行駛溫度記錄儀在冷鏈運輸過程中的終端性能及檢測方法分析,大學論文

行駛溫度記錄儀在冷鏈運輸過程中的終端性能及檢測方法分析,大學論文內(nèi)容摘要：冷鏈物流作為當代物流的重要分支，是為保持食品或其他產(chǎn)品品質(zhì)，減少損耗，在加工、貯藏、運輸、分銷、零售等環(huán)節(jié)，使其始終保持在特定的溫度范圍之內(nèi)的一種當代化物流方式[1]。近年來，我們國家道路冷鏈物流行業(yè)快速發(fā)展。2021年，我們國家食品冷鏈物流需求總量到達1.89億噸，同比增長21.4%。全國冷庫總量到達5238萬噸〔折合1.3億立方米〕，同比增長10.3%。全國冷藏車市場保有量為18萬臺，較上年增長4萬臺，年增長率約為28.6%。隨著冷鏈市場的發(fā)展，由于冷鏈運輸經(jīng)過的不可控，常導致運輸品失效的問題；本文在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，論證分析了行駛溫度記錄儀在冷鏈運輸經(jīng)過中所起到的重要作用，對其應(yīng)監(jiān)測的冷鏈運輸相關(guān)指標進行分析，并研究了各指標的檢測評價方式方法進行研究，為冷鏈市場健康發(fā)展提供了良好的保障作用。本文關(guān)鍵詞語：冷鏈運輸;行駛溫度記錄儀;冷藏車;TechnicalResearchonTestingandEvaluationofTravellingTemperatureRecorderZHENGLijiaoBeijingZhongGongGaoYuanAutomotiveTestLtdNationalAutomobileQualitySupervisionandInspectionCenterAbstract：Coldchaintransportation,asanimportantbranchofmoderntransportationtechnology,isamethodtomaintainthequalityoffoodorotherproductsandreducelossinprocessing,storage,transportation,distribution,retailandotherparts,sothatitalwaysmaintainswithinaspecifictemperaturerange.Inrecentyears,Chinasroadcoldchaintransportationindustryhasdevelopedrapidly.In2021,Chinastotalfoodcold-chaintransportationdemandreached189milliontons,up21.4percentyear-on-year.ThetotalvolumeofcoldstorageinChinareached52.38milliontons(130millioncubicmeters),up10.3%yearonyear.Thenumberofrefrigeratedvehiclesinthenationalmarketwas180,000,asanincreaseof40,000overthepreviousyear,withanannualgrowthrateofabout28.6%.Withthedevelopmentofthecoldchainmarket,theuncontrollabilityofthecoldchaintransportationprocessoftenleadstothefailureofproducts.Onthebasisoffullinvestigation,thispaperdemonstratedandanalyzedtheimportantroleplayedbythetravelingtemperaturerecorderinthecoldchaintransportationprocess,analyzedtherelevantindicatorsofthecoldchaintransportationtobemonitored,andstudiedthetestingandevaluationmethodsofeachindicator,providingagoodguaranteeforthehealthydevelopmentofthecoldchainmarket.1技術(shù)簡介促進冷鏈物流規(guī)范健康發(fā)展，對提高人民群眾生活品質(zhì)，保障食品藥品安全具有重要意義。2021年4月，辦公廳發(fā)布(關(guān)于加快發(fā)展冷鏈物流保障食品安全促進消費升級的意見〕〔國辦發(fā)[2021]29號〕，明確當下我們國家冷鏈物流的發(fā)展目的是：到2020年，初步構(gòu)成布局合理、覆蓋廣泛、銜接順暢的冷鏈基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，基本建立全程溫控、標準健全、綠色安全、應(yīng)用廣泛的冷鏈物流服務(wù)體系〔見圖1〕，冷鏈物流信息化、標準化水平大幅提升，普遍實現(xiàn)冷鏈服務(wù)全程可視、可追溯，生鮮農(nóng)產(chǎn)品和易腐食品冷鏈流通率、冷藏運輸率顯著提高，腐損率明顯降低，食品質(zhì)量安全得到有效保障[2]。為實現(xiàn)冷鏈物流全程溫控可追溯，文件要求相關(guān)部門要研究發(fā)布冷藏運輸車輛溫度監(jiān)測裝置技術(shù)標準和檢驗方式方法，明確冷藏運輸車輛溫度監(jiān)測裝置的安裝要求。圖1冷鏈運輸信息化管理體系Fig.1Coldchaintransportationinformationmanagementsystem本文在充分研究了所介入交通運輸行業(yè)標準(行駛溫度記錄儀技術(shù)要求及檢驗方式方法〕的檢測評價指標基礎(chǔ)上，對安裝在冷藏車和冷藏半掛車上的行駛溫度記錄儀的基本要求進行了分析論證，并對設(shè)備的溫度采集、行駛記錄、人機交互等功能以及性能、通訊協(xié)議與數(shù)據(jù)格式、安裝、檢驗方式方法等要求進行闡釋。調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，當前超過九成的冷鏈物流運輸尚未配備定位、溫度監(jiān)控等信息化設(shè)備，倉儲管理、運輸管理、訂單管理等信息化系統(tǒng)尚未大范圍普及，冷鏈物流企業(yè)缺乏覆蓋冷鏈物流全經(jīng)過的信息化監(jiān)控手段，存在著大量斷鏈的隱患。進而導致冷鏈運輸經(jīng)過中發(fā)生監(jiān)控信息缺失、溫度超過閾值導致貨物失效和變質(zhì)、冷鏈運輸在城市配送時的監(jiān)控數(shù)據(jù)缺失等典型問題的發(fā)生，本文在充分研究上述冷鏈運輸問題的基礎(chǔ)上，提出了行駛溫度記錄儀的功能和性能要求以及相應(yīng)的檢測方式方法。2終端功能特點分析為了保障冷藏車在行駛經(jīng)過中能夠不僅能夠監(jiān)測本身的冷藏箱溫度，且能夠同時監(jiān)測車輛的運行狀況以及車廂開關(guān)門狀態(tài)和位置信息等數(shù)據(jù)，行駛溫度記錄儀應(yīng)在具備溫度監(jiān)測的基礎(chǔ)功能前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛位置、速度、開關(guān)門狀態(tài)等數(shù)據(jù)的采集并上傳平臺，以保證車輛各指標隨時處于可監(jiān)測狀態(tài)，以應(yīng)付各種突發(fā)狀況。因而，行駛溫度記錄儀不僅能夠外接溫度傳感器，同時還應(yīng)包括微處理器、數(shù)據(jù)存儲、衛(wèi)星定位、無線通信、實時時鐘、人機交互操作、外接裝置信息采集、車輛信息采集、內(nèi)置可充電電池、數(shù)據(jù)輸出等模塊、部件。當行駛溫度記錄儀具備上述功能或外接設(shè)備后，不僅能夠解決冷鏈運輸?shù)臏囟缺O(jiān)控不斷鏈，同時能夠代替現(xiàn)有的衛(wèi)星定位系統(tǒng)；以避免同一車輛安裝多個功能性終端設(shè)備。隨著自動駕駛等新技術(shù)新理念在冷鏈運輸上的不斷應(yīng)用發(fā)展，行駛溫度記錄儀在知足上文所述的各功能模塊構(gòu)成外，還應(yīng)具備諸如溫度高精度采集、存儲及上傳功能、車輛信息采集功能、行駛記錄功能以及人工警示、超速提醒、疲憊駕駛提醒等報警功能；除此之外還應(yīng)具有休眠、定位、通信、人機交互等能力以知足運輸經(jīng)過中的各類信息采集并能保證冷鏈運輸?shù)男旭偘踩?，同時方便駕駛員操作。通常安裝在冷藏貨車和冷藏掛車上，由于車輛構(gòu)造的不同，行駛溫度記錄儀通常具有不同的安裝方式，并且根據(jù)安裝方式的不同，其所具備的功能也有一定的差異；主要是由于若終端主機安裝在掛車上，則駕駛員通常無法在駕駛室內(nèi)直接操作。表1為不同類型車輛的行駛溫度記錄儀應(yīng)具備的基本功能。行駛溫度記錄儀的溫度記錄、顯示、上傳和范圍設(shè)定以及溫度數(shù)據(jù)的檢索導出功能是該設(shè)備的基本功能；在使用經(jīng)過中為了保證數(shù)據(jù)的準確性首先應(yīng)保證其測量和顯示精度知足使用要求；主要包括溫度測量的基本誤差、重復性誤差以及數(shù)值顯示誤差、漂移等幾方面。數(shù)據(jù)測量的誤差及檢測方式方法應(yīng)知足(冷鏈溫度記錄儀〕〔GB/T35145-2021〕對應(yīng)條款的要求；當前市場上的主機型號較多無法實時顯示每一路溫度傳感器的溫度信息，導致不能實時把握冷藏箱內(nèi)各監(jiān)測點的溫度信息；因而，主機應(yīng)能實時采集并顯示每一路傳感器的溫度信息，顯示分辨率則應(yīng)0.1℃；而為應(yīng)對通信中斷等突發(fā)狀況，主機應(yīng)能保存不少以168小時的溫度數(shù)據(jù)。除此之外，主機還能通過手動或平臺指令等的形式唯一設(shè)定溫度數(shù)據(jù)報警閾值。表1記錄儀的基本功能注：○表示應(yīng)具有的功能，△表示可選功能，表示不必具有的功能。信息采集則包括駕駛員信息、車輛CAN信息和行駛狀態(tài)、載貨狀態(tài)等相關(guān)信息；駕駛員信息通常通過IC卡或其他方式記錄并上傳。為保證隨時把握車輛的運行和裝載狀況，終端主機應(yīng)保存采集車輛CAN信息的數(shù)據(jù)接口，并能通過飾品、稱重或車輛CAN信息等不同方式獲得其運行信息和載貨狀態(tài)。除此之外，終端還應(yīng)能夠外接音頻、視頻等信息采集組件，以知足對冷鏈運輸經(jīng)過中車輛內(nèi)部和外部關(guān)鍵位置的信息監(jiān)控，以方便故障、事故或其他事件的溯源。警示通常包括人工警示和自動報警；不同的報警內(nèi)容應(yīng)根據(jù)場景設(shè)置不同的觸發(fā)條件和報警閾值；在報警時，主機應(yīng)能通過聲、光、文字等方式向駕駛員提示警示信息[3]。本文所列警示條款的目的是保證在冷鏈運輸經(jīng)過中的駕駛員人身安全和運輸品安全。本文所述信息采集和警示功能的測試方式方法均根據(jù)(道路運輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)車載終端技術(shù)要求〕〔JT/T794-2022〕完成。行駛溫度記錄儀應(yīng)根據(jù)冷藏車的啟動狀態(tài)設(shè)定一定的休眠閾值，以延長其使用壽命；在這里期間終端總功率不應(yīng)超過1.5w，同時關(guān)閉除無線通信模塊外的其他不必要設(shè)備。除此之外，為了保證一車多終端的不方便局面出現(xiàn)，行駛溫度記錄儀應(yīng)在定位、通信、主機管理、人機交互、多中心接入功能應(yīng)分別符合(道路運輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)車載終端技術(shù)要求〕〔JT/T794-2022〕中5.2、5.3、5.10、5.11、5.13的要求。同時記錄儀還可擴展其他功能；行駛溫度記錄儀本功能如此圖2所示。圖2行駛溫度記錄儀基本功能示意圖Fig.2Basicfunctionsofthedrivingtemperaturerecorder3終端功能檢測方式方法分析行駛溫度記錄儀主機的構(gòu)成、外觀、銘牌、文字、圖形和標志、機殼防護以及內(nèi)置可充電電池等技術(shù)要求，主要通過檢視的方式方法進行檢查。在檢視終端主機的構(gòu)成時，應(yīng)根據(jù)設(shè)備使用講明書確認基本部件和外接裝置，根據(jù)設(shè)備電氣布局圖逐一對照主機及其外接裝置，依順序進行檢視核查，必要時能夠詢問設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)；主機外觀則能夠根據(jù)主機機殼、外接裝置、傳感器、線束的順序依次進行檢視。對于終端主機內(nèi)置可充電電池，可檢視電池的標稱容量或產(chǎn)品講明書，可以以在主機內(nèi)置可充電電池充滿電的情況下，令其正常工作并確認終端主機的內(nèi)置可充電電池連續(xù)工作時間能否符合標準要求。終端的功能要求包括：基本功能要求，自檢和平臺巡檢，溫度記錄、顯示、上傳及溫度范圍設(shè)定，溫度數(shù)據(jù)檢索、輸出和打印，信息采集，警示，休眠，數(shù)據(jù)安全以及其他功能要求。這部分要求通常采用平臺發(fā)送指令、操作主機以及實車安裝運行等方式對行駛溫度記錄儀各項功能進行核查；即通過操作終端的主機界面，或通過平臺發(fā)送對應(yīng)功能的檢測數(shù)據(jù)或檢測指令完成該項檢測。4終端性能及檢測方式方法分析行駛溫度記錄儀通常使用于長途冷鏈運輸貨運車輛中，而在長途運輸中，車輛可能會經(jīng)過高溫、高寒以及雨雪等各類復雜惡劣場景；因而，其使用不僅要知足冷鏈運輸?shù)墓δ芤螅瑫r還要知足使用時長以及使用精度等性能要求。行駛溫度記錄儀應(yīng)知足的性能要求主要包括整機可靠性、溫度測量及其他性能。整機可靠性技術(shù)指標為行駛溫度記錄儀連續(xù)正常工作時長。溫度測量技術(shù)指標包括基本誤差、重復性誤差、與影響量有關(guān)的誤差、漂移以及響應(yīng)時間等指標。其他性能包括衛(wèi)星定位模塊、無線通信模塊、電器適應(yīng)性、機械環(huán)境適應(yīng)性、電磁兼容等性能要求。行駛溫度記錄儀的整機可靠性是設(shè)備性能的重要指標。在道路冷鏈運輸經(jīng)過中如安裝在冷藏掛車外的主機，除了高低溫環(huán)境，還有雨、雪、沙塵等惡劣環(huán)境的侵蝕。為保證整機的可靠性，行駛溫度記錄儀的關(guān)鍵元器件應(yīng)進行可靠性測試，并知足本標準要求的機殼防護等級；主機按鍵次數(shù)、觸摸屏劃線次數(shù)、揚聲器、受話器以及硬度耐壓等性能也應(yīng)作相應(yīng)的耐久性測試。對整機可靠性進行測試，需要對失效現(xiàn)象進行分析，針對失效原因改良設(shè)計，以提高整機可靠性和耐久性。電子設(shè)備的整機可靠性通常用平均無故障時間〔MTBF〕表示，通常要知足8000h。除整機可靠性外，終端主機的數(shù)據(jù)采集、記錄和顯示精度同樣決定其性能的優(yōu)劣；因而，行駛溫度記錄儀的基本誤差、重復性誤差、與影響量有關(guān)的誤差以及漂移和響應(yīng)時間都應(yīng)符合一定的標準閾值。誤差是指測量值與真實值之間的差值。本文在參考國家標準(冷鏈溫度記錄儀〕〔GB/T35145〕規(guī)定的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際應(yīng)用需求，規(guī)定行駛溫度記錄儀溫度顯示值的基本誤差〔max〕應(yīng)不超過標稱的允許基本誤差限〔K〕，且不大于0.5℃。當標稱溫差限值絕對值大于0.5℃時，則其基本誤差應(yīng)不超過0.5℃，而當標稱溫差限值絕對值小于0.5℃時，則其基本誤差應(yīng)不超過標稱溫差限，即選取限值較低的一個作為誤差限值。溫度測量的重復性誤差同樣是表征設(shè)備性能的主要指標，溫度顯示值的測量重復性誤差是指每一路溫度傳感器以一定頻率將測量的實時溫度顯示于顯示屏時，若其溫度真實值未發(fā)生變化，則其顯示的測量差值不應(yīng)大于規(guī)定的重復性誤差限值。行駛溫度記錄儀溫度顯示值的測量重復性誤差應(yīng)不大于K/4，華而不實K是標稱的允許基本誤差限，該值是在充分借鑒國家標準(冷鏈溫度記錄儀〕〔GB/T35145〕相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合溫度傳感器設(shè)計生產(chǎn)技術(shù)水平，經(jīng)屢次討論后得到的結(jié)果。除上述性能指標外，與影響量有關(guān)的誤差、漂移以及響應(yīng)時間等指標均應(yīng)符合JT/T1325-2020(行駛溫度記錄儀技術(shù)要求和檢驗方式方法〕對應(yīng)條款的要求規(guī)定。除此之外，衛(wèi)星定位模塊、無線通信模塊、電氣適應(yīng)性、機械環(huán)境適應(yīng)性、電磁兼容性以及終端主機和平臺通信協(xié)議與數(shù)據(jù)格式等其他性能指標應(yīng)分別符合(道路運輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)車載終端技術(shù)要求〕〔JT/T794-2022〕中6.2、6.3、6.4、6.5.2、6.6以及JT/T1325-2020(行駛溫度記錄儀技術(shù)要求和檢驗方式方法〕所規(guī)定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式對應(yīng)條款的要求。行駛溫度記錄儀主機性能檢測通常根據(jù)檢測項目不同采用不同的檢測方式方法。例如，整機可靠性是指行駛溫度記錄儀在連續(xù)穩(wěn)定工作條件下，MTBF應(yīng)不小于8000h。整機可靠性根據(jù)國家標準(設(shè)備可靠性試驗恒定失效率假設(shè)下的失效率與平均無故障時間的驗證試驗方案〕〔GB/T5080.7-1986〕中編號4:1的序貫試驗方案進行，驗證MTBF能否符合要求，而為了加快檢測時間，通常使用阿氏模型測試計算[4]，公式如下：基本誤差、重復性誤差的測量應(yīng)在參比工作條件下進行，試驗用標準儀器及設(shè)備應(yīng)預先在參比工作條件下保持穩(wěn)定狀態(tài)不少于2小時。試驗點一般選擇包括上、下限值、零點在內(nèi)的至少5個值，試驗點原則上應(yīng)均勻分布在整個測量范圍內(nèi)。試驗順序一般安裝試驗點從小到大的方向逐點進行試驗，測量范圍中如包含了負值，則根據(jù)從零點開場到下限負值的方向逐點進行試驗。對于多通道的行駛溫度記錄儀，可選擇一個主通道進行試驗，其他試驗通道的試驗點可酌情減少為量程的上、中、下三個試驗點。行駛溫度記錄儀的溫度傳感器外置時，應(yīng)保證溫度敏感元件浸沒于恒溫設(shè)備均勻溫區(qū)。溫度傳感器與主機集成時，應(yīng)將整體裝入金屬網(wǎng)兜浸沒于恒溫設(shè)備的均勻溫區(qū)內(nèi)。試驗時，將恒溫設(shè)備的溫度恒定在各試驗點，溫度偏移不超過2℃。保持溫度恒定在20min或40min后，啟動行駛溫度記錄儀，在記錄儀記錄數(shù)據(jù)的時刻，讀取并記錄測量標準和計時器的示值，根據(jù)記錄儀設(shè)置的記錄間隔連續(xù)讀取4次。與影響量有關(guān)的試驗根據(jù)國家標準(經(jīng)過測量和控制裝置通用性能評定方式方法和程序第3部分：影響量影響的試驗〕〔GB/T18271.3-2000〕規(guī)定的試驗程序進行。試驗點一般包括10%、50%、90%附近量程在內(nèi)的至少3個試驗點。溫漂試驗包括始動溫漂和長期溫漂，根據(jù)國家標準(經(jīng)過測量和控制裝置通用性能評定方式方法和程序第2部分：參比條件下的試驗〕〔GB/T18271.2-2000〕規(guī)定的方式方法進行。響應(yīng)時間根據(jù)國家標準(經(jīng)過測量和控制裝置通用性能評定方式方法和程序第2部分：參比條件下的試驗〕〔GB/T18271.2-2000〕規(guī)定的方式方法進行，施加的階躍信號為記錄儀量程的80%。試驗時，記錄儀的記錄間隔調(diào)整為最小值[5]。本文所描繪敘述的衛(wèi)星定位性能、無線通信、電氣適應(yīng)性、環(huán)境適應(yīng)性、電磁兼容性能同衛(wèi)星定位終端要求一致，因而這些性能根據(jù)(道路運輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)車載終端檢測方式方法〕JT/T1253-2022中4.4.3至4.4.7中所描繪敘述的方式方法進