一種電動汽車安全檢測信息系統設計與實現

李軻 涂麟曦

摘 要：目前我國電動汽車行業高速發展，但在電動汽車安全檢測標準與信息化管理方面，特別是電動汽車年審檢測與相關檢測標準管理，暫缺乏完善的信息管理系統。基于該現狀并結合項目實際背景，設計開發一種電動汽車安全檢測信息系統。該系統采用B/S模式，后臺服務端采用Spring+SpringMVC+Mybatis+shiro技術框架，前端頁面采用Jquery+EasyUI技術框架。該系統不僅能夠以圖形化界面生動展示數據庫數據變化，還可極大提高電動汽車年審檢測效率，同時具有運行穩定、易維護、高擴展性等特點。經實際測試證明，該系統運行效果良好。

關鍵詞：電動汽車;年審檢測;檢測標準;管理系統;Spring;Jquery

DOI：10. 11907/rjdk. 182410

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A文章編號：1672-7800（2019）006-0096-05

Abstract：At present， China's electric vehicle industry is developing at a high speed. However， in terms of electric vehicle safety testing standards and information management， there is no complete and systematic management information system for electric vehicle annual inspection and related inspection standard management. Based on this situation and combined with the actual background of the project，this paper designs and develops an electric vehicle safety detection information system. The system adopts B/S mode， the background server uses Spring+SpringMVC+Mybatis+shiro technology framework， and Jquery+EasyUI technology framework is adopted in the front-end page. The system not only can vividly display the data changes in the database with a graphical interface， but also greatly improves the annual inspection efficiency of the electric vehicle， and also has the characteristics of stable operation， easy maintenance， and high expandability. The system has passed the actual test and the effect is good.

Key Words： electric vehicle; annual inspection; testing standard; management system; Spring;Jquery

0 引言

電動汽車是我國目前大力推廣和發展的新能源汽車，隨著電動汽車銷量逐年升高，電動汽車開始進入千家萬戶，但電動汽車安全問題隨之而來，特別是電氣安全問題成為用戶關注重心[1]。為確保電動汽車安全性，電動汽車標準制定與以此為基礎的檢測系統必不可少。目前，世界大多數國家皆制定了汽車標準，其中最具有代表性的是美國、歐洲及日本三大汽車標準體系，這也是其它各國建立標準體系的參照基礎[2-4]。但目前對電動汽車標準及其檢測系統的研究比較薄弱。在我國，國家與地方車管部門正在抓緊制訂和實施關于電動汽車電氣安全標準及其相關檢測方法，目前制定并由標準化主管部門批準發布的與電動汽車相關標準共42項，其中國家標準31項，行業標準11項[5-6]，但如何實現電動汽車安全監管信息化、研發電動汽車安全檢測信息系統，目前尚未出現成熟的解決方案。針對上述問題，本文設計開發了一種電動汽車安全檢測信息系統，為解決電動汽車安全隱患提供一個有效的監管平臺，同時也為保障車主安全提供及時可靠的參考數據，為我國電動汽車規范化管理打下良好基礎，對電動汽車行業發展具有重要意義。

1 系統業務分析

1.1 電動汽車安全檢測主要業務

為實現電動汽車安全檢測相關功能，本系統組織機構由標準管理部門、第三方符合性測試機構、汽車年審檢測站、車管所、車主等組成。主要業務包括電動汽車標準查詢、電動汽車檢測指標管理、符合性測試及電動汽車年審。根據電動汽車標準制訂及年審業務需求，設計檢測指標管理、符合性測試、年審檢測3個核心業務功能，業務需求分析如下：

（1）檢測指標管理。主要包括查詢電動汽車相關標準，針對電動汽車主要零部件制訂相應檢測指標，在指定的檢測指標數據通過符合性測試后發布標準，并作為電動汽車年審檢測環節檢測標準。

（2）符合性測試。主要由第三方專業機構執行，由標準管理員將制訂好的檢測標準提交給專業檢測機構，專業檢測機構檢測電動汽車車輛后，分析相關指標和標準是否符合實際情況，并給出測試意見，反饋給標準管理員進行修訂。

（3）年審檢測。汽車年審檢測站將測得的受檢電動汽車各項數據輸入到系統中，系統自動與標準數據庫對比并給出檢測結果。檢測數據和結果再被提交到交管局車管所，由車管所審核無誤后發放年審檢測合格證。

1.2 業務流程分析

（1）指標管理和符合性測試流程。針對上述業務，車輛主管部門制訂的電動汽車檢測指標需符合我國實際情況才能順利實施，因此應經過符合性測試。標準管理員將制訂的檢測標準提交給第三方測試機構，在通過符合性測試后發布檢測標準，業務流程如圖1所示。

（2）年審檢測業務流程。年審檢測支持車主預約，年審檢測員將實際檢測得到的電動汽車各項數據輸入系統即可自動對比標準值，生成檢測結果，并將檢測數據及結果提交給車管所進行審核，通過審核后發放年檢合格標識。年審檢測流程如圖2所示。

2 系統設計與開發

2.1 電動汽車安全檢測信息系統總體研究方案

本部分在系統科學與工程方法論的指導下，研究電動汽車安全檢測信息系統總體架構及其綜合集成解決方案。如圖3所示，電動汽車相關標準制定為該系統提供年審檢測依據，是電動汽車年審檢測基礎;三大技術模塊（標準制定模塊、符合性測試模塊、標準查詢模塊）是電動汽車相關標準制定的技術核心;電動汽車年審檢測為該系統實際應用，主要包括年審檢測站檢測和車管所審核。

2.2 系統功能設計

根據電動汽車安全檢測業務需求，本系統設計了標準信息、符合性測試、年審檢測、車主管理、車管所和系統用戶6個功能模塊。每個模塊之間既相互獨立又互相聯系，通過工作流引擎和任務驅動機制，建立各模塊之間的銜接。不同角色的用戶登錄該系統時根據權限執行自己的工作任務。整個系統采用MVC模式，實現視圖層與業務層分離，最大限度地減少客戶端、服務器及數據庫之間的耦合性，有利于系統維護和升級。該系統功能結構如圖4所示。

2.3 系統關鍵技術

（1）符合性測試技術。標準符合性測試是指測量產品或系統功能、性能、安全性等指標，并比較其與相關國家標準或行業標準規定的指標之間符合程度的測試活動[7]，其區別于一般測試，標準符合性測試依據和測試規程一定是國家標準或行業標準，而不是實驗室自定義或其它有關文件[8-10]。因此，對于本系統的標準制定功能，符合性測試必不可少。在本系統中，標準制定員根據國內外現有資料初步制定標準后，需將該標準提交到第三方符合性測試機構，該機構根據電動汽車實際情況判斷標準是否符合實際情況，并對沒有通過符合性測試的標準項目給出修改建議后再提交回標準制定員，標準制定員根據建議修改標準，即系統符合性測試流程完成[11]。通過本系統，標準制定員和符合性測試員可以高效地實現信息傳遞，極大降低符合性測試實現難度，符合性測試技術確保了本系統制定標準的準確性和實用性。本系統符合性測試jsp中部分關鍵代碼如下：

{

title： '狀態'， field： 'state'， sortable： true，width ： 80，

formatter：function（value，row）{

return row.state;

}，editor：{

type：'combobox'，

options：{

valueField：'state'，

textField：'state'，

data： [{

state： '符合'

}，{

state： '不符合'

}]， required：true

}

}

}， {

field ： 'suggest'，//對應json中的key

title ： '允許誤差范圍'，

width ： 80，

editor：'textbox'

}

（2）自動年審測試技術。傳統年審檢測模式依賴年審檢測員將測試所得數據與標準進行對比獲取結果，工作效率低下，而本系統采用自動年審測試技術，通過收集前臺獲取的測試數據并發送到后臺，查詢數據庫中待測試部件對應的標準，得到對應標準值，進而讓測試數據與標準值進行自動對比并生產測試結果，可極大減輕年審檢測員工作負擔，提高年審檢測效率和結果準確率。本系統自動年審測試mapper.xml中部分關鍵代碼如下：

UPDATE cartestvalue SET state = '合格' WHERE standardvalue =' ' AND standardvalue2 * 1 ?>= testvalue * 1 AND state =' ' AND tid=#{id}

UPDATE cartestvalue SET state = '合格' WHERE standardvalue2 =' ' AND standardvalue * 1 <= testvalue * 1 AND state =' 'AND tid=#{id}

UPDATE cartestvalue SET state = '合格' WHERE standardvalue2 * 1 >= testvalue * 1 AND testvalue * 1 >= standardvalue * 1 AND state =' ' AND tid=#{id}

UPDATE cartestvalue SET state = '不合格' WHERE state =' ' AND tid=#{id}

2.4 系統開發技術

本系統采用B/S架構、Java開發平臺和Spring+SpringMVC+Mybatis框架進行開發。其中Spring3.0框架作為一個無侵入式的輕量級框架，通過Spring提供的IoC容器，可以將對象之間的依賴關系交由容器進行控制，避免硬編碼造成過度耦合[12-13]。Spring MVC作為控制層，可將業務邏輯層與表示層分開，實現前端頁面與后臺業務邏輯松耦合連接，而且MVC設計模式很清楚地將程序員與設計者的角色劃分開，其基礎結構為：應用程序數據模型、代碼顯示及程序控制邏輯。數據模型描述并處理應用程序數據，視圖指用戶接口，反映模型數據并將其提交給用戶[14-16]。控制器將視圖上的行為（例如按下Submit按鈕）映射到模型操作（例如檢索用戶詳細信息），其運行模式如圖5所示。

在系統中作為持久層框架的MyBatis使用簡單的XML或注解用于配置和原始映射，將接口和Java的POJOs映射成數據庫中的記錄[17]。為實現前端頁面動態展示效果和增加用戶體驗，本系統采用EasyUI技術進行界面開發。通過使用EasyUI，開發者只需編寫一些簡易的HTML標記，即可達到定義用戶界面的目的，無需編寫復雜的代碼，大幅提高了開發效率。

系統開發工具采用eclipse，具有標準化接口與松散耦合的特點，有利于本系統與其它系統的集成及今后擴展升級。系統開發結構圖6所示。

由于系統涉及的業務模式和業務單元較多，所以必須對各個業務模塊設置權限以確保系統安全可靠性，本系統采用Apache Shiro技術框架實現該目的，Apache Shiro是Apache軟件基金會下一個功能強大、健壯、易用的Java開源安全開發框架，提供認證、授權、加密和會話管理等功能，可以為命令型應用、移動應用、大型網絡及企業應用提供安全解決方案。通過在Java Web工程的web.xml文件中定義一個Shiro Servlet過濾器以實現Shiro與Web應用集成。配置完成后，Shiro Filter過濾每個請求并確保在請求期間特定請求的Subject是可訪問的。同時，由于Shiro Filter過濾了所有請求， 可根據需要執行的特定邏輯判斷以保證在滿足一定條件下的請求允許被通過[18]。本系統用Shiro實現權限攔截的部分關鍵代碼如下：

/standardtest/makestandard.action = perms[makestandard：query]

/standardtest/maketest.action = perms[maketest：query]

/standardtest/yeartest.action = perms[yeartest：query]

/standardtest/queryyeart.action = perms[ueryyeart：query]

2.5 數據庫設計

本系統采用Oracle數據庫系統。在電動汽車標準制訂和年審檢測過程中將產生大量結構化和非結構化數據流，圖7清晰地反映了標準制訂和年審檢測過程的數據流向。

3 應用案例

在上述業務需求分析和流程設計的基礎上，本文開發了電動汽車安全檢測信息系統，該系統主界面如圖8所示。為驗證系統有效性，選取湖北省交通運輸廳頒布的《電動汽車電氣安全檢測方法及技術標準》中的指標和年審檢測為例進行系統測試，取得了良好效果。

《電動汽車電氣安全檢測方法及技術標準》主要內容包括動力蓄電池、DC/DC轉換器和電機及其控制器3個部分[19]。標準管理員在查詢相關標準文本后，將電動汽車受檢部位檢測指標錄入系統中，并將標準文件上傳系統，然后提交給符合性測試機構進行測試。符合性測試員接到測試任務后下載系統標準文本，參照該文本開展測試工作，將測試結果錄入系統中，并給出測試結果和修改建議。標準管理員根據符合性測試結論修改相應標準，然后正式發布檢測標準和指標。

在年審檢測中，車主可登錄系統預約，也可直接進站檢測。年審檢測員從系統下載發布的標準文件，根據要求對電動汽車受檢部位進行測試，將測試數據錄入系統中，系統自動對比指標庫，生成年審結果。年審檢測員將檢測數據、車輛信息等提交給車管所審核，車管所對審核通過的車輛發放年審合格證編號，由年審檢測站打印合格證標識發放給車主[20]。

4 結語

本文開發的一種電動汽車安全檢測信息系統將指標管理、符合性測試及年審檢測功能整合于一體，充分整合和優化了標準管理部門、第三方符合性測試機構、汽車年審檢測站、車管所、車主等涉及的人員、設備、技術和資源，實現了標準制訂及年審檢測流程信息化和自動化，使信息有效溝通和交融，為提高交通管理部門對電動汽車安全問題的監管與防控能力提供了可靠平臺和工具，為電動汽車交通安全提供了有力的技術支撐[21]。本文設計的系統簡化了標準制訂和年審檢測步驟，提高了電動汽車年審工作效率，使檢測工作和標準管理工作更加規范，彌補了我國在電動汽車安全管理方面的不足，可在汽車年審檢測站和交通管理部門推廣使用。

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（責任編輯：江 艷）