GPS-мониторинг транспорта – полезная информация

Учет расхода топлива в автоматизированной системе мониторинга — разные подходы

В существующих системах мониторинга учет расхода топлива на автотранспорте возможен только при подключении дополнительного оборудования к специальным телематическим контроллерам мониторинга подвижных объектов. Как правило, такие контроллеры по сетям радиосвязи помимо географических координат могут передавать и данные, получаемые от различных дополнительных датчиков.

В системе «Штрих-Диспетчер» расход топлива можно учитывать по двум методикам: по изменению уровня в топливном баке автомобиля и по показаниям проточных датчиков-расходомеров (датчиков расхода топлива). Эти подходы различаются кардинально и возникает вопрос: какой способ эффективнее? Поскольку измерение расхода топлива производится при помощи дополнительного оборудования, сразу договоримся, что под эффективностью мы будем понимать соотношение «цена/качество», т.е. приемлемая погрешность измерения по приемлемым затратам на оборудование. Итак...

Косвенное измерение расхода топлива по изменению уровня топлива в баке

Может быть выполнено при помощи снятия показаний со штатного датчика или при помощи снятия показаний со специального высокоточного датчика уровня топлива (типа «LLS» или «Стрела»), устанавливаемого вместо штатного датчика или рядом с ним.

Штатный датчик уровня топлива

Погрешность показаний — 10-20% на измеряемый объем (т.е. на объем топливного бака). Затраты — минимальные, как правило, только на подключение к телематическому контроллеру. Однако, на высокую погрешность штатного датчика влияет ряд факторов, увеличивающих ее: внешние электромагнитные помехи (при уровне сигнала штатного датчика - 0-5 В наложение внешней помехи 0.5 В заметно его искажает), погрешность АЦП телематического контроллера (у используемого в системе «Штрих-Диспетчер» контроллера «Геликс-2» точность преобразования аналогового сигнала не менее 0.1 В), погрешность программного обеспечения. О погрешности программного обеспечения будет сказано ниже.

Высокоточный датчик уровня топлива

Погрешность показаний — 1% на измеряемый объем. Затраты — от 6 тыс. руб. на 1 топливный бак. Показания датчика передаются в цифровом виде (по интерфейсу RS232 или RS485) в телематический контроллер и внешние электромагнитные помехи и погрешности АЦП контроллера на них не влияют.

Общий принцип измерений расхода топлива основан на постоянном фиксировании значения уровня топлива в баке. По прошествии времени, накапливается статистика изменения уровня топлива. По этой статистике программное обеспечение проводит анализ, определяет уровни топлива в разный момент времени и вычисляет расход топлива. Например: на начало дня уровень топлива был 100 л., а по окончании — 50 л., расход топлива за период времени составил 100-50 = 50 л. Зачем нужно накопление данных (статистика)? — спросите Вы. Ведь достаточно замерить уровень в начале и в конце смены? Статистика нужна для определения заправок и сливов топлива из бака в течение смены и, как мы покажем ниже, для определения уровня топлива.

Естественно, что автомобиль периодически двигается, собственно, для этого он и нужен. Поскольку движение автомобиля неравномерно (разгон, торможение), то и топливо в баке постоянно меняет свой уровень — колеблется. Кроме того, колебания топлива зависят и от состояния дорожного покрытия. Чем больше на дороге ухабов - тем больше колебаний. Плюс зависимость от наполненности топливного бака: в пустом баке топливо плещется сильнее, чем в полном. Все эти колебания влияют на показания датчика-уровнемера и, таким образом, мы, снимая показания датчика, не знаем ничего об их достоверности (это может быть плеск топлива или, если автомобиль стоит под наклоном, - уровень занижен или завышен). Большой объем показаний (статистика) позволяет вычислить некий средний уровень топлива. Точность этих вычислений и называется «погрешность программного обеспечения». Надо сказать, что специалисты нашей компании потратили достаточно много времени для уменьшения погрешности программного обеспечения и повышения достоверности показаний, но суммарную погрешность менее 3% получить пока не удалось. Кроме указанных погрешностей существует еще одна немаловажная деталь: тарировка датчика в момент его установки, т.е. соответствие показаний датчика объему залитого в бак топлива. Понятно, что чем точнее проведена тарировка, тем меньше будет погрешность программного обеспечения при определении уровня топлива.

Подводя итоги практического использования датчиков уровня топлива, мы можем сказать, что измерение расхода топлива уровнемерами дает приемлемые результаты для автотехники, которая большую часть времени двигается по дорогам с твердым покрытием. Для транспорта большую часть времени движущегося по необустроенным дорогам или бездорожью (например, строительная техника) этот способ не приемлем. Строго говоря, при использовании датчиков уровня топлива мы можем говорить о контроле уровня топлива в баке (т.е. контролировать сливы и заправки топлива) и только с натяжкой об измерении расхода топлива.

Измерение расхода топлива по показаниям проточных датчиков

Погрешность показаний — 1% на измеряемый объем. Затраты - 215-270 евро на 1 датчик. Проточные датчики устанавливаются в топливную систему автомобиля и измеряют объем топлива, прошедший через них. При прохождении некоторого объема датчик дает электрический сигнал (импульс), который регистрируется телематическим контроллером. Сумма импульсов, выданных датчиком, умноженная на цену импульса (объем топлива, соответствующий 1 импульсу — паспортная величина датчика), дает нам общий объем топлива, прошедший через датчик. Мы используем расходомеры «Flowmate» («Oval», Япония) с паспортной погрешностью 1% на измеренный объем. На один двигатель может быть установлен 1 или 2 датчика. В случае установки 2-х датчиков один из них считает прямой поток топлива из бака в двигатель, другой — обратный поток в топливный бак (отсечное топливо на дизельных или инжекторных двигателях). Разница между показаниями «прямого» и «обратного» датчика — это потребляемое двигателем топливо. В случае установки 1 датчика измерение расхода топлива называется «прямым», в случае двух датчиков - «дифференциальным». Погрешность при дифференциальных измерениях выше, чем при прямых измерениях, и связано это с рядом факторов, о которых в данной статье мы говорить не будем. Дополнительная погрешность может возникнуть при подсчете импульсов телематическим контроллером, однако паспортная погрешность используемого в системе «Штрих-Диспетчер» контроллера «Геликс-2» не превышает 0.1% и существенного влияния не оказывает. Т.о. факторов, влияющих на погрешность измерения и учета расхода топлива при помощи проточных датчиков гораздо меньше и, соответственно, суммарная точность выше.

Итоги

Подводя итоги практического применения разных методов учета расхода топлива на автотранспорте, мы можем сказать следующее: ввиду относительно невысокой стоимости и относительно большой погрешности датчики уровня топлива для измерения расхода топлива можно рекомендовать только невзыскательным клиентам или клиентам, работающим с той техникой, в которой использование проточных датчиков расхода топлива невозможно (по самым разным причинам, в т.ч. техническим). Говоря об измерении и учете расхода топлива, надо, прежде всего, говорить о проточных датчиках расхода топлива.

© ООО «Штрих», 2009