汽車的健康不僅關乎車的壽命,也關系到駕車人的生死。要是有一個給它用的貼身醫(yī)護助理就好了。
“ 該死!”蒂姆#8226;道爾頓( Tim Dalton)火冒三丈。車子拋錨在橋口、阻塞了交通讓他有點尷尬,更糟的是,他帶小兒子去安大略湖釣鱸魚的春日計劃眼看就要泡湯了。
“什么時候我的車也能用上公司的系統(tǒng)呢?天!快點上市吧?!?/p>
蒂姆抱怨道。蒂姆是一名公共汽車司機,隸屬美國羅徹斯特#8226;珍尼西地區(qū)交通管理局。他口中所說的系統(tǒng),就是過去18個月里在當?shù)毓财嚿辖邮軠y試的新“故障預警和診斷系統(tǒng)”。
這個系統(tǒng)的基礎是安裝在汽車零部件附近的數(shù)百個智能傳感器。它們能夠預測汽車未來的健康狀況和潛在的隱患,在故障發(fā)生前提醒司乘人員注意。
預防在前
讓蒂姆念念不忘的“故障預警和診斷系統(tǒng)”,是美國羅徹斯特理工學院和洛克希德-馬丁公司的研究人員聯(lián)合開發(fā)的。
系統(tǒng)先天帶有“軍工技術”的血統(tǒng)。占據(jù)美國國防部每年采購預算1/3、生產(chǎn)過F-16和F-22戰(zhàn)斗機等“知名產(chǎn)品”的洛克希德-馬丁公司,在2008年與美國海軍陸戰(zhàn)隊簽署了一項總價為1.5億美元的合同。這一最新系統(tǒng)就是其中的一部分,美國海軍陸戰(zhàn)隊將會在1.2萬輛軍用車上裝備它。這些軍用車輛在執(zhí)行任務之前,會由這一系統(tǒng)進行“健康”評估,以便指揮人員決定它們能否被派去執(zhí)行任務。
在系統(tǒng)測試階段,“花城”(Flower City)羅徹斯特的公共汽車率先享受了這一“軍用技術”。測試進行到第10個月時,項目組為這一系統(tǒng)表現(xiàn)出來的商用潛力而感到振奮,專門成立了一家名為LIBAN的公司,開始研發(fā)在民用公共車輛上裝置這一系統(tǒng)的技術。
傳感器是搭建系統(tǒng)的基礎。安裝在可能引發(fā)問題的汽車零部件附近的智能傳感器能夠獲取信息,然后將這些信息以無線的方式送達中央控制中心,相關軟件對信息進行分析,就能得出一個完整的“診斷報告”。
“最重要的是可以提前知道?!钡倌氛f,“這樣我可以在出門前就檢查或更換有隱患的部件,這樣就不會半路拋錨。這里冬天會下很大的雪,困在車里的滋味可不好受?!?/p>
“是的,我們研制的系統(tǒng),性能比目前市面上流行的任何一種系統(tǒng)都要好。”羅徹斯特理工學院集成制造中心助理教務長兼主任納比爾#8226;納斯爾(Nabil Nasr)認為,這都是因為它可以“防患于未然”。
在商用領域,相類似的系統(tǒng)不是沒有。比如豐田的G - b o o k 系統(tǒng)、通用的OnStar系統(tǒng)等,聽上去和LIBAN的新系統(tǒng)很像,但是,它們的服務內(nèi)容主要包括道路救援、防盜追蹤、路徑檢索、事故信息反饋等方面,而這些,只會在故障發(fā)生后才起到作用。
“觸角”與“心臟”
想象起來,“故障預警和診斷系統(tǒng)”就像是個有著無數(shù)觸角的大章魚。
數(shù)以百計的傳感器就是它的觸角。而系統(tǒng)所使用的,只不過是一些標準傳感器,例如溫度傳感器、測振傳感器和電子傳感器等。
傳感器應用于汽車由來已久。記得《變形金剛》里的“大黃蜂”嗎?它的血統(tǒng)其實源于20世紀60年代的平民跑車雪佛蘭Camaro。如果你恰巧擁有一輛,你就會發(fā)現(xiàn),它已經(jīng)用上了與儀表或指示燈連接的機油壓力傳感器、油量傳感器和水溫傳感器。
這時,傳感器的應用主要是為了顯示汽車性能和工作狀態(tài)。比如,當油壓已下降到機油壓力開關的最小許可,機油壓力開關(Oil Pressure Switch)就會發(fā)出一個電量信號,通過點亮機油壓力報警燈的方式給出提示。
此后,汽車上開始安裝越來越多的傳感器,它們的功能從幫助控制汽車的動力系統(tǒng),一直發(fā)展到提高汽車的舒適性和安全性。如今的高檔汽車,內(nèi)部差不多都有超過200個傳感器。
“汽車駛進黑暗的地方,如橋下,就自動開啟前車燈;駛出黑暗的地方,再把車燈自動關閉?!蹦M半導體設計和制造廠商Intersil北京代表處的資深應用工程師陳偉介紹說,“這個場景,出現(xiàn)在環(huán)境光傳感器應用于汽車的商用測試中?!?/p>
汽車的“智能化”實際上是被傳感器的應用所推動的?!叭蛐畔⒐尽钡囊环菡{查報告說,全球輕型汽車傳感器OEM市場年均增長率7.4%,到2010年將達到140億美元的規(guī)模,其增長幅度遠遠超出汽車本身的年均增長率。
觸角并不“高精尖”,產(chǎn)生的效果不同來源于對傳感器的用法不同,在這種使用方式下,“心臟”的重要性更加凸顯。系統(tǒng)的心臟是一個數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件。納斯爾介紹說,羅徹斯特理工學院的研究人員已經(jīng)開發(fā)出了對傳感器數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘、趨勢分析的復雜算法。
“這些算法非常有價值,因為它們能夠幫助我們建立一個基于現(xiàn)實條件的預測和保養(yǎng)模型,以便在車輛發(fā)生問題之前就能夠發(fā)現(xiàn)隱患所在?!泵绹_徹斯特-珍尼西地區(qū)交通管理局先進技術系統(tǒng)程序經(jīng)理蘭迪#8226;韋弗(Randy Weaver)認為。
目前,這一技術還僅限于裝備軍用輕型裝甲車輛,但LIBAN公司希望也能夠將其推廣到民用車輛中去?!斑@一系統(tǒng)能夠減少金錢上的損失,挽救生命,同時延長車輛的使用壽命?!盠IBAN公司首席執(zhí)行官大衛(wèi)#8226;昌西(David Chauncey)說。