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基于digital tachograph 的装置改良与行车节能系统的搭建 　　1 研究的目的和意义 　　1.1 研究背景 　　根据MinghuiTao，LiangfuChen 等人的研究，2013 年1月10 日中国华北地区、华东地区受不同程度的雾霾影响，如图1 所示。同月，北京持续受到雾霾天气的影响。该研究又分别为我们提供了2001 年到2013 年石家庄、郑州的年PM10 污染情况。分析以上的资料得知，治理雾霾应当是中国目前刻不容缓的任务之一。雾霾的形成与化石燃料的燃烧密切相关, 在全球因燃烧矿物燃料而产生的CO、HC 和x NO 排放量中，机动车排放量约占50%; 空气中CO 含量的90%~95%、HC 和x NO 含量的80%~90% 以及大部分颗粒物来自行驶的机动车。可见汽车尾气是形成雾霾的重要原因之一。 　　1.2 减少汽车尾气排放的方法和该产品完成的部分工作 　　尾气排放控制方法有以下三类：①改进驾驶员操作;②改进发动机的设计;③尾气后处理。国内外的研究重点主要集中在第②和③，忽视了①。该方法显然不适合我国的人口现状。因此忽略①的治理，环境压力会明显增大。 　　驾驶员的操作对汽车尾气的排放主要体现在调节空气燃料比和调节燃料时间，由空燃比与污染物排放的关系可见，轻微的贫燃可使HC 和CO 的生成减到最小，而x NO 在很贫或很富的空燃比下排放最少。在空转时，多数发动机需要富燃混合物，以补偿在气缸中的残余燃烧产物，因此空转过程中CO 的排放量是最高的。减速时，气缸中有残留燃料，导致未燃烧的HC 水平较高，CO 的浓度随空气- 燃料比的减少而增加，所以在空转和减速时CO 浓度较高。在需要高功率(如在最大加速)时，产生的CO 浓度比中等功率巡行时为高，中等功率巡行时CO 的排放量最低。 　　通俗地说，这种影响体现在不同驾驶习惯产生的加速、减速剧烈程度。有研究者利用车载测量的方式对汽油轿车在不同驾驶习惯下的排放特征进行了测试，实验结果表明, 激进冲动的驾驶习惯及其它不规范的驾驶操作与正常的驾驶习惯相比可以使油耗增加30%~40%，废气污染物也大大增加，HC 甚至可以增加到正常驾驶习惯下的4 倍。另一个证明这种影响的案例为郭耀骏的研究，其研究表明，不同驾驶水平的驾驶员在相同条件下驾驶相同的汽车，油耗可相差20%~40%。 　　因此，我们的产品完成的主要工作为改良digital tachograph的装置，改进了原装置耗费大量人力物力的数据记录、储存和传递方式，增加了实时警告驾驶员的警报系统和改良了原装置易被篡改的身份认证系统，科学地采集相关数据并确定适合我国的评判标准，帮助驾驶员形成良好的驾驶习惯，构建行车节能系统，减少汽车尾气的排放从而缓解雾霾现状。 　　1.3 国外案例典范--日本的经典节能环保 　　早在上世纪50 年代，日本强制性地要求一些高速运行的巴士安装digital tachograph，以监督超速，运行时间及驾驶员疲劳程度等。本世纪初，日本接着对这个设备进行初步改造，其中最引人注目的革新者为西日本铁道公司。其改良的主要手段为：实现每隔半小时对汽车的运行情况采集一次数据，将数据送到各个分公司里进行电脑解读，通过分析系统对这些数据进行分析，公司利用这些数据对每个驾驶员的驾驶情况进行细微的监督，如运行的最高速度，发动机空转的时间，急速启动的次数，引擎转速等，在数据分析的基础上对每一个驾驶员的驾驶技术进行考评，通过评比制度与奖惩制度规范驾驶员的操作。结果digital tachograph的使用大大提高了公司的驾驶员水平，催生了实际运行中较优良的驾驶模式，特别是在减少汽车发动机空转的方面，大大减少了汽车尾气向大气中的碳排放，同时提高了行车的安全性，缓解了汽车尾气对环境造成的压力。 　　1.4 国内应用与研究现状 　　在中国大陆，digital tachograph 并没得到应用，仅出现了类似的装置“汽车行驶记录仪”，其可视为一种简化的粗放型DT 装置。经过张明明等人的研究，20 多年来, 汽车行驶记录仪在我国的研究和应用几经起伏, 虽然在法律依据、产品标准和产品技术水平方面取得了长足进步, 但其应用效果还没有完全展示出来，存在以下个3 个主要问题：①缺乏统一认识和足够的理解，汽车行驶记录仪的安装只是增加了一个摆设而已, 并没有发挥应有的作用;②法律法规及标准尚须细化和完善。我国汽车行驶记录仪应用管理的法律体系还仅仅是一个初步搭起的框架，例如，国标GB/T19056-2003 对记录仪的结构、功能、技术指标和测试方法等方面都做出了明确规定，但对于通信协议和数据格式并未做具体统一的规定;③售后服务严重滞后。目前我国还没有形