基于IC卡的加气站车用气瓶安全监管系统设计

　　我国是能源消费大国，其中石油对外依赖度高，而煤炭对环境污染严重，清洁能源开发和利用是我国能源结构调整的战略性选择，也是减少二氧化碳排放的重要途径，其重要性和紧迫性越来越明显，由于天然气对环境污染小而成为近年来重点推广应用的新型清洁能源。

　　一、天然气汽车使用中的风险因索

　　天然气是一种易燃易爆气体，比空气轻，看不到摸不着，这样的状况下，天然气容易在密闭区域形成聚集，当天然气在空气中混合达到相应浓度范围时，遇到明火将会发生燃烧、爆炸。

　　随着天然气广泛应用和天然气汽车数量迅速增加，天然气汽车和气瓶的安全问题应引起高度重视。天然气汽车所用储气气瓶属于特种设备，其中压缩天然气汽车气瓶是压力容器，最高达20M pa，高压容器在超压状态下会产生物理爆炸;压力容器在反复充装下，会影响容器的疲劳强度;天然气的少量硫化氢会对压力容器内部产生腐蚀;安全附件的失效可能导致天然气泄露;如不定期检验，将会给社会的安定和谐以及人民群众生命财产安全造成重大危害和损失。

　　二、政府部门对人然气汽车的相关监管要求

　　汽车用天然气瓶是移动压力容器，为了加强和规范车用气瓶安全监督管理，保障车用气瓶使用安全，国务院、国家质检总局先后颁布《特种设备安全监察条例》、《气瓶安全监察规定》、《车用气瓶安全技术监察规程》、《气瓶使用登记管理规则》等法律法规对气瓶管理的各个环节进行了严格规定，包括车用气瓶设计、制造、安装、使用、充装和定期检验等环节。

　　三、加气站面临的气瓶监管难题及解决思路

　　作为天然气市场上开展充装业务的加气站，必须承担相应环节监管职责，一个是充前检查，每辆车每次充装作业前，检查充装车辆持有的政府监管部门所颁发车用燃气气瓶使用登记证，核实车牌号、气瓶号是否与车辆一致，检查气瓶截止有效期是否在有效范围内，气瓶的安全状况是否符合要求等;另一个是可追溯，记录下每次的充装交易，交易记录有充前压力、充后压力、充气起止时间、车号，以便事后查询追溯。

　　天然气的大面积推广，对天然气汽车生产、管理、加气技术、车用气瓶安全等要求越来越高。加气站加气己经不是-个简单的充装过程，涉及到加气站安全可靠的设施设备管理控制、精确及时的数据采集存储和处理、动态统一共享的汽车及气瓶安全监管。先进传感自控技术、IC卡技术、计算机技术、数据库技术、网络技术综合应用是实现车载气瓶安全高效管理的有效途径，相关信息系统的运用、集成、整合也可以极大改善加气站管理水平提高劳动生产率。

　　四、监管系统设训

　　1、设计目标

　　基于中国石化加油加气双界面IC卡，该卡适用于中石化所属加油站及加气站，一卡两用，既作为加油加气的交易支付结算载体，又融入了车载气瓶监管功能。

　　车辆在初次加气前，客户须携带齐备身份证、车辆及气瓶检验证明文件到中石化所在地所属加气站点首次验证，站点对客户资质验证合格并备案，在系统中完成认证生效和许可生效业务流程后，客户车辆监管信息即进入车用气瓶安全监管中心系统，中心系统统一管理所有客户车辆气瓶信息，监管信息一旦在中心系统生效即实时下发到所属加气站点及加气机，同时全系统监管信息随客户信息变更而动态实时更新，实现下属所有加气站点的加气车辆统一监管，实现跨站跨地区加气。

　　客户持卡进站加气，插卜进加气机后，加气机首先对客户身份进行识别，即对加气车辆和所载气瓶的合规性进行有效性判别，若符合监管规定则加气机许可加气，加气机启动进入加气交易流程，加气结束按实际交易量自动完成扣款;若加气车辆未通过认证或者所载气瓶超过有效检定周期，则加气机拒绝加气。

　　加气车辆每笔充装交易信息可被实时记录采集，交易流水记录车牌号、充装开始时间、充装结束时间、充前压力、充后压力、充装量、交易序列号等，充装交易流水实时转发并集中存储，便于查询、统计、追溯和监管。

　　2、系统架构

　　系统为三层架构模型，顶层是加气监管省中心系统，底层为联网加气机，中间层为加气监管站级系统。

　　3、系统功能模块

　　加气监管中心，包括系统管理子系统、认证管理子系统、许可管理子系统、业务查询系统、第三方接入子系统等五大模块，实现加气卡认证绑定、加气车辆气瓶的充装许可管理，各加气站点加气业务查询等功能。

　　加气监管站级系统，包括中心通讯管理、交易业务查询、许可查询、加气机通讯与控制等模块，实现站点内许可名单的查询，加气机充装控制、充装业务记录的查询等功能。

　　受制于天然气资源供应，我国的天然气市场发展处于一种不均衡状态。西北西南地区等天然气资源产地资源充足，天然气汽车、充装网点发展也较快较均衡，而华中、华东以及沿海省份资源不足天然气汽车发展较慢，网点少而且零散；另外，车用气瓶流动性大，管理分散，天然气汽车使用包括气瓶制造安装、天然气汽车制造改装销售、天然气充装等企业单位，气瓶监管职能部门涉及质量技术监督、公安交管等政府部门，虽然政府对气瓶监管颁布有法令法规，但各地区不同的发展阶段和发展程度导致各地执行表现形式不统一，相关法规的执行难以落到实处。

　　无线射频技术、互联网技术应用无疑是改善当前监管现状的一条有效技术途径，应用市场处于起步阶段，还是以各厂商为主导分散地在局部区域推动，缺乏权威性，应用上存在局限性，还有一个成本费用分摊、利益共享问题。

　　从发展来看，建立起安全长效的天然气气瓶监管技术体系势在必行，不仅关系着天然气汽车的健康发展，也是国家能源战略顺利发展的重要保证，其中核心是技术标准确立和认证体系完善，最终就是，市场参与各方共赢，消费者满意，政府监管落到实效。