1]宋伟刚,刘杰.物流工程的现状及其发展趋势.[J]机电一体化,2002.01.
关键词 高等职业院校;技能人才;智能交通;人才需求;调研;珠三角地区
中图分类号 G718.5(65) 文献标识码 A 文章编号 1008-3219(2013)23-0009-04
一、调研背景
广东的智能交通系统ITS(Intelligent Transportation System)建设相对全国其他省份起步较早,到2012年底,全省开通的电子不停车收费(ETC)车道超过450条,粤通卡全年用户保有总量突破170万,数量全国第一。目前,珠三角地区的机动车和驾驶人员管理基本实现了信息化,并在城市综合交通信息平台、智能公交调度、城市交通智能控制、高速公路管理等方面取得显著效果[1];电子警察、ETC技术、GPS技术、GIS平台等先进装备和技术在广东交通系统中被广泛使用。智能交通技术的广泛应用与快速发展,需要大量懂交通安全法规、掌握交通工程基础知识及行业标准、具有智能交通设备及系统使用与维护能力的复合型人才。然而,目前我国智能交通从业人员主要来自传统的交通行业和新兴的信息产业,人才结构不合理。
广东交通职业技术学院是国内较早开展智能交通专门人才培养的高职院校。学校的智能交通专业作为国家骨干院校重点建设专业,在人才培养模式和课程体系改革方面做了有益探索,培养的学生普遍得到企业认可。但与智能交通行业发展速度及其人才需求相比,学校专业建设仍存在许多不足。基于此,调研组对珠三角智能交通行业高技能人才现状及需求、岗位设置、岗位能力及技能要求等方面进行了深入调研,根据调研情况对专业改革的方向进行探索。
二、调研范围
根据制定的调研方案,调研小组通过Email、电话、问卷等形式对12家大型企业、18家中型企业、10家小型企业和3所职业院校及80多位相关专家进行了调研,具体数据见表1。
三、珠三角智能交通高技能人才现状和需求
(一)珠三角地区对智能交通人才需求较大的行业
调查显示,珠三角地区对智能交通人才需求较大的行业有高速公路(占24%)、城市道路(占20%)、智能站场(占17%)、电子地图(占14%)、卫星导航(占13%)、停车管理(占7%)、物流运输(占5%)等,其中高速公路、城市道路和智能站场三个领域智能交通高技能人才需求占需求总量的一半以上(达51%)。
1.高速公路
高速公路涉及的智能交通岗位有监控系统安装与维护、收费系统集成与施工、收费系统故障诊断与维护、高速公路机电系统施工等。到2012年12月,广东省高速公路总里程达5500公里,为了保证高速公路的正常运行,需要建设与之配套的高速公路收费设施[2]。高速公路快速发展趋势,势必需要大量的机电系统从业人员。
2.城市道路
城市道路涉及的智能交通岗位有交通控制系统安装与维护、电子警察系统安装与维护、城市道路监控系统安装与维护、交通信息系统安装与维护、城市道路控制系统技术管理等。在“十二五”交通规划中,智能交通将成为交通规划的重要组成部分,2013年总体市场规模将达到459.5亿元。交通部已经启动新一代智能交通系统发展战略和应用物联网技术推进现代交通运输策略研究两个重大研究项目,对未来5~10年发展进行谋划。如此巨大规模的投资建设,吸引了大批企业涉入,势必需要招收大量的智能交通技术人才。
3.智能站场
智能站场涉及的智能交通岗位有公交监控与调度、公交监控系统安装与维护、公交信息采集与、智能站场技术管理等[3]。对于大型的公交枢纽,大量的车流、人流在此汇集,在有限空间的站场内,如果不能很有效地调度公交车辆、疏理人流,很容易发生事故。广州众多的大型公交枢纽需要实施智能化管理,而智能化系统的实施需要智能交通技术人才的参与。
4.电子地图
电子地图涉及的智能交通岗位包括地理信息采集、电子地图制作、地理信息系统设计等。珠三角地区目前拥有GPS相关企业400多家,卫星导航定位企业数量约占到全国卫星导航定位企业总量的三分之一,广东省生产制造的卫星定位导航产品占全国的60%以上,需要大量交通监控电子地图制作人才。
5.卫星导航
卫星导航涉及的智能交通岗位包括GPS设备安装与维护、GPS数据采集、GPS监控安装与维护、GPS车载导航安装与维护等。随着北斗卫星导航产品民用及产业化,卫星导航产业将呈井喷式增长,预计到2015年,北斗卫星导航产业将达到500多亿元的规模;交通运输部规定,“长途运营车辆2013年6月1日后,凡未按规定安装北斗导航的车辆,不予核发或审验道路运输证”。因此,卫星导航设备的安装与维护方面的高技能人才有着巨大的缺口。
6.停车管理
据统计,广州目前登记的停车位仅有60余万个,与近240余万辆的汽车保有量相比,广州大量的停车位缺口已成为停车管理面临的重要难题。对停车实施智能化管理是解决停车难题的措施之一。智能停车管理系统包括车辆人员身份识别、车辆资料管理、车辆出入情况统计、位置跟踪和收费管理等内容。智能停车管理系统的建设实施有赖于技术型人才的参与。
(二)智能交通现有岗位人员分布情况
目前珠三角地区智能交通从业者一个显著特点是男性化、年轻化,智能交通行业目前还是一个男性化的职业,在被调查的企业智能交通工程师中,有95%是男性。调查显示,企业希望有更多的女性工程师加入到智能交通行业中。
调查显示,目前在智能交通岗位工作经验方面,具有6~10年工作经验的占10%,有46%的工程师拥有3~5年的系统集成经验,而有1~2年工作经验的从业者占23%。这表明有越来越多的新兴人才加入到智能交通行业中。
对智能交通从业人员学历要求的调查显示,本科占41%,硕士占11%,大专学历占6%,大专学历以下、博士及以上学历均占2%。智能交通行业属于高端研发领域,对从业者学历要求较高,要求至少应具备大专学历。
调查显示,公司提供的月薪在“2000~3000元”和“3000~5000元”的比例最大,分别是42%和32%,其他高薪以及低薪所占比例均较小。智能交通从业人员薪资待遇略高于其他行业,工作一年左右薪资可达到3000~5000元/月,而具备5年以上工作经验的智能交通系统工程师月薪可达到8000~15000元,从业人员薪资增长空间较大。
智能交通涉及到的岗位较多,主要有高速公路机电系统施工、监控系统安装与维护、收费系统安装与施工、收费系统故障诊断与维护、电子警察系统安装与调试、交通控制系统安装与维护等。其中,高速公路领域相关岗位占50%,城市道路领域相关岗位占30%,卫星导航岗位占13%,电子地图岗位占5%,具体如图1所示。
(三)智能交通人才需求现状
调研显示,智能交通人才仍然供不应求,75%参与调查的公司目前都急缺智能交通方面的人才,人才缺口巨大。
调研显示,95%的智能交通系统工程师及行业人士都认为智能交通非常有发展前途,有50%的工程师对此充满信心;有45%的工程师虽然对智能交通行业前景表示认可,但有时也会觉得迷茫。
四、智能交通专业岗位能力描述及技能要求
岗位能力及技能分析见表2。
五、结论及思考
(一)企业的建议
在走访调查中,企业认为智能交通行业的发展需要更高层次的技术技能型人才:一是智能交通行业的发展需要复合型技术技能人才。学校要改变传统的人才培养模式,拓宽专业口径,培养掌握交通运输工程基本原理和方法,业务上能够适应交通运输需要的复合型技术技能人才。二是加强前沿技术应用能力培养。加强无线通讯技术、微电子传感器、嵌入式系统的教学,特别要重视物联网技术对传统交通运输业改造、提升的重大作用,构建现代运输专业基础平台,以适应现代交通、智能交通的建设与发展。三是毕业生的素质需进一步提升。调查表明,大学生缺少吃苦耐劳的精神,缺乏社会责任感,企业建议在人才培养过程中加强应用技能训练,同时注重学生礼仪礼貌、吃苦耐劳、责任心、团队意识的训练。
(二)对智能交通专业人才培养的反思
首先,课程设置需进一步完善。由于智能交通专业设立时间比较短,在培养目标、课程设置上存在盲目性,对于要把学生培养成什么样的人才没有明确的目标,仅仅通过“重新组合”国内高等院校有关专业和课程来确立自己的专业和课程体系,套用本科的人才培养模式,自身的特色并没有形成,需进一步完善课程设置。
其次,学生社会适应能力需一步提升。智能交通类人才培养从某种程度上仍然沿袭着“以课堂为中心”的传统培养模式,忽视学生毕业后所从事的职业定位,教学内容与行业实际有脱节现象。校企联合培养缺乏长期的、系统的、实质性的合作。学生实习往往只能做一些简单而重复操作的事情,得不到很深的感性认识,社会适应性需进行一步提升[4]。
最后,要加强非智力因素的培养。目前本专业的培养目标是培养德、智、体全面发展,掌握必须的基本文化科学知识和智能交通专业必须的专业知识与技能,有良好的职业道德修养和敬业精神,具备较强创新能力和自学能力,能适应社会经济发展需要的高等应用型技术人才[5]。但在实际教学中,往往只重视知识与技能的传授,忽视思想道德、情商的训练,因此要加强非智力因素的培养。
参考文献:
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Investigation and Analysis on Talent Demand of Intelligent Transportation Specialty in Higher Vocational Schools
in Pearl Delta Region
CAO Cheng-tao,LIN Xiao-hui
(Guangdong Communications Polytechnic,Guangzhou Guangdong 510650, China)
【关键词】无人驾驶 脑控汽车 发展前景
1 前言
近些年,随着汽车工业的快速发展,汽车驾驶已经是现代人需要掌握的基本技能之一,在其拓展普及的同时,安全驾驶成为了现代社会最关注的焦点之一。所谓的安全驾驶就是要杜绝在汽车驾驶过程中存在安全隐患的行为,其中不安全驾驶包括:酒后驾驶、超速行驶、疲劳驾驶[1]、大灯晃眼、闯红黄灯、违法超车、急停急刹、随意变道、驾驶打电话、不系安全带等容易致使事故发生的行为。汽车所带来的安全问题多数出自驾驶司机的个人行为和个人原因,因此以人工智能辅助或者替代驾驶者驾驶汽车成为了汽车智能驾驶技术研究的主要趋势。
2 无人驾驶汽车的发展现状
2.1 国外驾驶汽车的研发状况
从上世纪开始国外就开始进行了无人驾驶汽车的研究[2][3]。所谓无人驾驶,是通过为车辆装配多种感应设备,包括车载传感器、GPS和摄像头等,配合车内的智能软件,如自适应巡航控制系统(ACC)等实现脱离驾驶员的自动驾驶汽车[4]。国外著名汽车企业及IT行业巨头谷歌都竞相亮相其在无人驾驶汽车技术研究的成果。截至目前,谷歌的无人驾驶汽车已问世6年多,这期间发生了14起事故,仅一次造成人员受伤[5];德国梅赛德斯奔驰的无人驾驶卡车在德国的Autobahn8公路上已经启动了上路测试,这是量产版自动驾驶卡车首次在高速公路上进行行驶;据英国《每日电讯报》15年2月11日消息,奥迪方面确认其首款采用无人驾驶技术的车型将于2017年上市。另外各大汽车制造商以及相关科技巨头表示无人汽车在2020年可以推出商用。美国内华达、加利福尼亚、佛罗里达及密歇根州为谷歌、奥迪等正在开发的无人驾驶车发放了公路试验牌照。这表明了一点:使用人工智能替代驾驶员来驾驶汽车被各大发达国家与科技巨头认可。这是因为无人驾驶汽车经过精密计算,由系统精确控制,在一般条件下,比真人驾驶应该更加安全可靠。无人驾驶汽车至少不会犯情绪上的错误,不会因为酗酒、生气、郁闷等精神原因而造成汽车失控,也不会因为人多、路窄、弯多等复杂路况而紧张,造成误操作。对长途行驶而言,无人驾驶汽车不会出现疲劳驾驶。在城市道路中,无人驾驶汽车不会闯红灯、逆行。在有限速标记的道路上,无人驾驶汽车会严格遵守规定,不会超速行驶。
2.2 国内驾驶汽车的研发状况
我国关于无人驾驶汽车的研究相对国外起步较晚,但是发展迅速。十几年前,国防科技大学已经开始对一款红旗轿车进行相应改装,研制出了红旗HQ3智能无人车,能实时处理岔道、斑马线和虚线;对车体姿态变动,自然光照变化及树木、路桥阴影都具有较强的自适应力。HQ3,其“大脑”是藏在后备厢里的计算机设备,车辆没有GPS 等导航设备,完全是利用自身的“环境传感器”来识别道路标线,进而依靠车载的智能行为决策和控制系统,实现正常汇入高速公路的密集车流中自主驾驶。于2011年,红旗HQ3智能无人车首次在复杂路况下公开进行无人驾驶的测试,并完成了从长沙至武汉近300公里高速公路路试。除了无人驾驶汽车的研究外,南开大学计算机与控制工程学院段峰副教授的研究团队与长城汽车共同合作研发 “脑控汽车”,这项研究通过脑电设备, 捕捉人在集中注意力时产生的脑电信号, 利用脑电信号识别系统分析人的驱车意图并向汽车发送操控指令, 以此实现人脑控制汽车的目的[6]。“脑控汽车” 颠覆了手脚并用的驾车方式,它可以利用人脑进行汽车操控并低速行驶, 但离真正投入生产使用还需要一定时间。由此可以看出我国在研究人工智能“替代”的同时也涉及“辅助”研究,将人工智能应用于汽车驾驶技术方面更为广泛。
3 智能驾驶研究中遇到的问题
无人驾驶汽车在其优势凸显的同时也更加暴露出其问题。无人驾驶汽车的问题包括局限性高、人文接受程度问题和安全防御性低等。
3.1 局限性高
无人驾驶汽车在其“视觉能力”方面无法达到人脑的高度,其传感器通过红外摄像和普通摄像两种技术完成道路环境的收集。当车辆在人口密集的楼房建筑区、事故区域或者其他有人通过通用手势信号来指挥车辆在此区域通行时,无人汽车将遇到判断难题。另外,道路存在信号标志老旧变形等情况出现,无人汽车可能产生误识或者漏识,造成不必要的事故。
3.2 人文接受程度问题
社会对无人驾驶汽车依然存在诸多疑问,如当无人驾驶汽车行驶在这个人口稠密的世界时, 发现已经无法避免事故的发生时,智能计算机应该选择冲向马路的行人还是直接撞击迎面而来的车辆?在受到外部虚拟网络攻击后是否还可以维持完全驾驶?未被Google或GPS完全测绘的道路如何行使等。无人驾驶汽车在法律法规方面同样存在极大的挑战。如产品责任,立法和多重管辖权等。无人汽车与有人汽车发生事故责任判定和无人汽车之间发生事故责任判定等。
3.3 安全防御性低
软件安全公司Security Innovation首席科学家乔纳桑・佩蒂特(Jonathan Petit)表示,大部分无人驾驶汽车探测障碍物的激光雷达系统只需一个成本不到60美元的装置即可破解。佩蒂特表示,通过这一装置,黑客可以在任何位置设置实际并不存在的汽车、行人,或是墙壁,导致无人驾驶汽车的行驶速度放慢,甚至寸步难行。其相关论文已在欧洲黑帽安全大会上发表。
4 智能驾驶的发展前景
智能驾驶是通过人工智能辅助或代替人进行汽车驾驶行为,它可以弥补人类驾驶员会存在的缺陷。经过大量的研究和发展,智能驾驶所需的各种传感器、计算机的性能和技术等方面取得了极大进步,成本也在逐步降低。
从人工智能和汽车驾驶结合的长远发展角度来看,纯智能的无人驾驶应为未来驾驶的主要方式,即使在当前基于贝叶斯、决策树和人工神经网络等机器学习的方法被运用在无人驾驶的行为识别和行为决策的技术环境下,我们也可以考虑设立专门的行驶路线保证无人驾驶汽车的应用推广。在冯诺依曼体系结构下面向驾驶行为的机器学习,一直以来都是智能车领域的“瓶颈”。随着国际“类脑”研究的兴起,我国也上线了“中国脑计划”,但毕竟类脑计算还仅从理论阶段开始向前迈步,类脑计算机仍难以得到实现和应用。
从当前智能驾驶的技术角度来看,相对于无人汽车,脑控汽车的发展可能更加适合。这是因为无人驾驶汽车的计算机系统目前还无法达到类脑计算机体系的高度,因此很难做到像人脑一样思考问题,难以较好处理驾驶过程中各种各样的突发问题和针对无人驾驶做出的阻碍或破坏行为。
因此提高人工智能在辅助方面的全面完善是全面实施无人驾驶的必经之路。现在的家用汽车基本配备雷达辅助系统,该系统可以不断监控周围的交通状况,可以用发声频率提示本车与可能碰撞物体的距离,也可以确定与前车距离以及前车行驶速度,如与前车距离明显低于安全距离,系统会向驾驶者发送听觉警报。目前奔驰的主动式驻车辅助系统能够在主动转向和制动功能干预下自动泊车。并且,在车辆通过自动驻车辅助系统停入平行车位后,该系统也可以在自动转向和制动控制功能的帮助下,让车辆完全自动地驶出平行车位。
在此基础之上,我们可以在扩大自然语言处理等人机交互方式在人为干预下“释放双手”的模式上加大科研力度,如:语音操控、脑控汽车或类似飞机自动与手动驾驶切换等智能驾驶方式。其中语音操控汽车可以通过语言指令如“倒库”“直行”或“开启雨刷”等自然语言实现汽车系统的自动处理并通过车辆配置的传感器和摄像头等硬件付出行动来响应命令的方式来实现语音操控汽车的智能模式。因为有驾驶员的加入会使智能汽车的行驶方式更加灵活多变,适合于当前复杂的交通环境,满足社会法律和伦理观念的接受要求,所以提高人工智能在辅助方面的研究应用的价值更加巨大。
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关键词:电动汽车;充电站;规划;建设;思路
中图分类号:F407.471 文献标识码:A 文章编号:
近年来随着新能源政策不断出台,电动汽车的发展势头迅猛,因此加快配套的电动汽车充电设施建设意义重大。及早开展对电动汽车充电设施建设的策略性研究、布局规划和试点工程,将对实现能源替代,优化能源结构,拓展清洁能源具有重要意义。
全面加快电动汽车充点设施建设不仅是建设统一坚强智能电网的重要内容,更是国家电网公司落实科学发展观,展示责任央企形象的战略举措,是响应国家节能减排政策,支持电动汽车发展的实际行动,是实现能源替代,优化能源结构,提高电能占终端能源消费比重的有效手段。
本文从市场分析入手,在规划思路、建设方案等方面对电动汽车充电站建设提出作者的想法和思路。
一、电动汽车现状与市场前景
(一)电动汽车现状及其发展
电动汽车的历史其实早于内燃机汽车。当德国的戴姆勒和本茨于1883年发明汽油发动机汽车时,英国人罗伯特戴维森已于10年前制造出了世界上最早的可供实用的电动汽车。在1900年时,电动汽车与内燃机汽车相比还占有压倒性优势。然而此后内燃机技术不断取得突破,而电动车技术发展缓慢,激烈的市场竞争使内燃机汽车后来居上,成为汽车行业的绝对主流。
目前,电动汽车技术也有了一定进步,在短途低速、城市公交及旅游区交通等特定用途已经得到应用,我国发展电动汽车从上个世纪90年代初期已经开始,到现在已将近20年。我国一开始就明确提出发展电动汽车,2000年开始叫作“电动汽车专项”,只是到目前“十一五”,才叫“节能与新能源专项”。经过近20年的发展,我国在电动汽车方面已经积累了丰富的经验。2008年的奥运会上,新能源汽车已经进行了成功的展示。
科技部和财政部,以及工信部出台了电动汽车的刺激方案,工信部提出了汽车振兴方案,都发出了明确的信息,就是要往电动汽车方面发展。从目前的技术看,从造车、关键的零部件,电池、电动机方面都已经达到了可以在短时间内对电动汽车进行产业化的一个阶段。
根据即将出台的《节能与新能源汽车发展规划(2011年-2020年)》,预计到2015年,我国电动汽车保有量将达到50万辆。
(二)电动汽车充电站现状、规模及前景
2009年10月,国家电网上海公司投资建设的国内第一座具有商业运营功能的电动汽车充电站—漕溪电动汽车充电站顺利建成投运;截止2010年年末,国家电网公司已在全国27个城市建设充电站75座、交流充电桩6209。国家电网公司2011年2月16日的《2010社会责任报告》显示,2011年,公司将在智能电网示范试点工程上取得重要突破,将建成电动汽车充换电站144座、充电桩1.3万个。
南方电网近期也规划:到2012年,南方电网将在深圳建设89个充电站以及29500个充电桩,预计总投资额将超过10亿元,将打造覆盖全市主要干道、居民小区、公共停车场以“慢充为主、中快充为辅”的充电服务网络,建成满足深圳市新能源汽车产业示范推广和区域应用要求,与深圳市新能源汽车发展总体工作部署相协调的充电设施。
中石化北京石油分公司与北京首科集团成立合资公司,中石化旗下加油、加气站将改建成加油充电综合站。
中海油2009年向天津力神电池股份有限公司投资了50亿元,生产电动汽车使用的锂电池,正考虑在全国建设电池更换站网络的可能性。
(三)电动汽车的经济性评价
1.社会效益
传统内燃机汽车效率为38%,考虑到电动汽车的适用范围主要以城市区域内为主,按在城市中运行的车辆进行比较,因为汽车(内燃机)在市内行驶中频繁的停车、低速行驶等,造成内燃机空转或处在低效率区,其最终效率不过12%。纯电动汽车停车时无机器空转,80%以上的电池能量可转为汽车的动力,即使考虑到用于发电的能源最原始的地方开发算起(电能的来源有核能、生物质能、石化能、风能等),考虑综合考虑发电机效率,输电网络损耗等,原始能源转换为汽车动能的效率也在20%~30%,故采用电动汽车比传统汽车能耗大大降低。
根据科技部、财政部、发改委、工业和信息化部于2009年元月共同启动《十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程》,通过提供财政补贴,计划用3年左右的时间,每年发展10个城市,每个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行,涉及这些大中城市的公交、出租、公务、市政、邮政等领域,力争使全国新能源汽车的运营规模到2012年占到汽车市场份额的10%。到2012年,国内有10%运营车辆是节能与新能源汽车,以目前国内汽车年产1000万辆计,也就是100万辆,那么国家一年可节油7.8亿升,减少230万吨的二氧化碳和7800吨一氧化氮的排放,以及减少780吨碳氢化合物的排放。
2.电动汽车购买相关政策
2009年初,财政部、科技部发出了《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》,针对公共服务领域购车进行一定的补贴,但是这一补贴政策并没有涉及到私人购车领域。在财政部补贴标准涉及的乘用车和轻型商用车中,混合动力汽车按照节油率分为五个补贴标准,最高每辆车补贴5万元;纯电动汽车每辆补贴6万元;燃料电池汽车每辆补贴25万元。
2009年12月9日,国务院常务会议最终敲定新能源车消费刺激政策:2010年不但将节能与新能源汽车示范推广试点城市由13个扩大到20个,还将先选择5个城市进行对私人购买节能与新能源汽车给予补贴试点。
3.电费与油价的对比
以比亚迪E6纯电动汽车为例,下图说明行驶单位里程运营成本:
根据网站资料,2006-2010年93#汽油涨幅约为34%,以此速度预计2012年可能会达到9元/升(93#汽油),以此计算汽车行驶成本计算如下表(以小型汽车为例,由于油价、电费等价格因素浮动变化较大,本表格仅为预测费用):
说明:⑴燃油汽车保养费按日常保养加车辆大修费用统计。
⑵油价2010年按6.23元/升统计,2012年预计达到9元/升。
⑶电费目前按商业低谷电价0.3657元/kWh,2012年预计达到0.4388元/kWh。
⑷行驶里程按18000 m/年统计。
如上表所示,预计2012年后燃油汽车综合花费将可能达到电动汽车的10倍甚至14倍。
二、规划思路
城市电动汽车充电设施的建设,需要综合经济发展水平、地理环境那个、电网条件等因素综合考虑,以笔者所处某市为例,简要分析某市2020年建设需求和建设规划
关键词:AMT; 在环仿真; 车辆动力学; 仿真模型
中图分类号:TN919-34文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2010)19-0195-03
Loop Simulation Experimental System for AMT Based on Vehicle Dynamics Model
DING Wen-tao1,LIU Da-wei1,ZHENG Xu-guang2,WANG Xin-li2,WANG Yu-hai2
(1.Qingdao University,Qingdao 266071,China; 2.FAW Jiefang Qingdao Auto Factory,Qingdao 266043, China)
Abstract: To improve the efficiency and quality of the AMT system development, the-loop simulation experimental system for AMT was developed. Using simulation model instead of the real vehicle related components of AMT, establishing the vehicle transmission system and dynamic model, designing the corresponding program to simulate the engine speed and vehicle speed. The AMT control unit is verified before experiment, and a convenient and reliable experimental platform is provided for the development of AMT control system.
Keywords: AMT; the-loop simulation; vehicle dynamics; simulation model
0 引 言
重型车辆具有总质量大、使用工况复杂、挡位多等特点,为减轻驾驶员的操纵难度和劳动强度,实现重型车辆的自动变速具有重大现实意义[1]。电控机械式自动变速器(AMT)因具有效率高、成本低、易于制造的优点,并且操纵方便,能够满足重型汽车动力传递要求,因此在重型车辆上具有广阔的应用前景[2-4]。传统的AMT系统开发需要在实车上进行大量调试,造成了时间和资金的浪费。构建AMT在环仿真实验系统,不仅可以模拟车辆在正常工作条件下的性能,而且可以通过修改仿真条件,获得在实验中难以得到的车辆在极限工况、紧急工况条件下车辆响应及评价相应控制策略的优劣[5],为AMT电控单元的开发提供方便,可显著地提高AMT系统的开发效率和开发质量。
AMT在环仿真实验系统主要包括AMT电控单元、车辆动力学模拟模块、机械仿真执行机构、信息输入模块等。本文主要针对车辆动力学模拟模块进行设计,建立车辆动力学模型,包括发动机模型、离合器模型及车辆传动系统的纵向动力学模型,并采用C语言进行程序设计,利用外界输入信息,对车辆的直线行驶工况进行模拟仿真,模拟发动机转速、变速器中间轴转速、车速等参数,用以验证AMT电控单元性能的可行性与可靠性。
1 AMT在环仿真实验系统结构组成及工作原理
AMT在环仿真实验系统如图1所示,系统主要由AMT电控单元TCU、车辆动力学模拟模块、信息输入模块、离合器执行机构、变速箱选换挡执行机构、传感器系统、仪表盘及液晶显示模块和信息实时检测模块等组成。其中,车辆动力学模拟模块用于模拟整车运动学;信息输入模块有电子油门踏板、制动踏板、车辆载荷旋钮、道路坡度旋钮、驻车制动开关等信息;离合器执行机构采用实车的离合器执行机构,用弹簧模拟离合器压紧力;变速箱选换挡执行机构采用实车的选换挡执行机构;传感器采用实车的选换挡位置传感器和离合器位移传感器;仪表盘采用实车仪表,用于显示车辆车速及发动机转速等信息;液晶显示模块用于显示油门踏板开度、制动踏板开度、车辆载荷、道路坡度、离合器行程、选换挡位置等信息。
当实验系统点火开关打开后,设置车辆载荷和道路坡度信息,通过油门踏板、制动踏板来模拟驾驶员驾驶意图。将采集到的油门踏板开度、制动踏板开度、车辆载荷、道路坡度、离合器位移等信息及AMT电控单元TCU发送的挡位信息通过CAN总线发送给所建立的车辆动力学模型,进行整车运动学模拟。将模拟得到的发动机转速、变速器中间轴转速、车速等信息发送给TCU,TCU根据内置的控制规律(换选挡规律、离合器接合规律等),控制离合器接合及变速箱选换挡,测试AMT系统性能的可行性和可靠性。
图1 AMT在环仿真实验系统示意图
2 车辆动力学系统仿真模型
2.1 车辆模型
车辆由发动机提供动力源,经过传动系传递到驱动车轮,并转化为驱动力克服道路阻力,驱动车辆行驶。车辆的行驶方程为[6]:
Ft=Ff+Fi+Fw+Fj
(1)
Tc•ig•i0•ηTr=mg•f+mg•i+CD•A21.15•
u2+δ•m•dudt
(2)
式中:Ft为驱动力;Ff为地面滚动阻力;Fi为路面坡度阻力;Fw为空气阻力;Fj为加速阻力;Tc为离合器传递的摩擦力矩;ig和i0分别为变速器传动比和主减速比;ηT为传动系的机械效率;r为车轮半径;m为车辆总质量;g为重力加速度;f为地面与轮胎的滚动阻力系数;i为道路坡度;CD为空气阻力系数;A为迎风面积;u为汽车行驶速度;δ为汽车旋转质量换算系数。
图2所示为车辆传动的三质量系统动力学模型[7],其各部分的动力学方程为:
Je•dωedt=Te-Tc
(3)
Jc•dωcdt=Tc-Tsign
(4)
Jv•dωvdt=Ts-Tψi0
(5)
式中:Te为发动机的输出转矩;Tc为离合器传递的摩擦力矩;Ts为随变速器挡位变化的同步转矩;Tψ为车轮所受阻力转矩,包括空气阻力矩、道路阻力矩和制动力矩等;ωe为发动机曲轴角速度(也是离合器主动片角速度);ωc为变速器输入轴角速度(也是离合器从动片角速度);ωv为变速器输出轴角速度;Je为发动机、离合器主动部分当量转动惯量;Jc为离合器从动部分、变速器部分当量转动惯量;Jv为与变速器输出轴有固定关系的各总成部件在轴上的当量转动惯量;ign和i0分别为变速器第n档传动比和主减速比。
图2 车辆传动系统动力学模型
2.2 发动机模型
发动机输出转矩Te可通过发动机速度特性曲线求得。采用实车发动机速度特性曲线(即发动机在不同的油门开度和转速下的转矩特性)作为发动机模型,由发动机转速和油门踏板开度确定发动机输出转矩Te。гAMT在环仿真实验系统中,通过由车辆模型求得的发动机转速及油门踏板的实际开度,根据已知的发动机速度特性曲线可以求得不同转速和油门开度下发动机的输出转矩和油耗。
2.3 离合器模型
离合器传递转矩Tc与离合器的工作状态有关。离合器依靠主从动片之间的摩擦力矩来传递动力,并通过分离与接合来控制车辆动力传动系统的工作状态,离合器工作状态可以分为完全接合、完全分离和滑磨三个状态[8]。
2.3.1 完全接合、完全分离状态
这两个状态是稳定的,离合器传递的转矩也是确定的,即:
完全接合时,Tc=Te;完全分离时,Tc=0。
2.3.2 滑磨状态
滑磨状态是前两个状态间的过渡状态,既可以是由接合到分离的过渡,也可以是分离到接合的过渡。从其传递的摩擦力矩来看,就是离合器传递的摩擦力矩从0按照一定规律变化到Te或者由Te变化到0的状态[9]。此状态包括离合器起步接合过程、换挡结束后接合过程、换挡开始前分离过程。
(1) 起步接合过程
图3为起步过程中转速、转矩变化示意图。其中,Tm为换算到离合器从动部分上的车轮所受阻力转矩;Tcs为离合器静态摩擦力矩,Δω(Δω=ωe-ωc)是离合器主动盘、从动盘的转速差。0~t1阶段,TcTe,Tc继续增长到极大值,由式(3)可知ωe开始减小,ωc继续增大,转速差Δω开始变小;t3~ t4阶段,Tc持续降低,直到Tc=Te,转速差Δω一直减小到0;t4~ t5是离合器快速接合的阶段,此时离合器已经停止滑磨,开始正常传递发动机转矩,Tc=Te。
图3 起步过程中转速、转矩示意图
(2) 换挡后接合过程
除了起步接合过程之外,离合器由分离向接合过渡的过程还包括换挡结束后由分离向接合过渡的过程。除与起步过程类似的情况外,д飧龉程可能出现ωe0,而由于Δω=ωe-ωc
(3) 换挡前分离过程
该过程是换挡开始前分离离合器的过程,作用是切断动力传递,保证换挡过程平顺。离合器开始分离后,随着离合器弹簧正压力的减小,Ю牒掀骶蔡摩擦力矩Tcs也在减小,在Tcs≥Te时,Tc=Te。当Tcs
由上述三个过程可以得到滑模状态时离合器传递力矩的表达式为[10]:
Tc=sign(ωe-ωc)•z•μs•FN•Rc
(6)
式中:sign(•)为符号函数;z为离合器摩擦面个数;│s为离合器摩擦片静态摩擦系数;FN为离合器摩擦片上法向总压力,取决于离合器分离轴承位置;Rc为离合器摩擦片当量摩擦半径。
3 车辆动力学仿真程序设计
在所建立的车辆动力学模型的基础上进行程序设计,主要任务是:接收来自AMT仿真实验系统设置的车辆载荷、道路坡度、加速踏板开度、制动踏板开度信息,来自TCU的挡位信息,以及来自离合器位置传感器的离合器位移信息,对发动机转速、变速器中间轴转速、车速等参数进行模拟。车辆动力学模拟模块MCU采用飞思卡尔公司的16位单片机MC9S12DP512,利用C语言对所建立的车辆动力学仿真模块在CodeWarrior IDE开发环境下编程。程序主要包括:系统初始化模块、数据通信模块和程序主循环模块,程序流程图如图4所示。
图4 车辆动力学仿真程序流程图
系统初始化主要包括MCU内部时钟设置、通信端口初始化、看门狗定时器设置等,以保证MCU正常运行。数据通信模块用于接收来自AMT在环仿真实验系统发送的数据。主程序根据由发动机模型、离合器模型模拟得到的传动系统输出扭矩及AMT在环仿真系统预先设置的阻力矩,计算车辆加速度,继而可以求得下一时刻的车速和发动机转速等,实现车辆动力学仿真模拟。
4 结 语
研制了一种基于车辆动力学模型的AMT在环仿真实验系统,通过建立车辆发动机及传动系统的动力学仿真模型,并把驾驶员模型、外界阻力模型等都设计成变参数的模型,进行程序设计。在AMT在环仿真实验台上应用表明,该模型所模拟的发动机转速、车速等参数符合实际车辆行驶工况,可以模拟在实验中难以得到的极限工况、紧急工况等,为AMT系统的研究开发提供了基础。
参考文献
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