杨伟昌 山东明珠汽车科技有限公司 副总经理、总工程师
尊敬的蔡会长、刘秘书长,宋总,各位领导、嘉宾大家上午好。首先作为东营市的本土企业,欢迎各位领导在春和景明的四月来到我们山东东营,我们山东东营不仅有着靓丽风景和状况的黄蓝交汇,还有中国第二大油田胜利油田,也早就了东营市成为一个危化品的生产基地。
在东营市每天运行的车辆大约有三万辆,占到全国危险品车辆将近十分之一,在这么大的危险品运行基础之上给当地危险品安全运输带来了巨大的安全问题。可以说是一个巨大的挑战。企业地处于山东东营,我们深知这个危化品物流行业上下游产业链的一些问题,基于此我们成立了山东明珠汽车有限公司,也借此机会和大家分享一下我们公司在成立以来在基于车辆安全方面所做的一些工作,所以我今天和大家分享的主题是安全重于泰山,智慧科技赋能安全运输。
我今天分享的内容主要由四个方面:
一,介绍一下企业的情况。
二,国内危险品车辆安全方面的现状。
三,基于这些现状在网联技术方面做了哪些须工作。
四,基于材料学安全本质方面我们也有一定的解决方案。
一.企业介绍
首先我们山东明珠集团是成立于2002年,位于东营市垦利区,总资产53亿元,是国家电网的改制企业,我们涉及了六大业务板块、20家分公司,其中包括专用汽车业务板块、石油装备业务板块、房地产业务板块、建筑施工业务板块、金融投资业务板块和电力工程业务板块。这些年来我们也取得了很多荣誉包括民营企业500强企业,山东省先进比集成党组织还有省级技术中心。
作为山东明珠集团旗下专用汽车业务板块之一的山东明珠汽车科技有限公司,是我们东营市唯一的一家危险品罐车生产企业,我们公司成立于2014年,从公司成立之初我们一直专注于车辆的安全,以我们的专业,我们专注一件事情我们并且在专心去做一件事情就是车辆的安全。我们2015年建设了同行业跨度最大的生产车间,全部引进了自动化焊接设备,在2016年获得了工信部的生产资质以及危险品罐品的资质。2017年我们对智能化安全罐制车项目进行立项,我们在2018年通过大量的投入人力、物力、财力进行车辆安全方面的研发,我们自己进行了模拟的碰撞实验,2019年我们还在国家级的实验室进行了全面性的破装实验并获得了成功,也参加了2019年的第十八届上海国际车展。2020年获得了山东省高新技术企业又纳入了国家武器装备质量管理体系。
我们公司作为东营的一家危险品的罐车企业,我们有责任、有义务、有担当为我们危化品物流运输行业做出我们应有的贡献,我们使命就是为了打造智能化的安全罐制车,让危险品罐制车不再危险。同时我们基于车辆在制造的后市场开展了一系列的工作,我们建有危险品车辆维修中心,可提供技术咨询、清洗维修、快速救援、回收拆解包括报废销户为一体的综合性的服务。
二.国内危险品车辆安全事故现状
我们是构建危险品车辆一个产业链一项全方位的服务,下面讲一下我们国内危险品车辆存在哪些安全的问题。这几张照片大家也或多或少都了解过,2012年的某某高速发生的8.26事故、2014年晋济高速的3.1事故、2015年莱州的1.16事故,以及还有广州6.29事故,2017年张石高速5.23事故等等,这些事故虽然过去了这么多年,但是至今历历在目,可以说看到者是触目惊心。
这是我们国家权威部门统计的危险车辆出现出故的一些数据和统计,排在前三位主要就是碰撞、追尾、侧翻造成经济损失、人员伤亡,这些问题不但给社会经济、给我们的企业带来了巨大的经济损失,更是给很多家庭带来了无以弥补的损失和心灵创伤,也给我们的生态环境带来了很大的影响。引起很多负面的问题。
为此我们国家也是高度重视车辆的安全问题,我们习近平总书记在十九大报道当中也提出了树立安全发展理念,弘扬生命至上、安全第一的思想。全国政协副主席、交通运输部、党组书记杨传堂书记,也是在2018年全国交通运输工作会议上提出了安全、便捷、高效、绿色经济的运输服务发展模式,进一步完善行业的安全体系。交通运输部部长李小鹏部长也是在2018年全国交通运输工作会议上提出了构建交通运输的安全发展体系,交通运输部的副部长刘小明部长在全国道路运输安全形式分析,电视电话会上也再次强调了,推动自动驾驶技术、网联技术、智能装备从根本上提升我国运营车辆的安全性能。
为此我们国家多部委也联合陆续出台了制订修订一系列关于提升车辆,尤其是危险品车辆安全方面的标准,尤其是国家交通部近两年推出的117.81、78.2等等都是基于车辆安全方面的一些标准。尤其我们还引入了欧洲的ADR标准,结合中国的国情制订了GT617标准,等等这一切都是为了的车辆来保驾护航做很多的工作,涉及的标准不仅仅是PPT上列的这几个,还有更多,总之我们的标准归纳起来在这八个方面,对整车的要求,关于制动系统、安全防护、机器连接、载荷布置、电器连接、报警与提示、装卸安全全方位对车辆进行安全方面的保护。
再到地方,我们东营市交通局也推出了六预防预警系统,包括车道偏离探测预警系统,车距监测预警系统,防超速预警系统,防前碰撞预警系统,疲劳驾驶探测预警系统和防行人碰撞的预警系统,这都是我们从国家到我们部委到我们地方所做的一系列关于提升危险品车辆本质安全的一切工作。
三.基于网联技术的智能安全方案
接下来我讲一下我们公司在车辆安全方面我们所做的一些工作,在基于网联技术做了一系列的智能安全方案,在网联技术主要是从两方面入手:
1.车辆行驶安全智能系统
包括EBS、ESP、TPMS等等,刚才石油管理局的同志也讲到安装了一些智能化的装置,包括车头、主机厂,我们来共同合作配合车辆一体化进行全方位、车辆主动安全以及被动安全都做了全方面的保护,通过智能化的技术保证车辆的安全。
2.装卸安全智能系统
因为车辆不单是一个运输工具,还是一个工作的工具,所以基于在行驶安全和装卸安全两方面入手,做了这样的工作。车辆可以加装电子先锋,车载自带的承重系统,包括超声波、夜位仪、温度计、压力监测等等,还有装卸油自动护锁技术也是我们的专利技术,还有车辆信息二维码也是国内首家采用,便于我们的车辆一个可追溯性。
四.基于材料学的车辆本质安全方案
所以说在车辆智能方面我们做了大量的工作,在此我先分享到这里,下一步重点分享的一个内容就是我们公司在基于材料学方面车辆本质安全方案。我们从三个方面入手:
1.基于常规金属材料领域的一些材质所做的优化工作
首先大家都知道我们市面上常见的车型是铝合金,这是最常见的车辆,为了迎合国家轻量化的发展,在基于铝合金的基础上我们对车辆进行全方位的三维建模设计、建设力学的分析,包括罐体行走系统内部防波板结构设计等等一系列的优化设计,来提升我们车辆自身的本质安全。我们不但对产品进行了优化设计,还要保证产品工艺制作,保证我们的质量。
罐体三大关键焊接工艺全部采用是国际高端智能化自动焊接设备,包括罐中缝、环缝还有车身的纵缝自动化全部来自于法国、奥地利这些高端的自动化设备,这些设备经常用于军工行业。通过我们优化的设计、高端设备的制造,车辆在市面上也出现了一定的事故,当然我们非常不希望看到事故的发生,但是当事故发生的时候,车辆可以充分保证驾驶员的安全。
(如图)这些都是客户在第一现场反馈回来的,这一辆48方集油车辆,曾装载了34吨汽油在树旁边进行了刮蹭,没有发生任何的泄漏,这台罐体发生了追尾的事故碰撞,后车车架直接插到了保险杠底部,紧急切断阀也达到了紧急切断的目的,车辆没有发生任何的泄漏。这台车装载了33吨石油发生了侧翻,摔得相当严重,一滴都没有发生泄漏,最右边是去年2020年在东营海港发生了一起爆燃事故,损失也比较严重,但是车辆毫发无损。通过我们自身的设计,进行最大能力、最大程度去保护客户财产。
2.在复合材料领域做了大量的研究
我们不但在铝合金结构方面做了改进,在复合材料领域也做了一些深入的研究,在复合材料领域我们从两方面入手,一个是高强度、高吸能,所以我们就引入了同行业比较先进的一些材料,包括碳纤维、泡沫铝,又结合了军用装备、坦克的复合装甲、军用和警用的安全帽、防弹衣等等,这些技术都是应用了一些国内新材料、高端的抗冲击、高性能的材料来保护安全性能。
(如图)是青岛中方四车研发的高铁,这样一个防冲撞技术里面加装了三大性能装置,其中最主要的就是刚才提到的一项材料泡沫铝,它的设计不仅仅是应用了材料还有结构方面的设计,还借鉴了国内国产的大飞机C919的防鸟撞板,采用了复合材料的装甲技术。
我们在借鉴这些技术的基础之上,关于如何把它应用到危险品罐体方面,我们做了四个方案,包括碳纤维加强罩、框架式的防撞梁、这个框架应用的材料不是普通材料,是我们和碳纤维厂家来定制的碳纤维新材,具有强度大、比重轻,对车身增加比较小的重量,为车辆运输带来更高的价值。包括右边蜂窝铝吸能仓,泡沫铝吸能仓等等,都具有很大的优点,吸能来缓冲车辆在撞击的时候产生巨大的能量来充分保证车辆的安全。
3.在非牛顿流体领域做了很多的研究
提到非牛顿流体有些在座的各位知道,实际上就是一种不满足牛顿黏性流体的一个实验定律,也就是它的应变不符合现行变化的介质。举一个简单的例子,我们都是搞化工行业,聚乙烯、聚丙烯酰胺包括石油的橡胶液体都属于非牛顿流体的材质,在生活当中淀粉、蛋清等等这些都是属于非牛顿流体领域的材料。因为我们企业是给化工物流运输行业提供服务,并且为甲方化工企业提供服务,还要和甲方进行合作,把化工领域生产的高端先进材料反过来应用到我们车辆本身,来提升我们装备自身的品质。
非牛顿流体有几个特点,大家可以看到这个小动画,这其实是一个玉米淀粉,它看似是一个液态的,如果慢慢进入到液体当中,它可以能够进入,如果受到猛烈冲击的时候就液体回弹,瞬间提高它的强度,并且有足够的阻尼特点,吸能性,比重还比较轻,它的密度和水的密度差不多,远远低于很多金属材料的密度。
鉴于此我们做了一些深入的研究,首先我们在这种材料方面建立了仿真模型进行模拟数据分析,撞击物体采用的都是实时的,中车四方的高铁实验数据是36公里每小时,在高铁方面中国高铁标准和欧盟的高铁标准是一样的,最低的实验数据就是36公里每小时。在模拟危险品罐体碰撞的时候我们也采用了36公里每小时最低的实验数据。
首先我们做的是不加保护装置的数据分析,对罐体后车投进行位移、应力和应变的数据分析。然后对罐体尾部又加装了这种防撞装置,以同样的数据进行力学分析。数据分析结果对比可以看到这些数据是在位移、应变方面发生了巨大的变化。通过理论数据可以看到防护装置对于保护车辆后头在撞击过程当中安全是非常大的。我们做了理论模型和数据分析,还进行了实验室小型样件认证。首先建立了理论模型,做了实验样件模拟小的罐体,采用霍普金森杆冲击实验,采用15万焦耳的能量对实验室进行冲击,冲击结果(如图),右侧是不加装,左侧是加装装置的,同样的数据、同样的实验、同样的样件结果是非常明显的。
我们做完样件的实验又做整车的实验,要保证这项技术可以在罐车上得到工艺的实现,再进行整车的验证,首先这项技术的工艺是把我们的罐体和非牛顿流体进行充分的优化结合,达到了强度大、耐牢化、防腐蚀、抗冲击这样的特点,并且可以看到施工现场相对其他提到的碳纤维还有蜂窝铝等方面易于施工,非常易于实现的,不但可以监测到我们的罐体,也可以判断车辆其他的部位,包括防护栏、后保险杠等,我们做的实验是对罐体进行了加装。
大家可以看到在施工完之后我们留下一个样板,(如图)这个就是施工完之后的一个断截面,这里面石油17层高分子集合物,通过无缝的对接聚合在一起,有三大作用:内部有一层阻尼层,中间的吸能层还有最外层的抗冲击层,集这三大优点于一身。我们生产了同样的罐体在工厂进行了模拟实验,这一项实验可以说我们公司投入了巨大的人力、物力、财力,冒着巨大的风险来做了中国第一撞。大家可以看到同样的撞击力度,第二次红色涂层撞击力度比第一次速度提高了将近3公里每小时,撞击后发生了凹陷、左侧的罐体还发生泄漏,右侧有防护装置也发生了凹陷,但凹陷的尺寸大幅度下降,并且在撞击完之后对整个罐体又做了一个实验,没有任何的泄漏。
我们自己做的实验不具有权威性,在2019年又找到了国家级的实验室,这是中国比较权威的实验室,在车辆碰撞方面比较权威的机构,汽车工程研究院,左边是我们普通的罐体,右侧是加装防护装置的罐体,以同样的撞击接面、同样撞击力度撞击完之后,左侧罐体不但发生凹陷还发生直接破漏。右侧罐体仅仅发生了轻微的凹陷,后期也对罐体进行了打压实验和破耐压实验,车辆没有任何的泄漏,也充分证明了我们这项技术是可靠的,可以保证我们车辆安全性能。
在这里有一个短片给大家看一下我们中间所做的这些实验。
通过这个实验的成功我们公司又参加了第十八届上海国际车展,在这个车展上是我们在国内最高端的车展,只有我们唯一的一家危险品罐体。在这次展会上也得到了很多媒体的高度关注,包括国家交通部、公安部和有关领导也出席了该产品的新闻发布会,也得到很多媒体的相关报道。我们这项产品技术获得了国家专利,现在为止是国内首家唯一的一项专利技术。
最后我对这个车进行了以下几个优点的归纳,简单的给大家介绍一下。第一个是国内唯一的独家专利技术,再一个就是该涂层装置兼顾着高亢冲击性能,和超高的吸能型,增加的重量小于一百公斤,对于运输方面,在车辆方面造成的影响是微乎其微、可以忽略的。第三个采用了17层几何工艺,可以直接喷涂到罐体表面,再次声明他是一个绿色环保的一项介质。第四个具有非常有益的物理性能,具有较高的四类长度,伸长率他可以达到500%,普通的金属材料的延伸率一般在百分之十几,比较大可能在百分之二十几,但是这项技术的延伸率达到了400-500范围。第五项有好的热稳定性,可以在150度下长期使用,并且使用寿命10年以上,大家知道我们的危险品罐体,国家强制爆品年限是十年甚至有的化工企业对车辆要求更加的严禁比较苛刻,可能达到7年以上就不给装载介质了,但是我们这项技术是远远能够超越国家对危险品车辆报废年限标准。未来做的醒目一点我们可以做成红色、蓝色、黄色等等,根据客户的要求都可以做,我们的公司的厂配是一个红色,明珠集团的Logo是一个红蓝相间的造型,罐体也做成了红蓝,为了提高我们整个明珠罐体涂料在市场上的一个辨识度。最后我们也通过了国家级别德国碰撞实验室的测试验证,在2020年这些车辆又投放了市场,在客户那里也得到了很好的使用,反映也比较良好,客户对我们产品有时候也笑称叫撞不漏产品,当然这只是一个美好的赞誉。
最后我也希望我们的危化品、化工物料行业在中物联,危化品分会的交流平台上,我们要携手共同合作,安全重于泰山,责任就是使命,我们一定要联起手来,提升车辆本质安全,共同推动我们行业的进步,为国家在危险品的安全运输方面,为国家安全发展,做出我们更大的贡献,谢谢大家!