二維碼技術(shù)在汽車試驗場智能化管理中的應用

范 立

（重慶車輛檢測研究院有限公司，重慶 401122）

1 引言

汽車試驗場在我國汽車工業(yè)的發(fā)展歷史，可追溯到上世紀 80 年代，1958 年一汽技術(shù)中心在海南建成我國第一個汽車試驗場，而后安徽定遠、二汽襄樊、通縣試驗場也陸續(xù)建成投用，終于結(jié)束了我國汽車性能試驗需長期依靠在野外尋找場地的局面，汽車工業(yè)也得到快速發(fā)展。相應地，國內(nèi)汽車試驗場的綜合水平在這一推動下得到提升，帶來了更加豐富多樣的道路試驗場景和條件，當然也包括更高的試驗速度，及更加復雜的試驗工況，也增大了場地試驗開展的風險。如何安全高效地運營及管理汽車試驗場，也成為汽車試驗工作者關(guān)注的要點[1]。

近年來，互聯(lián)網(wǎng)以及人工智能等先進科學技術(shù)在各行各業(yè)中快速發(fā)展，汽車行業(yè)也隨著大局向智能化轉(zhuǎn)變。智能化管理模式能有效緩解目前存在的資源緊缺、效率低下、安全隱患高等難題。汽車試驗場，作為測試和評價汽車質(zhì)量與性能的重要場地，智能管理系統(tǒng)的建立對試驗場配套體系的發(fā)展至關(guān)重要。二維碼由于具有高數(shù)據(jù)容量、高讀取率、編碼范圍廣、糾錯能力強、成本低、可靠性好等特性，本文將二維碼技術(shù)成功應用于汽車試驗場智能化管理中，為試驗場的試驗風險管控、試驗道路利用率、樣車盤點、試驗車輛駕駛資格審查工作等提供了技術(shù)支持。

2 二維碼技術(shù)基本應用原理

2.1 二維碼基本原理

二維碼（2-dimensional bar code）又被稱作二維條碼，有兩種形式，分別是行排式二維條碼和矩陣式二維條碼。

行排式二維條碼由多行一維條碼堆積而成，其編碼原理是建立在一維碼基礎上但與一維條碼的排列規(guī)則不盡相同；矩陣式二維條碼，顧名思義是由深色方塊和淺色方塊構(gòu)成的矩陣，形狀多為正方形。在矩陣中深色塊和淺色塊分別表示二進制中的0 和1。

本文主要選取矩陣式二維碼中應用最為廣泛的QR 二維碼，如圖1 所示。Quick Response 碼(簡稱QR 碼)，其數(shù)據(jù)存儲時以矩陣形式排列，除支持一般的數(shù)字、中英文字符以外，還支持音頻和視頻、指紋和圖像等信息的存儲[2]。

圖1 QR 二維碼組成圖

2.2 二維碼技術(shù)特征

（1）存儲信息量大。二維碼可以在縱橫兩個維度存儲信息，極大提高了存儲信息的容量與密度。

（2）應用范圍廣。二維碼可與其他技術(shù)進行廣泛結(jié)合。

（3）容錯能力強，具有糾錯能力。

（4）譯碼可靠性高，識別效果好。

（5）可進行加密編碼，增強其加密性能。

（6）成本低，易制作，使用方便。

2.3 二維碼技術(shù)的應用

二維碼技術(shù)的應用根據(jù)其業(yè)務形態(tài)不同，可分為被讀類和主讀類兩大類[3]：

（1）被讀類業(yè)務。信息經(jīng)過應用方編輯、加密后生成二維條碼，將二維碼發(fā)送至用戶的移動終端，使用時，用戶通過設備對移動終端上的二維碼進行掃描讀取，作為業(yè)務進行過程中的識別和交易憑證。

（2）主讀類業(yè)務。用戶安裝有二維碼掃描功能的移動終端，通過掃描識讀各種載體上的二維碼圖像，解碼后獲取二維碼上所存儲內(nèi)容并觸發(fā)相應鏈接或應用，如進行網(wǎng)頁瀏覽、下載APP 和產(chǎn)品信息查詢等。

目前二維碼已廣泛應用于各行各業(yè)：

（1）身份識別。主要應用于名片制作，會議簽到等。

（2）產(chǎn)品溯源。用于追溯產(chǎn)品的來源。比如食品、工業(yè)制品等。很多物流公司也采用二維碼做貨物溯源。

（3）電子商務、票務。應用于二維碼支付，二維碼購物鏈接、電影票、景點門票等。2018 年重慶智博會門票就使用了二維碼電子門票。

（4）娛樂應用。如音樂、視頻等鏈接，可以通過手機掃描二維碼進行下載。

（5）在汽車行業(yè)中的應用：二維碼主要應用于汽車零部件管理、整車管理、服務于車隊管理系統(tǒng)。

3 汽車試驗場管理

3.1 運營管理體系

為保障汽車試驗場安全、高效地運營，關(guān)鍵需要建立一套科學的運營管理體系（如圖2 所示），這套管理系統(tǒng)由三個方面的管理制度及規(guī)則構(gòu)成，分別是：場地管理、車輛人員進出場管理以及試驗管理。

圖2 運營管理體系

3.2 場地管理

試驗場內(nèi)的試驗區(qū)域分為以下幾類：性能試驗區(qū)、動態(tài)測試區(qū)、噪聲測試區(qū)、ABS 測試區(qū)、耐久性測試區(qū)、環(huán)境模擬區(qū)以及連接各區(qū)域的輔道。由于場地內(nèi)實驗區(qū)域的多樣化，各種試驗區(qū)域路面的試驗規(guī)范不同，包括車輛的行駛速度、行駛方向、駕駛員的操作等。所以，需根據(jù)每個試驗區(qū)域的特性，對各個試驗區(qū)域路面的行駛速度區(qū)間、行駛方向、車流量、開放時間段、行車間距、試驗車輛保密性等建立一套行之有效的場地管理規(guī)定[4]。

試驗場內(nèi)的道路大多有復雜精細的路面施工工藝，經(jīng)歷長時間、高負荷的試驗對試驗場路面會造成損壞，故運營過程中，對路面要進行定期檢查，及時發(fā)損壞路面并及時修繕，以保障試驗的可靠性及一致性。

3.3 車輛人員進出場管理

進入試驗場的車輛，目前多采用信息管理系統(tǒng)輔助人工進行管理。最為常見的就是道閘監(jiān)控系統(tǒng)。在試驗場內(nèi)部設置全覆蓋無死角的監(jiān)控攝像頭，為管理人員提供實時視頻監(jiān)控畫面，同時在試驗區(qū)域的出入口設置自動化道閘，控制車輛的進出，目前對于進出權(quán)限的控制主要由管理人員進行管控。

進入試驗場的人員，主要分為駕駛員和非駕駛員兩類。對非駕駛員的身份核實和進出權(quán)限管控尤為重要。管控人員入場的最佳方式，就是建立一套完善的入場申請流程。對駕駛員的審核，運營管理人員在審核進入試驗場（非試驗區(qū)域）權(quán)限的基礎上，還需要對其駕駛資格進行嚴格的審核。分級管理制度是目前國內(nèi)試驗場對駕駛員駕駛資格審核使用得最為廣泛的方式。其方法具體為：首先對將在試驗場內(nèi)進行的試驗項目進行風險等級劃分，再依據(jù)分析結(jié)果來判定駕駛員的駕駛等級，根據(jù)等級不同，分別進行試驗場特有的駕駛培訓及考核[5]。

3.4 試驗管理

試驗管理主要分為風險管控和流量控制兩個部分。

試驗風險主要包括以下幾方面：（1）車輛高速及極限工況下的測試；（2）駕駛員不按規(guī)定駕駛；（3）交叉試驗；（4）試驗區(qū)域隔離措施不到位。

流量控制是指管理人員需要根據(jù)汽車試驗場內(nèi)各試驗區(qū)域的路面特性對試驗計劃進行合理安排，分配場地資源，控制各區(qū)域車流量。

4 基于二維碼技術(shù)的試驗場管理系統(tǒng)

本系統(tǒng)是將二維碼技術(shù)與試驗場原有的管理系統(tǒng)進行結(jié)合，主要分為四個子系統(tǒng)（如圖3 所示），分別是：進出場管理子系統(tǒng)、樣車管理子系統(tǒng)、駕駛員管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析子系統(tǒng)。

圖3 基于二維碼技術(shù)的試驗場管理系統(tǒng)架構(gòu)

4.1 進出場管理子系統(tǒng)

進出場管理子系統(tǒng)主要是將二維碼技術(shù)應用于道閘系統(tǒng)，在實驗區(qū)域進出口道閘處配備掃碼設備，車輛進場試驗前由試驗場管理人員辦理相關(guān)手續(xù)，并生成車輛本次試驗唯一的二維碼作為進場許可憑證，并將二維碼貼于試驗車輛易于掃碼的位置，進場時進行掃碼放行，同時系統(tǒng)內(nèi)記錄進場時間，出場時同樣進行掃碼，系統(tǒng)記錄出場時間，同時記錄試驗時長，用于后續(xù)費用結(jié)算。系統(tǒng)可顯示場內(nèi)實時車輛數(shù)，同時二維碼可設定試驗車輛本次試驗所申請的行駛區(qū)域，若無故進入其他區(qū)域，試驗場管理人員將對其進行提醒處理，能有效管控車輛在試驗場內(nèi)的不規(guī)范行駛。

4.2 樣車管理子系統(tǒng)

樣車管理子系統(tǒng)主要能夠?qū)崿F(xiàn)樣車信息錄入、樣車信息查詢、樣車清退等功能。在試驗場管理人員處進行進場手續(xù)辦理，生成二維碼時，同時也將錄入樣車的信息，包括該試驗車輛的生產(chǎn)廠家、車型、VIN 等信息。試驗場的樣車管理人員，攜帶掃碼設備，在試驗場的停車場定期對每輛車上的二維碼進行掃碼，讀取試驗車輛的信息，并能查看到該車輛是否已完成所有試驗，并對已完成試驗的樣車進行清退，能有效提高停車位的周轉(zhuǎn)和使用效率。

4.3 駕駛員管理子系統(tǒng)

駕駛員管理子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)駕駛員信息錄入、駕駛員信息查詢以及相應的準駕資格的判定功能。駕駛員進行試驗準駕申請后，通過培訓考核通過后，試驗場管理人員將其信息錄入系統(tǒng)，將駕駛員信息生成二維碼，并制作準駕證發(fā)給駕駛員，準駕證上包含駕駛員姓名、照片、準駕等級及二維碼。駕駛員駕駛試驗車輛進場通過道閘時，掃描其準駕證上的二維碼，系統(tǒng)顯示其準駕信息，并判定其準駕證是否過期，若已經(jīng)過期，則不予進場。同時，管理人員能夠在系統(tǒng)中對出現(xiàn)違規(guī)駕駛、危險駕駛等行為的駕駛員的準駕資格進行權(quán)限設定，暫?；蛉∠錅蜀{資格以示懲罰。

4.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)試驗情況數(shù)據(jù)錄入、試驗情況數(shù)據(jù)查詢以及報表分析功能。在試驗進場手續(xù)辦理時進行試驗基礎數(shù)據(jù)的錄入，如車輛信息、試驗區(qū)域、附屬需求等，在試驗進行中系統(tǒng)將記錄試驗過程中各個節(jié)點的信息，試驗車輛出場后，管理人員辦理出場結(jié)算手續(xù)，該試驗車輛的信息將形成一條完整的記錄，包括試驗區(qū)域、試驗市場、費用等。統(tǒng)計分析則是將每條信息記錄在系統(tǒng)中，并能形成臺賬和報表，方便查詢和統(tǒng)計。

5 結(jié)語

本系統(tǒng)能夠有效解決汽車試驗場在運營管理過程中出現(xiàn)的安全風險高、運行效率低、人員雜亂等問題，一定程度上提升了試驗場的智能化管理水平。但是，在系統(tǒng)運行的過程中，問題也會接踵而至，例如，二維碼打印出來貼在車身上，在室外如何保證不受天氣環(huán)境的影響等等，并且還需要思考如何將二維碼技術(shù)運用于解決更多試驗場管理過程中出現(xiàn)的難題，這些問題值得在后續(xù)的研究中完善和解決。