一种电动汽车安全检测信息系统设计与实现
2019-07-08李轲涂麟曦
李轲 涂麟曦
摘 要：目前我国电动汽车行业高速发展，但在电动汽车安全检测标准与信息化管理方面，特别是电动汽车年审检测与相关检测标准管理，暂缺乏完善的信息管理系统。基于该现状并结合项目实际背景，设计开发一种电动汽车安全检测信息系统。该系统采用B/S模式，后台服务端采用Spring+SpringMVC+Mybatis+shiro技术框架，前端页面采用Jquery+EasyUI技术框架。该系统不仅能够以图形化界面生动展示数据库数据变化，还可极大提高电动汽车年审检测效率，同时具有运行稳定、易维护、高扩展性等特点。经实际测试证明，该系统运行效果良好。
关键词：电动汽车;年审检测;检测标准;管理系统;Spring;Jquery
DOI：10. 11907/rjdk. 182410
中图分类号：TP319
文献标识码：A文章编号：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
电动汽车是我国目前大力推广和发展的新能源汽车，随着电动汽车销量逐年升高，电动汽车开始进入千家万户，但电动汽车安全问题随之而来，特别是电气安全问题成为用户关注重心[1]。为确保电动汽车安全性，电动汽车标准制定与以此为基础的检测系统必不可少。目前，世界大多数国家皆制定了汽车标准，其中最具有代表性的是美国、欧洲及日本三大汽车标准体系，这也是其它各国建立标准体系的参照基础[2-4]。但目前對电动汽车标准及其检测系统的研究比较薄弱。在我国，国家与地方车管部门正在抓紧制订和实施关于电动汽车电气安全标准及其相关检测方法，目前制定并由标准化主管部门批准发布的与电动汽车相关标准共42项，其中国家标准31项，行业标准11项[5-6]，但如何实现电动汽车安全监管信息化、研发电动汽车安全检测信息系统，目前尚未出现成熟的解决方案。针对上述问题，本文设计开发了一种电动汽车安全检测信息系统，为解决电动汽车安全隐患提供一个有效的监管平台，同时也为保障车主安全提供及时可靠的参考数据，为我国电动汽车规范化管理打下良好基础，对电动汽车行业发展具有重要意义。
1 系统业务分析
1.1 电动汽车安全检测主要业务
为实现电动汽车安全检测相关功能，本系统组织机构由标准管理部门、第三方符合性测试机构、汽车年审检测站、车管所、车主等组成。主要业务包括电动汽车标准查询、电动汽车检测指标管理、符合性测试及电动汽车年审。根据电动汽车标准制订及年审业务需求，设计检测指标管理、符合性测试、年审检测3个核心业务功能，业务需求分析如下：
（1）检测指标管理。主要包括查询电动汽车相关标准，针对电动汽车主要零部件制订相应检测指标，在指定的检测指标数据通过符合性测试后发布标准，并作为电动汽车年审检测环节检测标准。
（2）符合性测试。主要由第三方专业机构执行，由标准管理员将制订好的检测标准提交给专业检测机构，专业检测机构检测电动汽车车辆后，分析相关指标和标准是否符合实际情况，并给出测试意见，反馈给标准管理员进行修订。
（3）年审检测。汽车年审检测站将测得的受检电动汽车各项数据输入到系统中，系统自动与标准数据库对比并给出检测结果。检测数据和结果再被提交到交管局车管所，由车管所审核无误后发放年审检测合格证。
1.2 业务流程分析
（1）指标管理和符合性测试流程。针对上述业务，车辆主管部门制订的电动汽车检测指标需符合我国实际情况才能顺利实施，因此应经过符合性测试。标准管理员将制订的检测标准提交给第三方测试机构，在通过符合性测试后发布检测标准，业务流程如图1所示。
（2）年审检测业务流程。年审检测支持车主预约，年审检测员将实际检测得到的电动汽车各项数据输入系统即可自动对比标准值，生成检测结果，并将检测数据及结果提交给车管所进行审核，通过审核后发放年检合格标识。年审检测流程如图2所示。
2 系统设计与开发
2.1 电动汽车安全检测信息系统总体研究方案
本部分在系统科学与工程方法论的指导下，研究电动汽车安全检测信息系统总体架构及其综合集成解决方案。如图3所示，电动汽车相关标准制定为该系统提供年审检测依据，是电动汽车年审检测基础;三大技术模块（标准制定模块、符合性测试模块、标准查询模块）是电动汽车相关标准制定的技术核心;电动汽车年审检测为该系统实际应用，主要包括年审检测站检测和车管所审核。
2.2 系统功能设计
根据电动汽车安全检测业务需求，本系统设计了标准信息、符合性测试、年审检测、车主管理、车管所和系统用户6个功能模块。每个模块之间既相互独立又互相联系，通过工作流引擎和任务驱动机制，建立各模块之间的衔接。不同角色的用户登录该系统时根据权限执行自己的工作任务。整个系统采用MVC模式，实现视图层与业务层分离，最大限度地减少客户端、服务器及数据库之间的耦合性，有利于系统维护和升级。该系统功能结构如图4所示。
2.3 系统关键技术
（1）符合性测试技术。标准符合性测试是指测量产品或系统功能、性能、安全性等指标，并比较其与相关国家标准或行业标准规定的指标之间符合程度的测试活动[7]，其区别于一般测试，标准符合性测试依据和测试规程一定是国家标准或行业标准，而不是实验室自定义或其它有关文件[8-10]。因此，对于本系统的标准制定功能，符合性测试必不可少。在本系统中，标准制定员根据国内外现有资料初步制定标准后，需将该标准提交到第三方符合性测试机构，该机构根据电动汽车实际情况判断标准是否符合实际情况，并对没有通过符合性测试的标准项目给出修改建议后再提交回标准制定员，标准制定员根据建议修改标准，即系统符合性测试流程完成[11]。通过本系统，标准制定员和符合性测试员可以高效地实现信息传递，极大降低符合性测试实现难度，符合性测试技术确保了本系统制定标准的准确性和实用性。本系统符合性测试jsp中部分关键代码如下：
{
title： '状态'， 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'，//对应json中的key
title ： '允许误差范围'，
width ： 80，
editor：'textbox'
}
（2）自动年审测试技术。传统年审检测模式依赖年审检测员将测试所得数据与标准进行对比获取结果，工作效率低下，而本系统采用自动年审测试技术，通过收集前台获取的测试数据并发送到后台，查询数据库中待测试部件对应的标准，得到對应标准值，进而让测试数据与标准值进行自动对比并生产测试结果，可极大减轻年审检测员工作负担，提高年审检测效率和结果准确率。本系统自动年审测试mapper.xml中部分关键代码如下：
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 系统开发技术
本系统采用B/S架构、Java开发平台和Spring+SpringMVC+Mybatis框架进行开发。其中Spring3.0框架作为一个无侵入式的轻量级框架，通过Spring提供的IoC容器，可以将对象之间的依赖关系交由容器进行控制，避免硬编码造成过度耦合[12-13]。Spring MVC作为控制层，可将业务逻辑层与表示层分开，实现前端页面与后台业务逻辑松耦合连接，而且MVC设计模式很清楚地将程序员与设计者的角色划分开，其基础结构为：应用程序数据模型、代码显示及程序控制逻辑。数据模型描述并处理应用程序数据，视图指用户接口，反映模型数据并将其提交给用户[14-16]。控制器将视图上的行为（例如按下Submit按钮）映射到模型操作（例如检索用户详细信息），其运行模式如图5所示。
在系统中作为持久层框架的MyBatis使用简单的XML或注解用于配置和原始映射，将接口和Java的POJOs映射成数据库中的记录[17]。为实现前端页面动态展示效果和增加用户体验，本系统采用EasyUI技术进行界面开发。通过使用EasyUI，开发者只需编写一些简易的HTML标记，即可达到定义用户界面的目的，无需编写复杂的代码，大幅提高了开发效率。
系统开发工具采用eclipse，具有标准化接口与松散耦合的特点，有利于本系统与其它系统的集成及今后扩展升级。系统开发结构图6所示。
由于系统涉及的业务模式和业务单元较多，所以必须对各个业务模块设置权限以确保系统安全可靠性，本系统采用Apache Shiro技术框架实现该目的，Apache Shiro是Apache软件基金会下一个功能强大、健壮、易用的Java开源安全开发框架，提供认证、授权、加密和会话管理等功能，可以为命令型应用、移动应用、大型网络及企业应用提供安全解决方案。通过在Java Web工程的web.xml文件中定义一个Shiro Servlet过滤器以实现Shiro与Web应用集成。配置完成后，Shiro Filter过滤每个请求并确保在请求期间特定请求的Subject是可访问的。同时，由于Shiro Filter过滤了所有请求， 可根据需要执行的特定逻辑判断以保证在满足一定条件下的请求允许被通过[18]。本系统用Shiro实现权限拦截的部分关键代码如下：
/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 數据库设计
本系统采用Oracle数据库系统。在电动汽车标准制订和年审检测过程中将产生大量结构化和非结构化数据流，图7清晰地反映了标准制订和年审检测过程的数据流向。
3 应用案例
在上述业务需求分析和流程设计的基础上，本文开发了电动汽车安全检测信息系统，该系统主界面如图8所示。为验证系统有效性，选取湖北省交通运输厅颁布的《电动汽车电气安全检测方法及技术标准》中的指标和年审检测为例进行系统测试，取得了良好效果。
《电动汽车电气安全检测方法及技术标准》主要内容包括动力蓄电池、DC/DC转换器和电机及其控制器3个部分[19]。标准管理员在查询相关标准文本后，将电动汽车受检部位检测指标录入系统中，并将标准文件上传系统，然后提交给符合性测试机构进行测试。符合性测试员接到测试任务后下载系统标准文本，参照该文本开展测试工作，将测试结果录入系统中，并给出测试结果和修改建议。标准管理员根据符合性测试结论修改相应标准，然后正式发布检测标准和指标。
在年审检测中，车主可登录系统预约，也可直接进站检测。年审检测员从系统下载发布的标准文件，根据要求对电动汽车受检部位进行测试，将测试数据录入系统中，系统自动对比指标库，生成年审结果。年审检测员将检测数据、车辆信息等提交给车管所审核，车管所对审核通过的车辆发放年审合格证编号，由年审检测站打印合格证标识发放给车主[20]。
4 结语
本文开发的一种电动汽车安全检测信息系统将指标管理、符合性测试及年审检测功能整合于一体，充分整合和优化了标准管理部门、第三方符合性测试机构、汽车年审检测站、车管所、车主等涉及的人员、设备、技术和资源，实现了标准制订及年审检测流程信息化和自动化，使信息有效沟通和交融，为提高交通管理部门对电动汽车安全问题的监管与防控能力提供了可靠平台和工具，为电动汽车交通安全提供了有力的技术支撑[21]。本文设计的系统简化了标准制订和年审检测步骤，提高了电动汽车年审工作效率，使检测工作和标准管理工作更加规范，弥补了我国在电动汽车安全管理方面的不足，可在汽车年审检测站和交通管理部门推广使用。
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（责任编辑：江 艳）
