浅析基于IC卡的加气站车用气瓶安全监管系统设计

摘要：随着我国科学技术水平的不断提高，出现了使用天然气来作为动力能源的车辆。而车用气瓶作为存储天然气的设备，严格来讲是一种移动式的压力容器。为了在最大程度上保证车用气瓶的使用安全，同时提高车辆充装天然气的管理效率，将IC卡技术以及计算机信息技术应用于加气站的天然气充装工作当中是一项十分便捷的方式。设计并构建出一个以IC卡为基础的气瓶安全监管系统，对车用气瓶的安全监管方面来说也具有一定的强化作用。

关键词：车用气瓶；IC卡技术；安全监管系统

我国是一个消耗能源的大国，在各种能源当中，我国在石油方面的消耗程度是最高的。而煤炭能源对于环境的污染又十分严重。因此，积极开发出可以利用且适应我国能源结构的清洁能源成为了我国在能源开发方面的重要研究方向。清洁能源不但可以大大减小二氧化碳的排放量，同时也可以在一定程度上减缓我国在石油、煤炭等不可再生性能源方面的消耗程度。而天然气能源因为在我国的储量丰富且对环境的污染程度小的原因逐渐成为了二十一世纪最“炙手可热”的新型能源，并已经在许多城市普及使用。

一、天然气汽车在使用过程中存在的风险因素

天然气是一种无色无形但是却易燃易爆的气体。它比空气轻，因此很容易在相对密闭的空间内聚集。当天然气与空气相混合并达到了一定的浓度范围之后，一旦遇到明火就会发生燃烧甚至是爆炸的情况。

随着天然气在我国各大城市的推广应用，以及天然气汽车数量的大幅增加。加大对天然气汽车以及车用气瓶的安全监管力度势在必行。天然气汽车中所使用的储气瓶是一种特种设备，其中有一种压缩式的天然气汽车气瓶属于一种压力型的容器（最高可达20MPa）。这种高压容器一旦出现超压的情况就会发生物理爆炸。而且压力型容器在反复的充装之后会引起容器疲劳强度的下降，这个时候天然气中的少量硫化氢就会“趁机”对容器的内部产生腐蚀。一旦提供安全保障的附件出现了问题则会出现天然气泄漏的现象，如果不对车用气瓶进行定期的检查，那么势必会给社会和谐安定以及人民的生命财产安全造成不可估量的危害和损失。

二、政府部门对天然气汽车的监管措施

如上文所述，汽车所使用的装载天然气的气瓶是一种移动型的压力容器，为了强化以及规范这种车用气瓶的安全监管、保证车用气瓶的使用安全性。我国的国务院以及国家质检总局先后颁布了与之相关的安全监管条例（《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》等等）。政府部门希望通过这些法律条文来加大对车用气瓶各个环节的安全管理力度。

三、加气站所面临的气瓶安全监管问题以及相关的解决方式

作为天然气市场充装业务的主要负责者，加气站一定要负担起天然气充装环节的安全监管责任。一是要在进行天然气充装前对车辆的检查（检查车辆是否具有政府相关监管部门颁发的车用燃气气瓶使用登记证，同时也要对车辆的车牌以及气瓶号进行核对，检查气瓶是否在使用的有效期内、气瓶的状况是否符合充装要求等等）。另一方面则是要记录好车辆每次的充装交易，这个记录中要包括车辆气瓶在充装前的压力、充装后的压力、充气的起止时间、车辆的车号等等信息。以便在交易完成后对其进行追溯查询。

以往来说这些工作都需要人工进行，这不但使得工作效率缓慢同时也加大了记录信息的出错机率，致使安全监管的严密性不够。将先进的传感自控技术、IC卡技术以及网络信息数据库技术等联合应用到车载气瓶的安全监管当中，可以极大改善加气站对车辆充装环节的安全监管能力。

四、对于加气站安全监管系统的设计

（一）设计目标

以中国石化加油加气双界面IC卡为例，这种卡会适用于所有属于中石化的加油站以及加气站。它既可以为加油、加气的费用进行支付，同时它也具有对车载气瓶的安全监管功能。

在车辆第一次加气之前，车辆的驾驶人员一定要带好身份证、车辆以及车用气瓶的检验证明文件到中石化所属公司的加气站点进行首次的验证，加气站点则在验证合格之后对其进行备案，在认证生效之后，用户信息会被传送到车用气瓶安全监管的中心系统之中进行再次验证，验证生效之后则可以下发到各个加气站，同时，系统也会根据用户信息的变化对记录的信息进行更新。

用户持卡进入加气站，将卡插入加气机之后，加气机会对用户进行身份验证，在对其车辆以及气瓶的验证合格之后才能进行加气，加气机完成加气之后会自动按照加气量进行扣费。如果加气的车辆没有通过验证或者是加气机在对车用气瓶检测时发现气瓶不符合加气相关的安全标准，那么加气机会自动拒绝加气的操作。

这种基于IC卡的加气站车用气瓶安全监管系统可分为三层架构，位于最顶层的是加气监管省的中心处理系统，其次是加气安全监管的站级系统，最底层的则是联网状态的加气机。加气监管中心主要包含了5大模块：系统监管子系统、负责认证的管理子系统、负责业务查询的系统以及第三方接入子系统。这几个系统相互配合应用，实现了加气IC卡的认证绑定功能、车辆的充装许可管理功能以及各大加气站的业务查询功能。

加气安全监管的站级系统，则主要负责与中心系统的通讯、车辆交易业务的查询、对加气机的控制以及通讯等等。另外，加气监管站级系统也可以提供站点内许可名单的查询服务以及车辆充装业务记录的查询等。

五、总结

由于天然气资源的供应问题，我国天然气市场的发展仍然处于一种不均衡的状态。比如说我国西北，而西南地区的天然气资源相对比较充足，这使得该地区无论是在天然气汽车还是充装网点的发展上都比较快速且均衡，但是在华中、华东以及沿海一带则因为天然气资源的供应不足，使得天然气汽车普及的速度较慢，同时导致天然气的充装网点也比较少而且分散。除此之外，因为车用气瓶的流动性很强、而对其管理相对较为松散的原因使得天然气汽车的使用、销售、车用气瓶的安装以及天然气充装等各个环节都存在很大的安全监管漏洞。尽管政府部门颁布了一系列监管法令，但是由于各个地区的发展状况不同，使得法规在各个地区的执行力度也十分不同。很多地区的相关法规难以落实到实处。因此，建立起完善的安全监管体制是我国能源未来战略发展的必然方向。

参考文献：

[1]姚可.基于IC卡的加气站车用气瓶安全监管系统设计[J].电子商务，2013.

[2]李方威，武常生，杨利芬.车用压缩天然气缠绕气瓶的使用与保养[A].2011年“天山重工杯”全国机电企业工艺年会暨第五届机械工业节能减排工艺技术研讨会论文集[C]，2011.

[3]记者 张吉祥.全省车用气瓶IC卡监管系统应用现场会在我市召开[N].延安日报，2007.