СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И УЧЕТА РАСХОДА ТОПЛИВА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE FUEL CONSUMPTION MONITORING AND ACCOUNTING SYSTEM

Изобретение относится к области транспорта, а именно к системам, позволяющим осуществлять мониторинг движения транспортного средства, а также учитывать расход газообразного (далее - ГМТ) и жидкого топлива (далее - ЖМТ) в любой момент времени.
В настоящее время широкое распространение получили системы мониторинга и учета контроля расхода топлива, которые позволяют отследить перемещение транспортного средства (далее - ТС), в том числе в режиме онлайн, определить время и место остановок и заправок, отследить изменение количества топлива в топливом баке и таким образом определить моменты, когда топливо могло быть слито.
Например, известна система мониторинга и контроля расхода топлива (https://wialon.ru/, просмотрено 10.03.2002 г.), содержащая устанавливаемый на ТС ГЛОНАСС-трекер, к которому подключается датчик, например, топлива. Данные с датчика топлива поступают на ГЛОНАСС-трекер, которые по GSM каналу передает эти данные на сервер. Программный комплекс Wialon обрабатывает полученные данные и передает их на рабочее место диспетчера или выводит на любое другое устройство пользователя.
Указанная система может быть установлена на ТС, работающее на ЖМТ. Датчик уровня топлива позволяет определить количество топлива, которое осталось в топливном баке и вывести эти данные на пульт мониторинга диспетчера, так как они с высокой степенью точности могут отследить моменты возможного слива топлива. Однако для ТС, использующих в качестве топлива сжатый природный газ, подобная система использована быть не может, так как при такой установке внешнего датчика уровня топлива на газобаллонное оборудование (далее - ГБО) точность определения, оставшегося внутри ГБО остается крайне низкой. Об этом, например, упоминается на сайте http://control-sk.m/infotsentr/blog/sistemy-kontrolva-glonass/121-kontrol-urovnya-i-raskhoda-topliva-sovremennye-resheniya, (просмотрено 10.03.2020 г.) Кроме того, рассмотренная система не предполагает учет расходуемого топлива, что приводит к недостаточному количеству информации для полноценного анализа работы ТС.
Подобными недостатками обладает система мониторинга и управления топливными системами, рассмотренная в патенте США №2019285023 (дата публикации 19.09.2019 г.), которая предназначена для ТС, работающих на сжатом природном газе и которая содержит электронный блок управления, соединенный с любыми датчиками, в том числе датчиками уровня топлива, которые могут быть установлены внутри и/или снаружи ГБО.
Использование в данном случае только датчиков уровня топлива также представляет ограниченное количество информации, которая не обладает высокой точностью и не позволяет полноценно проанализировать работу ТС.
Данная система может быть принята за наиболее близкий аналог к заявляемой системе.
Известны системы мониторинга и контроля топлива (https://www.web-glonass.com/gps-glonass-kontrol-topliva-kompaniya-vi-tel/, просмотрено 10.03.2020 г.), используемые для ТС на жидком топливе, которые содержат GPS/ГЛОНАСС-трекер, на который поступают данные от датчика уровня жидкого топлива и от проточного расходомера, учитывающего расход жидкого топлива перед его поступлением в двигатель.
Такая система позволяет отследить количество оставшегося жидкого топлива и учесть расход протекаемого через расходомер жидкого топлива, что в целом повышает точность передаваемых данных.
Однако про использование похожей системы для ТС, работающих на ГМТ, сведений не найдено.
Задачей изобретения является создание многофункциональной системы мониторинга и учета расхода топлива, которая позволяет отследить движение ТС, с высокой точностью определить состояние ГБО и своевременно предупредить об аварийной ситуации, а также с высокой точностью определить количество израсходованного топлива и количество оставшегося топлива.
Техническим результатом изобретения является повышение точности представления данных о работе ТС за счет обеспечения учета ГМТ и ЖМТ.
Технический результат достигается при использовании системы мониторинга и учета расхода топлива транспортного средства, содержащей GPS/ГЛОНАСС-трекер, счетчик газа для массового, мгновенного и накопительного расхода природного газа, устанавливаемый между редуктором и баллоном газобаллонного оборудования, систему мониторинга параметров движения транспортного средства и работы бортового оборудования, включающую мониторинг газобаллонного оборудования, программно-аппаратное обеспечение для обработки информации от счетчика газа и GPS/ГЛОНАСС-трекера и ее передачи в диспетчерский пункт.
В качестве системы мониторинга параметров движения транспорта и работы бортового оборудования, включающую мониторинг ГБО, используется система МБИК 3030.
Программным обеспечением, обеспечивающим сбор, хранение и обработку данных мониторинга, является программа АС - СЕРВИС ЭРА-ГЛОНАСС. Программа предназначена для сбора и обработки данных средств инструментального контроля системы мониторинга (http://eraglonass.ru/viberite-glonas-service/, просмотрено 10.30.2020 г.).
Также заявляемая система может содержать программно-аппаратное устройство криптозащиты для шифрования данных от счетчика газа при работе с GPS/ГЛОНАСС трекерами разных производителей на основе закрытого протокола МБИК.
Наличие счетчика газа для массового, мгновенного и накопительного расхода природного газа и его расположение между редуктором газа и баллоном ГБО позволяет с высокой точностью учесть расход газа (в жидкой и газообразной или компримированной-сжатой фазе) на выходе из ГБО и перед попаданием в двигатель.
Использование счетчика газа для массового, мгновенного и накопительного расхода природного газа обеспечивает передачу всех видов необходимых данных для полноценного учета расхода газа в любой момент времени.
Система мониторинга МБИК 3030 параметров движения транспорта и работы бортового оборудования, включающая мониторинг ГБО, предназначена для онлайн-мониторинга параметров работы ГБО на предмет изменений состояния баллона со сжатым газом, а также окружающей среды вокруг баллона с целью мониторинга и своевременного обнаружения критических изменений (геометрических форм, температуры, вибрации, наличие утечек газа и др. вредных факторов), влияющих на состояние баллона, находящегося под избыточным давлением. Данная информация автоматически поступает к водителю ТС и в диспетчерский пункт и уведомляет всех заинтересованных лиц о неисправности конкретного баллона на конкретном транспортном средстве. При этом система мониторинга ГБО МБИК 3030 также выдает предупреждение о наступлении критических изменений персоналу автогазонаполнительных станций, водителю, персоналу, находящемуся рядом с баллоном. В систему мониторинга ГБО включены режимы ручного и автоматического сброса давления газа с помощью исполнительных механизмов для предотвращения разгерметизации баллона.
В состав системы мониторинга ГБО входят датчики уровня ГМТ, которые определяют количество оставшегося сжатого газа в ГБО, как это имело место у рассмотренных выше аналогов.
Также для учета расхода ЖМТ система может предусматривать проточный расходомер и датчик уровня жидкого топлива.
Работа заявляемой системы при ее установке на ТС заключается в следующем.
ТС начинает движение. GPS/ГЛОНАСС-трекер фиксирует координаты перемещения ТС посредством приема сигнала со спутника GPS/ГЛОНАСС по GSM-модулю, передает на сервер программы мониторинга данные местоположения, а также всю собранную информацию с системы мониторинга ГБО, со счетчика газа, с подключенных датчиков и модулей, такую как параметры включенного/выключенного зажигания, оборотов двигателя, датчиков нагрузки на ось, датчиков исполнительных механизмов, датчиков уровня жидкого топлива и любых других подключенных модулей и механизмов для онлайн-мониторинга и фиксации всей информации, касающейся работы ТС.
Счетчик газа устанавливается на ГБО любого поколения в промежутке между редуктором газа и баллоном для снятия параметров расхода газа и передачи на GPS/ГЛОНАСС-трекер.
После запуска двигателя на монотопливных ТС при непосредственном движении газа в топливной магистрали счетчик газа начинает фиксировать проходящие через него параметры.
Битопливные ТС прогреваются на жидком топливе до рабочей температуры, которая предполагает дальнейшее использование газа (обычно 30 градусов), после чего происходит автоматическое открытие соленоидного клапана, который пускает по газопроводу природный газ (метан или пропан-бутан). Счетчик газа фиксирует проходящие через него параметры. При нагреве двигателя до примерно 95 градусов соленоидный клапан перекрывает подачу газа для того, чтобы опять начало работать жидкое топливо. Это делается для охлаждения двигателя. Также может быть включен режим переключения с газа на жидко-моторное топливо на высоких оборотах, при этом подача газа также осуществляться не будет. Также присутствует кнопка ручного переключения с ГМТ на ЖМТ и обратно.
Вышеупомянутый режим применения разных видов топлива является переменным, в котором поочередно используются два разных вида топлива без смешивания. Такой режим используется в термодинамической цикле Отто на бензиновых двигателях.
Также существует цикл Дизеля, когда используются два разных вида топлива ГМТ и ЖМТ одновременно, где ГМТ используется для замещения процента ЖМТ в цилиндре, например, 30% ЖМТ и 70% ГМТ. Такой режим является смешанным.
Задача счетчика газа учитывать полный и точный фактический расход газа на монотопливных машинах, а также периоды работы газа и его точный расход на битопливных машинах в любых режимах использования топлива (переменный и смешанный).
Счетчик газа передает информацию по зашифрованному протоколу МБИК на GPS/ГЛОНАСС-трекер МБИК 3030, который имеет аналогично зашифрованный протокол, который защищен от изменений средствами криптозащиты. Либо, в случае работы с GPS/ГЛОНАСС трекерами сторонних производителей, информация передается на программно-аппаратное устройство криптозащиты МБИК Адаптор, позволяющее шифровать данные.
Система мониторинга ГБО ведет постоянный учет параметров работы ГБО, в частности баллонов, без перерывов, онлайн, в автоматическом режиме посредством снятия параметров с датчика изменения геометрии баллона, датчика температуры окружающей среды, датчика дыма, датчика удара-переворота, датчика газа и платы исполнительных механизмов (опционально). Независимо от движения ТС система мониторинга ГБО следит за состоянием баллонов для передачи параметров остаточной деформации баллона персоналу, находящемуся рядом, в диспетчерский пункт в автоматическом режиме для извещения всех заинтересованных лиц о наступлении критических изменений в параметрах работы конкретного баллона на конкретном ТС, а также извещения водителя о критических изменениях для ручного сброса газа либо сброса в автоматическом режиме.
Таким образом, указанная система позволяет осуществлять мониторинг параметров движения ТС, а также учитывать нормы расхода жидкого топлива и природного газа, осуществлять онлайн-мониторинг ГБО, работающего на сжатом природном газе, на предмет осуществления его безопасной эксплуатации.