CN107741331A - 一种测试轮胎性能的方法 - Google Patents

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吴子文
雷艳军
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Abstract

本发明公开了一种轮胎性能的测试方法，包括在车辆上安装TPMS设备，定时获取车辆的胎压数据和GPS数据并上传至云平台。人工测量花纹深度并将对应轮胎的传感器ID一起上传至云平台，云平台通过计算得出各时间段内各轮胎的花纹磨耗值与对应的行驶里程的里程磨耗比，并展现出影响轮胎里程磨耗比的因素。云平台根据轮胎的里程磨耗比和剩余花纹深度推算出轮胎的剩余行驶里程及整个生命周期内的总里程，整体衡量轮胎性能。本发明的有益之处在于：能够实时监测轮胎的胎温胎压及状态并进一步细化了轮胎状态、行驶路况及行驶速度对轮胎里程磨耗比的影响。同时将轮胎与传感器绑定，能够有效避免轮胎数据混淆。

Description

一种测试轮胎性能的方法
技术领域
本发明涉及汽车检测技术领域，特别涉及一种测试轮胎性能的方法。
背景技术
轮胎是车辆行驶的重要配件且属于易耗品。轮胎的性能好坏直接影响着车队的工作效率、运输成本及交通安全，因此对轮胎性能的测试具有经济价值、社会价值和应用价值。
当前对轮胎的性能测试主要是通过轮胎里程和花纹磨耗的比值来衡量。实现方法主要是通过人工定期检查车辆上的里程表，然后测量这段时间内轮胎的花纹深度，通过这段时间内的行驶里程除以该段时间内的花纹磨耗计算该段时间内轮胎的里程磨耗比。比如在t1时刻查看车辆里程表L1、测量轮胎花纹深度D1；在t2时刻查看车辆里程表L2、测量轮胎花纹深度D2；那么这段时间内轮胎的里程磨耗比等于（L2-L1）/（D1-D2）。
此方法的问题在于：1、没有对轮胎状态进行过程监控；2、没有对轮胎的行驶轨迹及道路情况分析，因为同样的轮胎在不同道路上行驶的里程磨耗比是不同的；3、没有对轮胎的行驶速度进行过程监控，因为同样的轮胎在不同速度等级下行驶的里程磨耗比是不同的；4、当轮胎出现位置调换等情况时，容易造成轮胎花纹数据混淆，导致计算结果不准确；5、需要专门的测试人员长时间的数据采集，且人工统计工作量大，容易出现计算失误。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测试轮胎性能的方法，能够实时监测轮胎的胎温胎压及状态并进一步细化了轮胎状态、行驶路况及行驶速度对轮胎里程磨耗比的影响。同时将轮胎与传感器绑定，能够有效避免轮胎数据混淆。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种轮胎性能的测试方法，包括在车辆上安装TPMS设备，定时获取车辆的胎压数据和GPS数据，所述的胎压数据包括胎温、胎压、状态及时间，所述的GPS数据包括经度、纬度、速度、方向和行驶里程。
TPMS设备将采集到的胎压数据和GPS数据上传至云平台，云平台判断轮胎的胎温及胎压是否存在异常，当轮胎出现高温或高压异常时，云平台通过微信或短信的方式通知车队管理员及时处理。
定期通过人工测量花纹深度并将对应的轮胎传感器ID一起上传至云平台，云平台通过计算得出各时间段内各轮胎的花纹磨耗值与对应的行驶里程的里程磨耗比，并展现出影响轮胎里程磨耗比的因素，包括轮胎行驶的道路类别、行驶速度级别及行驶过程中胎温胎压状态的比例。因为传感器与轮胎绑定，所以传感器ID代表了轮胎，无论轮胎调换到哪个位置或者其他车辆，都能通过传感器ID找到该轮胎。
云平台根据轮胎的里程磨耗比和剩余花纹深度推算出轮胎的剩余行驶里程，根据剩余行驶里程和以及行驶的里程计算出轮胎整个生命周期内的总里程，整体衡量轮胎性能。
进一步地，所述的TPMS设备包括胎压传感器、中继器和显示器，在每个轮胎上安装1个负责采集胎温、胎压及状态的胎压传感器。视车身长度，在车辆底盘下安装的1～2个负责数据转发的中继器。在驾驶室安装的一个用于接收胎温胎压数据、采集GPS经纬度、里程、速度等数据并上传至云平台的接收显示器，当接收显示器收到高温或高压等异常状态时，会发出报警声提醒驾驶员。
进一步地，所述的云平台包括通信服务器、业务服务器、定时统计服务器、web服务器和数据库。所述的通信服务器负责接收TPMS设备上传的GPS位置、里程、胎压信息，转发给业务服务器。所述的业务服务器负责解析GPS数据和胎压数据并存入数据库，同时判断胎压数据是否正常，如有异常，通过微信或者短信通知车队管理员。所述的定时统计服务器负责统计轮胎行驶的道路类别、速度分布、胎压状态异常的比例，并计算轮胎花纹深度的变化值，同时计算两次花纹深度测试时间内的行驶里程及轮胎里程磨耗比，相应时间内轮胎的行驶道路类别分布、速度分布、胎压状态比例分布，将统计结果一并存储到数据库。数据库采用ORACLE数据库。
其中，通信服务器、业务服务器、定时统计服务器、web服务器在逻辑上独立，在部署上既可以部署在一台服务器上，也可以部署在多台服务器上。考虑系统的安全性和高并发性，将上述四个服务器分别部署在四台服务器上，四台服务器应处于同一局域网内，web服务器和通讯服务器应有固定的公网IP和端口。
进一步地，所述的花纹深度由人工通过轮胎花纹尺或者轮胎花纹测量仪测量得到。每个轮胎测量4～6个位置，每个位置测量3～4道花纹。
进一步地，云平台根据经度、纬度等数据匹配地图上相应的道路及道路类别。所述的轮胎行驶的道路类别包括：高速公路、国道、主要大街、城市快速路、省道、主要道路、次要道路、县乡村内部道路、普通道路和其他。云平台统计各轮胎在各道路类别上的行驶里程。
进一步地，所述的行驶速度分为低速0～20km/h、中速20～60km/h和高速60km/h以上三个级别。
进一步地，所述的胎压状态分为5种，分别为正常、高温、高压、低压和急漏气。
本发明具有如下有益效果：1、能实时检测轮胎的胎温胎压及状态，在轮胎状态异常时能及时通知驾驶员和车队管理员，有效控制轮胎在测试过程中的异常状态在控制范围内。2、由于轮胎与TPMS传感器绑定，上传到平台的都带有传感器ID，有效避免了因轮胎位置调换导致测量花纹深度数据混淆造成的测试结果不准的问题。3、计算轮胎的里程磨耗比的同时，统计了轮胎行驶在各道路类别的里程、轮胎胎温胎压异常的比例及轮胎行驶速度的分布，进一步细化了道路类别、轮胎状态及行驶速度对轮胎里程磨耗比的影响。4、采用了TPMS设备和云平台，完全替代了人工的记录和计算，节省了人力，同时计算结果更准确，更真实，更全面。5、以图表的方式展现轮胎的里程磨耗比及轮胎行驶在各道路类别的里程分布、速度分布、胎压状态分布，更能综合反映轮胎的性能。
附图说明
图1为本发明的整体原理示意图。
图2为测量上传轮胎花纹深度界面。
图3为统计道路类别流程图。
图4为统计速度分布流程图。
图5为统计胎压异常状态比例流程图。
图6为统计轮胎里程磨耗比流程图。
图7为同一轮胎多次花纹里程磨耗比变化曲线图。
图8为综合里程图。
图9为车轮胎温胎压状态比例图。
图10为车轮行驶道路类别比例图。
图11为不同轮胎的多次花纹测量比较图。
主要组件符号说明：1、TPMS设备；2、云平台；21、通信服务器；22、业务服务器；23、定时统计服务器；24、WEB服务器；25、数据库。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明的软硬件设备包括：TPMS设备1、云平台2及app，其中TPMS设备1主要负责采集车辆GPS数据和每个轮胎的胎温胎压数据上传至云平台2，app主要负责查看轮胎信息及上传轮胎花纹深度。云平台2主要负责：（1）、与TPMS设备1通讯，接收处理TPMS上传的数据；（2）与app交互，接收app上传的轮胎花纹深度 ；（3）、提供web服务，以图表的形式展现轮胎里程磨耗比数据、轮胎行驶轨迹等信息，客户可以通过电脑或微信查看。
TPMS设备包括传感器、中继器和接收显示器，每个车轮安装1个传感器，在汽车中部和尾部各安装一个中继器，在驾驶室安装接收显示器。
测量至少2次轮胎花纹深度，时间间隔在一个月左右，形成至少一次轮胎里程磨耗比，通过app上传，上传轮胎花纹深度的截面如图2所示。
云平台2主要包括通信服务器21、业务服务器22、定时统计服务器23、web服务器24及数据库25。通讯服务器21接收TPMS设备1上传的GPS位置、里程、胎压信息，转发给业务服务器22。业务服务器22解析GPS数据和胎压数据，存入数据库。业务服务器22判断胎温胎压状态是否正常，如有异常，通过短信或微信发送通知到车队管理员。
定时统计服务器23每晚统计轮胎行驶的道路类别、速度分布及胎压状态异常的比例。并计算轮胎花纹深度的变化值、两次花纹深度测试时间内的行驶里程及轮胎里程磨耗比和相应时间内轮胎的行驶道路类别分布、速度分布及胎压状态比例分布，将统计结果一并存储到数据库25，数据库25采用ORACLE数据库。
通信服务器21、业务服务器22、定时统计服务器23、web服务器24分别部署在四台服务器上，四台服务器处于同一局域网内，web服务器24和通讯服务器21有固定的公网IP和端口。
轮胎页面展现，以图表的形式展现一个轮胎在各次花纹测量间的里程磨耗比曲线，包括平均花纹磨耗及每道花纹磨耗对应的里程磨耗比，如图7所示。同时展现包含已行驶里程、剩余里程及总里程的综合里程，如图8所示。展现各段磨耗对应的轮胎状态如图9所示、行驶速度分布和行驶道路类别如图10所示，用户可以看到磨耗偏高或者偏低的原因，如胎压异常比例较高或行驶在高速路上的里程较长。根据上述信息能综合反映轮胎的性能。此外，还可以比较多条轮胎的里程磨耗比，如图11所示。
定时统计服务器23包括：获取行驶道路类别、统计行驶速度分布、统计轮胎状态、统计轮胎里程磨耗比。前三个模块都是为第四个模块做数据准备，因此，执行顺序为先执行前三个模块，最后执行第四个模块，前三个模块不分先后顺序。定时统计频率为每天统计一次。
(1)、统计行驶道路类别模块
根据GPS信息中的经度纬度、GPS时间、方向、速度获取道路名称及道路类别，根据接口要求，至少要输入3组GPS数据，如输入参数为：
3组经纬度：118.154597,24.648387|118.152737,24.650750|118.149392,24.652845；
3组GPS时间(UTC时间)：1481596887,1481596916,1481596946；
3组方向：1,3,2；
3组速度2,3,5；
输出的结果为：
道路名称：海翔大道；
道路类别：主要道路；
道路类别有：高速公路、国道、主要大街、城市快速路、省道、主要道路、次要道路、乡公路、县乡村内部道路、普通道路和其它。
如图3所示，获取到每个GPS点的位置信息后，再将连续的一段相同道路的行驶数据进行分段记录，然后将每条分段记录按道路类别进行统计，即可得出每天的各道路类别的行驶里程和行驶时长。
(2) 统计速度等级模块
速度等级统计模块将速度分为三级：低速行驶(0-20km/h)、中速行驶(20-60km/h)、高速行驶(60km/h以上)。如图4所示，遍历每个GPS点的速度，按速度范围进行分类，将连续的同一级别速度的行驶数据进行分段记录，再将每条分段记录按速度级别进行统计，即可得出每天的各速度级别的行驶里程和行驶时长。
(3) 统计轮胎胎压状态模块
轮胎胎压状态分为五种：正常、高温、高压、低压、急漏气。如图5所示，遍历每个胎压数据的状态，按状态进行分类，将连续的同一状态的行驶数据进行分段记录，再将每条分段记录进行统计，即可得出每天的各状态的行驶里程和行驶时长。
(4)轮胎花纹里程磨耗比模块
轮胎花纹里程磨耗比模块，统计流程如图6所示，主要步骤如下：
步骤A、先查看轮胎上次花纹测量的时间T1和花纹深度D1及行驶累计里程L1，再查看本次花纹测量的时间T2和花纹深度D2及行驶累计里程L2。
步骤B、统计轮胎从时间T1到时间T2之间的异常状态比例Rn，如果Rn>5%，直接视为无效测量，不用再计算轮胎的里程磨耗比；否则继续下一步。
步骤C、计算轮胎从时间T1到时间T2之间的里程磨耗比(L2- L1)/ (D1-D2)，将时间、里程、磨耗、里程磨耗比存入数据库。
步骤D、计算轮胎从时间T1到时间T2之间的各道路类别的行驶里程及里程百分比，将时间、道路类别、行驶里程、该道路类别的里程百分比存入数据库。
步骤E、统计轮胎从时间T1到时间T2之间的各状态的行驶里程及里程百分比，将时间、轮胎状态、行驶里程、该状态的里程百分比存入数据库。
本发明的工作原理：采用TPMS设备1与平台结合，TPMS设备1将轮胎的行驶轨迹、行驶里程、胎温、胎压、状态及花纹速度等数据上传至云平台2。云平台2通过分析统计，计算出轮胎的各时间段内的花纹磨耗值与对应的行驶里程的里程磨耗比，同时统计出影响轮胎里程磨耗比的因素，包括轮胎行驶的道路类别、行驶速度级别及行驶过程中的胎温胎压状态比例。还根据轮胎的里程磨耗比和剩余花纹深度推算轮胎的剩余行驶里程，根据剩余行驶里程和已经行驶的里程进一步推算出轮胎整个生命周期内的总里程，整体衡量轮胎性能。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种轮胎性能的测试方法，其特征在于，包括：
在车辆上安装TPMS设备，定时获取车辆的胎压数据和GPS数据，所述的胎压数据包括胎温、胎压、状态及时间，所述的GPS数据包括经度、纬度、速度、方向和行驶里程；
TPMS设备将采集到的胎压数据和GPS数据上传至云平台，云平台判断轮胎的胎温及胎压是否存在异常，当轮胎出现高温或高压异常时，云平台通过微信或短信的方式通知车队管理员及时处理；
人工测量花纹深度并将对应的轮胎传感器ID一起上传至云平台，云平台通过计算得出各时间段内各轮胎的花纹磨耗值与对应的行驶里程的里程磨耗比，并展现出影响轮胎里程磨耗比的因素，包括轮胎行驶的道路类别、行驶速度级别及行驶过程中胎温胎压状态的比例；
云平台根据轮胎的里程磨耗比和剩余花纹深度推算出轮胎的剩余行驶里程，根据剩余行驶里程和以及行驶的里程计算出轮胎整个生命周期内的总里程，整体衡量轮胎性能。
2.如权利要求1所述的一种轮胎性能的测试方法，其特征在于：所述的TPMS设备包括在每个轮胎上安装的1个负责采集胎温和胎压的传感器、在车辆底盘下安装的1～2个负责数据转发的中继器以及在驾驶室安装的一个用于接收和显示数据的显示器。
3.如权利要求1所述的一种轮胎性能的测试方法，其特征在于：所述的云平台包括通信服务器、业务服务器、定时统计服务器、web服务器和数据库；
所述的通信服务器负责接收TPMS设备上传的GPS位置、里程、胎压信息，转发给业务服务器，所述的业务服务器负责解析GPS数据和胎压数据并存入数据库，同时判断胎压数据是否正常，如有异常，通过微信或者短信通知车队管理员，所述的定时统计服务器负责统计轮胎行驶的道路类别、速度分布、胎压状态异常的比例，并计算轮胎花纹深度的变化值，同时计算两次花纹深度测试时间内的行驶里程及轮胎里程磨耗比，相应时间内轮胎的行驶道路类别分布、速度分布、胎压状态比例分布，将统计结果一并存储到数据库。
4.如权利要求3所述的一种轮胎性能的测试方法，其特征在于：所述的web服务器、通讯服务器、业务服务器和定时统计服务器分别部署在四台服务器上，四台服务器处于同一局域网内，所述的web服务器和通讯服务器设有固定的公网IP和端口。
5.如权利要求1所述的一种轮胎性能的测试方法，其特征在于：所述的花纹深度由人工通过轮胎花纹尺或者轮胎花纹测量仪测量得到。
6.如权利要求1所述的一种轮胎性能的测试方法，其特征在于：在测量花纹深度时，每个轮胎测量4个位置，每个位置测量3～4道花纹。
7.如权利要求1所述的一种轮胎性能的测试方法，其特征在于：所述的轮胎行驶的道路类别包括：高速公路、国道、主要大街、城市快速路、省道、主要道路、次要道路、县乡村内部道路、普通道路和其他。
8.如权利要求1所述的一种轮胎性能的测试方法，其特征在于：所述的行驶速度分为低速0～20km/h、中速20～60km/h和高速60km/h以上三个级别。
9.如权利要求1所述的一种轮胎性能的测试方法，其特征在于：所述的胎压状态分为5种，分别为正常、高温、高压、低压和急漏气。
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