Разработка математической модели оценки качества топлива для нефтяной компании Газпромнефть
Цели и задачи проекта
Основной целью данного проекта являлась разработка математической модели оценки качества топлива по данным CAN – шины транспортного средства на основании протокола OBDII
Задачи проекта:
Задачи проекта:
- проведение испытаний и сбор данных CAN – шины транспортного средства (ТС) на основании протокола OBDII на базе системы транспортной безопасности SkyTracking Transport Security;
- определение функций и данных OBDII для расчета числового значения характеристик качества топлива;
- определение корреляций технических показателей ТС (по открытым данным OBDII) и показателей химического состава топлива. Аргументация и интерпретация выявленных корреляций;
- разработка математической модели оценки качества топлива по данным CAN – шины транспортного средства (ТС) на основании протокола OBDII
Подход к реализации проекта
- Закупка проб топлива. Закупка 6 проб бензина - по 2 пробы Газпром нефть и Лукойл АИ-92, АИ-95, АИ-100
- Химический анализ. ГАЗПРОМНЕФТЬ-ЛАБОРАТОРИЯ 10 параметров хим. анализа каждой пробы топлива
- Тестирование проб. Испытания 6 проб топлива на 2 ТС AUDI и VW - 36 файлов с данными OBDII из SkyTracking Transport Security
- Анализ данных. Отбор данных | Нормирование | Выявление зависимостей показателей OBDII от октанового числа и параметров хим. анализа
- Выявление корреляций. Исследование выявленных зависимостей. Выявление корреляции температуры катализатора от октанового числа бензина
- Разработка мат. модели. Разработка и описание мат. модели зависимости температуры катализатора от октанового числа бензина
- Документирование результатов. Сценарий тестирования, протокол тестирования, отчет о результатах тестирования, отчет о результатах анализа, презентация
Транспортные средства, на которых проводилось тестирование
Тестируемые пробы топлива
В ходе испытаний тестировались 6 проб топлива – по 2 пробы каждого вида топлива (АИ-92, АИ-95, АИ-100) на двух транспортных средствах
В ходе испытаний тестировались 6 проб топлива – по 2 пробы каждого вида топлива (АИ-92, АИ-95, АИ-100) на двух транспортных средствах
Каждая проба топлива тестировалась 2 раза – по 1 разу на VW и AUDI на 3 скоростных режимах – 30 км/ч, 40 км/ч, 60 км/ч. Результаты тестирования включают 36 испытаний тестируемых проб
Тестирование производилось на базе SkyTracking Transport Security - интеллектуальная система видеоанализа, обработки и визуализации данных о состоянии водителя и транспортного средства с использованием технологий машинного обучения и геопозиционирования ГЛОНАСС, способная осуществлять раннее предупреждение негативных инцидентов на транспорте в режиме реального времени
Тестирование производилось на базе SkyTracking Transport Security - интеллектуальная система видеоанализа, обработки и визуализации данных о состоянии водителя и транспортного средства с использованием технологий машинного обучения и геопозиционирования ГЛОНАСС, способная осуществлять раннее предупреждение негативных инцидентов на транспорте в режиме реального времени
Видеозапись из системы SkyTracking Transport Security
Видео из системы SkyTracking Transport Security, содержащее запись из кабины водителя и перечень показателей OBDII, фиксируемых по ходу испытаний
Видео из системы SkyTracking Transport Security, содержащее запись из кабины водителя и перечень показателей OBDII, фиксируемых по ходу испытаний
Анализируемый набор параметров OBDII
По ходу испытаний фиксировались показатели OBDII, передаваемые в режиме реального времени на сервер системы SkyTracking Transport Security
По ходу испытаний фиксировались показатели OBDII, передаваемые в режиме реального времени на сервер системы SkyTracking Transport Security
- Абсолютное значение нагрузки
- Положение педали акселератора D (%)
- Положение педали акселератора E (%)
- Температура катализатора: банк 1, сенсор 1
- Необходимое соотношение воздуха и топлива
- Напряжение контрольного модуля (Вольт)
- Температура охлаждающей жидкости, (°С)
- Расчетная нагрузка на двигатель (%)
- Необходимый уровень для продувочного
- Необходимый уровень для продувочного клапана фильтра системы улавливания паров топлива
- Давление в топливной рампе (прямое) (кПа)
- Давление во впускном коллекторе (кПа)
- и множество других параметров
Параметры химического состава бензина
Параметры химического состава бензина, исследуемые в ходе анализа на предмет наличия корреляций с показателями OBDII
Параметры химического состава бензина, исследуемые в ходе анализа на предмет наличия корреляций с показателями OBDII
- Октановое число
- Производитель
- Октановое число (по иссл. методу)
- Концентрация смол
- Массовая доля серы
- Объемная доля бензола
- Объемная доля углеводородов: олефиновых и ароматических
- Массовая доля кислорода
- Объемная доля оксигенатов: метанола, третбутанола, эфиров
- Давление насыщенных паров
- Фракционный состав
- Максимальный индекс паровой пробки
Все образцы бензина соответствуют требованиям ГОСТ, образцы признаются пригодными для испытаний
Зависимость усредненных показателей OBDII от октанового числа
Зависимость усредненных показателей OBDII от октанового числа
Зависимость показателей OBDII от октанового числа АИ 92 разных производителей, 30 км/ч, VW и AUDI
Зависимость показателей OBDII от октанового числа АИ 92 разных производителей, 40 км/ч, VW и AUDI
Вывод: приведенные графики усредненных показателей демонстрируют отсутствие явных зависимостей параметров OBDII от октанового числа бензина и производителя(бренда
Корреляция параметров OBDII с октановыми числами
Корреляция параметров OBDII с октановыми числами
Коэффициенты корреляции параметров OBDII с октановыми числами при фиксированных скоростях для ТС AUDI
Коэффициенты корреляции параметров OBDII с октановыми числами при фиксированных скоростях для ТС VW
Вывод: данные демонстрируют основания для углубленного анализа корреляций параметров OBDII FUEL_RAIL_PRESSURE_DIRECT, CTALYST_TEMP с параметрами химического состава топлива
Зависимость давления в топливной рампе от октанового числа
Зависимость давления в топливной рампе от октанового числа
Зависимость давления в топливной рампе от октанового числа бензина для AUDI
Зависимость давления в топливной рампе от октанового числа бензина для VW
Вывод: очевидной зависимости параметра OBDII FUEL_RAIL_PRESSURE_DIRECT от октанового числа бензина для обоих ТС не наблюдаются, в связи с чем нельзя сделать вывод о целесообразности применения данного параметра в определении октанового числа
Зависимость расхода бензина от химического состава
Зависимость расхода бензина от химического состава
Вывод: из корреляционной таблицы расхода топлива и показателей химического состава бензина, можно с делать вывод, что отсутствует существенная корреляции показателя расход топлива с другими параметрами
Зависимость температуры катализатора от химического состава бензина
Зависимость температуры катализатора от химического состава бензина
Вывод: из корреляционной таблицы расхода топлива и показателей химического состава бензина, можно с делать вывод, что отсутствует существенная корреляции показателя расход топлива с другими параметрами
Зависимость температуры катализатора от химического состава бензина
Вывод: для разных ТС наблюдается схожая динамика температуры катализатора в зависимости от октанового числа, где b1 > b2 > b3
Коэффициенты функций температуры катализатора октановых чисел 92, 95, 100 соответственно и,
b1 = b3 / 0.2, а b1 = b2 / 0.1
Определение октанового числа на основе температуры катализатора
Зависимость температуры катализатора от химического состава бензина
Вывод: для разных ТС наблюдается схожая динамика температуры катализатора в зависимости от октанового числа, где b1 > b2 > b3
Коэффициенты функций температуры катализатора октановых чисел 92, 95, 100 соответственно и,
b1 = b3 / 0.2, а b1 = b2 / 0.1
Определение октанового числа на основе температуры катализатора
Вывод: результаты анализа подтвердили техническую возможность определения качества бензина (октанового числа) по данным CAN-шины ТС (по протоколу OBDII) на основе параметра CATALYST_TEMP по формуле:
