福建海安的智慧輪胎管理系統(tǒng)

戴繼成，黃振華，朱建祥，黃兢冰，許志展

（福建省海安橡膠有限公司，福建 莆田 351254）

2019年非公路自卸車行業(yè)保持了回暖的態(tài)勢，市場需求進一步擴大，國際市場增長明顯。隨著技術(shù)創(chuàng)新的不斷加快，非公路自卸車在數(shù)字化和智能化方面取得了長足的進步，特別是露天礦山運輸載重汽車向無人駕駛技術(shù)方向發(fā)展[1]，使得巨型工程機械輪胎的智能化顯得尤為重要。輪胎工作溫度、壓力是否正常直接影響輪胎的使用壽命和生產(chǎn)安全，同時在欠壓情況下會增大燃油消耗，甚至影響汽車的可操控性和剎車性能[2]。傳統(tǒng)的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）可以對輪胎壓力進行監(jiān)測，但因其設(shè)備體積大、安全性差、造價高等而無法普及。

為解決這一問題，我公司自主研發(fā)出適用于礦山輪胎的智慧輪胎管理系統(tǒng)（ITMS）。該系統(tǒng)不僅解決了對輪胎溫度和壓力的監(jiān)測，而且增加了礦山輪胎運營管理功能等，其使用更加簡單、精準、高效和安全。本文主要介紹ITMS的架構(gòu)、功能模塊、安裝、延伸及解決方案，以期更好地了解ITMS的應(yīng)用及未來研究方向。

1 傳統(tǒng)TPMS的弊端

傳統(tǒng)TPMS的硬件設(shè)備如圖1所示。因設(shè)備體積大，給安裝及擺放帶來不便。安裝時需要改造電路，破壞原裝電路，工程復(fù)雜且安裝時間長。電路的改造會給設(shè)備安全性帶來隱患。整套系統(tǒng)的價格在5萬元以上，成本較高，很難普及。

圖1 傳統(tǒng)TPMS的硬件設(shè)備

傳統(tǒng)TPMS普遍存在以下缺點：（1）系統(tǒng)工作壽命短；（2）系統(tǒng)在低溫或高溫環(huán)境下不夠穩(wěn)定；（3）工作可靠性較差；（4）檢測精度不夠。隨著礦山無人化和礦用載重汽車無人駕駛技術(shù)的發(fā)展，還暴露出傳統(tǒng)TPMS的擴展性差、兼容性小等弊端，無法滿足露天礦山采礦工藝數(shù)字化、智能化和無人化發(fā)展的要求。

2 福建海安的ITMS

2.1 ITMS架構(gòu)

ITMS架構(gòu)如圖2所示。整套系統(tǒng)由輪胎銷售服務(wù)商通過胎管智能收集器APP激活，并設(shè)置胎內(nèi)狀況感知系統(tǒng)；胎內(nèi)狀況感知系統(tǒng)實時監(jiān)控輪胎當前壓力、溫度等信息，傳輸?shù)杰囕d接收分析系統(tǒng)；再無線傳輸?shù)胶０苍贫擞嬎阒行倪M行數(shù)據(jù)分析整理；用戶管理者使用電腦或手機APP可以實時查看輪胎當前狀態(tài)、輪胎里程、磨損分析和成本分析等。

圖2 ITMS架構(gòu)示意

2.2 ITMS功能模塊

在兩位教師的教學(xué)中，教師分別對學(xué)生的回答給予了及時且具體的評價，這些評價激發(fā)了學(xué)生繼續(xù)學(xué)習的興趣，也促進了學(xué)生對概念的更深一層的認識與掌握。在《角的初步認識》這一課中，角是什么樣子的這一概念是教學(xué)的重點，也是學(xué)生要達到的目標之一。在A教師和B教師的教學(xué)中，學(xué)生都能通過學(xué)習達到這一目標，但是在以拋錨式教學(xué)為主的教學(xué)效果有效性上來看，教師A對學(xué)生自主學(xué)習和協(xié)作學(xué)習這兩環(huán)節(jié)重視不夠，教師B更加關(guān)注這兩個環(huán)節(jié)的設(shè)計，因此教師A的設(shè)計相比較于教師B的設(shè)計來說，教師A的設(shè)計并沒有很好的達到教學(xué)過程的有效性，教師B的設(shè)計更好地體現(xiàn)了教學(xué)過程的有效性。

圖3 ITMS功能模塊示意

（1）輪胎安全監(jiān)測模塊。利用安裝在每條輪胎上的傳感器實時監(jiān)控輪胎溫度和壓力并顯示。當輪胎的溫度和壓力超出設(shè)定預(yù)警值時，系統(tǒng)將自動報警并顯示當前輪胎的溫度和壓力，除駕駛室報警外，還無線傳輸?shù)接脩綦娔X及手機APP，提醒駕駛員和管理者及時處理。

（2）輪胎信息模塊。可以查到每條輪胎的品牌、胎號和出廠日期等，方便輪胎管理。

（3）輪胎里程模塊。精準地記錄輪胎行駛里程和時間，為輪胎運行成本分析和磨耗分析等提供數(shù)據(jù)支持。

（4）輪胎分析模塊。將采集到的數(shù)據(jù)無線傳輸至海安云端計算中心進行溫度分析、壓力分析、里程分析、磨損分析、成本分析和改進建議等，用戶直接通過電腦或手機APP獲得分析結(jié)果，準確及時地發(fā)現(xiàn)問題并加以改進。

794 Correlation between chronic hepatitis B virus infection and coronary heart disease

2.3 礦用載重汽車專用車載設(shè)備

（2）自動換算熱態(tài)/冷態(tài)氣壓，無需等熱車冷卻即可辨識氣壓是否合理。現(xiàn)場輪胎數(shù)據(jù)與云端計算中心實時鏈接，與輪胎巡檢的時間、數(shù)據(jù)和管理端同步，對操作人員的工作狀態(tài)一目了然。無紙化操作，數(shù)據(jù)傳輸全部通過電腦或手機APP操作。

（1）狀況感知系統(tǒng)芯片采用英飛凌高度集成芯片；深入輪胎內(nèi)部，防盜穩(wěn)固；工業(yè)級電池，壽命持久；航空鋁材，抵抗惡劣環(huán)境；精確度高，適用車型廣；抗干擾能力強，信號穩(wěn)定。其技術(shù)參數(shù)如下：壓力范圍 0～1.45 MPa，工作溫度范圍－40～120 ℃，壓力精確度 ±10 kPa，溫度精確度

一直以來，普通本科院校面臨著較為尷尬的境地。一方面，由于受到師資力量、教學(xué)水平、科研水平以及各種條件的限制，難以企及一流大學(xué)的專業(yè)建設(shè)，學(xué)生理論知識不扎實，專業(yè)研究能力弱，綜合素質(zhì)較低；另一方面，由于受傳統(tǒng)本科教學(xué)思維的影響，人才培養(yǎng)方案過于理論化，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)較少，且流于表面，與高職高專學(xué)校重視技能培養(yǎng)的方式相異，學(xué)生在就業(yè)市場的競爭力不強。近年來，為改變這一局面，國家及地方不斷推進應(yīng)用型普通本科院校的建設(shè)。隨著2015年教育部《關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見》的發(fā)布，更多的本科院校開始深化教學(xué)改革，以創(chuàng)建應(yīng)用型、有特色的地方高校為目標。

ITMS功能模塊如圖3所示。

（4）無線數(shù)據(jù)傳輸如圖5所示，整套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)全部通過無線方式傳輸，方便設(shè)備安裝及拆卸。

（2）智能接收分析系統(tǒng)主要有以下功能：通過對輪胎的監(jiān)測達到減小油耗的目的；爆胎前警告；無線實時監(jiān)測；延長輪胎使用壽命；輪胎異常警報；輪胎壓力、溫度、漏氣監(jiān)測。其技術(shù)參數(shù)如下：輸入電壓 8～30 V，工作溫度范圍－40～120℃，壓力精確度 ±10 kPa，溫度精確度 ±3 ℃，發(fā)射頻率 433.91～433.93 MHz，電池壽命 ＞5年，外形尺寸 120 mm×68 mm×25 mm。

（3）智能收集器對準輪胎狀況感知系統(tǒng)部位進行操作，可直接讀取輪胎胎號、當前壓力和溫度及行駛時間。其操作簡單、安全，可錄入輪胎當前花紋深度，將監(jiān)測數(shù)據(jù)和監(jiān)測時間自動上傳云端，自動跟蹤輪胎性能。智能收集器及在手機APP端顯示界面如圖4所示。

范丞丞很火，他隔空喊李晨一句“姐夫”就能上熱搜。但9月8日晚在南京，他哭了都沒能上熱搜。在那場樂華七子NEXT巡回粉絲見面會上，范丞丞哭得梨花帶雨。他說，“因為最近發(fā)生的事情很多，可能使我變得更加敏感了吧。”就在兩天前，他在個人微博上寫道：中世紀的鐘聲敲響，戴好王冠準備出場。配圖中，范丞丞頭戴王冠，身著披風，意氣風發(fā)。18歲，到底還是太年輕。南京之行，舞臺上的范丞丞被問及10年后的樣子，明顯情緒不穩(wěn)，哽咽落淚。按照往常，姐姐一定會出來打打氣，安慰鼓勵一番。但翻遍了各種渠道，人們也沒有找到范冰冰的任何消息。從6月2日至今，她的微博已經(jīng)100天沒有更新了。

圖4 智能收集器及在手機APP端顯示界面

±3 ℃，發(fā)射頻率 433.91～433.93 MHz，電池壽命 ＞5年，外形尺寸 50 mm×40 mm×25 mm。

強健學(xué)生的體魄、提高學(xué)生的身體素質(zhì)，是學(xué)校體育的本質(zhì)功能，經(jīng)常參加體育鍛煉可以改變學(xué)生不良的生活習慣，促進學(xué)生軀體健康。

圖5 無線數(shù)據(jù)傳輸示意

（5）系統(tǒng)安裝位置如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)安裝位置示意

3 ITMS延伸及解決方案

3.1 智能礦用載重汽車解決方案

精準確定車輛所在位置，實時了解設(shè)備運行情況，及時分析車輛是否偏離路線等。解決礦山企業(yè)運力不足、車隊運營管理困難、司機管理和車輛保養(yǎng)維修等難題；實時運力查詢調(diào)度，貨物流向跟蹤，提升企業(yè)運營效率。

3.2 智能監(jiān)控解決方案

（1）狀況感知系統(tǒng)能夠自動實時檢測記錄輪胎關(guān)鍵信息，大大減小輪胎管理的工作量，輪胎管理智能化。24 h不間斷監(jiān)測輪胎壓力和溫度變化，及時了解輪胎運行是否正常，使輪胎維護管理更加高效、安全和精準。協(xié)助用戶延長輪胎使用壽命，降低輪胎成本。

礦用載重汽車專用車載設(shè)備是一款專為智能輪胎設(shè)計、實現(xiàn)里程銷售和售后服務(wù)的智慧型產(chǎn)品。

切口感染是急性闌尾炎術(shù)后最為常見的并發(fā)癥，在未穿孔的急性闌尾炎患者中切口感染率一般小于10%，而一旦闌尾炎化膿穿孔，此時切口感染率便可高達30%左右[6，7]。在本研究中150例急性化膿性或壞疽性闌尾炎術(shù)后切口感染率約10.67%，因本研究中化膿性或壞疽性闌尾炎基本均為未穿孔闌尾炎，故切口感染率相對要低，這也與上述文獻報道相近。

3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計解決方案

提供多種綜合數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，精準大數(shù)據(jù)分析算法，分析行駛里程、行駛時間、路況、輪胎溫度和輪胎壓力等，為輪胎管理和車輛運營提供數(shù)據(jù)支持。

3.4 客戶管理

（1）輪胎生命周期分析。專為輪胎管理專家提供數(shù)據(jù)服務(wù)，分析車輛輪胎消耗，減少輪胎的異常使用，生成輪胎管理相關(guān)的報表，減少人員投入和干涉。

3.5 平臺升級解決方案

精準定位渠道客戶庫存管理，為輪胎的采購、使用、翻新和售后提供數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。智能提報輪胎物流配送計劃，優(yōu)化輪胎調(diào)撥方案，保持車隊庫存合理。

（3）集成微處理器內(nèi)核及非接觸式無線通訊方式避免安全隱患。測量氣壓時更安全，傳統(tǒng)氣壓表測量可能會導(dǎo)致氣門芯無法復(fù)位等問題。檢查更安全，過去記錄輪胎運行時間需要進入駕駛室，有可能存在滑倒、摔傷等安全隱患。充氣過程更安全，操作人員可將手持設(shè)備放到輪胎旁邊，在5 m以外隨時讀取充氣壓力。

（2）精準運營管理。平臺引入互聯(lián)網(wǎng)運營模式，通過海量數(shù)據(jù)分析，篩選最精準目標用戶，進行營銷推廣工作，提高客戶運營能力。

（3）兼容海安橡膠輪胎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（TDMS）。TDMS擁有20多萬條各品牌輪胎使用的大數(shù)據(jù)庫，可為輪胎生命周期分析提供數(shù)據(jù)保障。

（4）車輛異常統(tǒng)計。通過GPS/北斗定位對車輛精準定位及運行軌跡跟蹤，分析車輛運行路線是否偏離，車輛停靠時間過長原因等。

4 未來研發(fā)計劃

（1）人工智能監(jiān)測輪胎故障。通過微相機采取影像數(shù)據(jù)，利用人工智能識別技術(shù)分析故障原因。

（2）聲波自動測量花紋溝深度。利用超聲波芯片技術(shù)，自動測量花紋溝深度，為輪胎磨耗和輪胎全生命周期分析提供數(shù)據(jù)。

本研究中，HHCB和AHTN在河涌中的平均質(zhì)量濃度分別為 279.00 ng·L-1和 48.00 ng·L-1，而自來水廠對這2種主要合成麝香的去除率并不高，且不同工藝對去除率影響較大，故取初始質(zhì)量濃度為200 ng·L-1進行后續(xù)去除研究。

（3）兼容5G模塊。兼容5G使數(shù)據(jù)傳輸更快、更精準，開發(fā)功能更多、更便捷。

（4）接口研發(fā)。創(chuàng)建與其他軟硬件的接口，用于數(shù)據(jù)的傳輸及調(diào)用。如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中TKPH值的測算。

揆諸事實，由于蔣介石無法在意識形態(tài)層面整合國民黨，即使是在蔣介石成為黨內(nèi)最高領(lǐng)袖之后，亦無法改變國民黨的政治文化及其特質(zhì)，即國民黨在根本上不是一個基于意識形態(tài)認同聚合的政黨，而是一個流于利益之爭的弱勢政黨。

5 結(jié)語

國外從20世紀70年代開始研發(fā)無人駕駛礦用載重汽車，至今已有近50年的歷史。礦山企業(yè)無不在積極發(fā)展數(shù)字化和智能化礦山技術(shù)，探索大數(shù)據(jù)、人工智能、地下定位和導(dǎo)航以及無人駕駛技術(shù)在礦山開采中的應(yīng)用。在中國，無人駕駛礦用載重汽車的應(yīng)用不但是礦山企業(yè)建設(shè)無人智慧礦山的起點，更是整個礦山行業(yè)的未雨綢繆之舉。智慧礦山的概念很大，涵蓋輪胎的無人化智慧運營管理。ITMS將繼續(xù)以礦山開采智能化和無人化發(fā)展為理念，研發(fā)助力智慧礦山開采。