Контроль топлива с использованием ГНСС ГЛОНАСС и технологий транспортной телематики
Введение
Цифровая революция в транспортной отрасли — это сегодняшние реалии. В первую очередь это связано с тем, что цифровые решения, которые предлагаются для автоматизации автопарков, нацелены на оптимизацию работы и снижение издержек. Большая часть расходов компаний, предназначенных для содержания автопарков, приходится на горюче-смазочные материалы, в частности на топливо. Это составляет в среднем около 35% всех затрат на содержание автопарков, а потому контроль движения топлива становится одной из первостепенных задач для владельцев и руководителей компаний, имеющих собственный парк транспортных средств.
Недолив топлива и его хищение — основные причины роста статьи расходов, причем в любые времена, независимо от того, стабильные это годы или периоды экономических кризисов. Человеческий фактор никто не отменял. Острая необходимость экономии и сокращения издержек в компаниях с собственным автопарком существует всегда и для всех. Чтобы получить максимальный контроль над ситуацией, на помощь руководителям компаний в подобных вопросах приходят цифровые телематические решения. Расскажем, как работает одно из них, а именно цифровой метод автоматизированного контроля топлива и управления топливными картами в автопарках на основе технологий спутниковой навигации (ГНСС ГЛОНАСС/GPS) и высокоточных датчиков уровня топлива (ДУТ), интегрированный в спутниковую экосистему мониторинга транспорта. Разберем в статье некоторые аспекты данного решения, в том числе почему возникает необходимость контроля топлива в автопарке и методы контроля, что и как можно автоматизировать и контролировать и какие выгоды получить.
Необходимость контроля топлива
Необходимость контроля топлива возникает, прежде всего, из-за махинаций некоторых сотрудников автопарков, желающих получить «левый» заработок. Рассмотрим несколько основных вариантов таких махинаций и методы борьбы с этим в телематической системе.
- Слив топлива. Способ обычно используется при эксплуатации автомобилей или спецтехники с большими баками, где уменьшение уровня на 50, 100 или даже 200 л не очень заметно и его можно списать на увеличенный расход, сложные дорожные условия, пробки и т. д. Данный способ можно легко обнаружить и пресечь установкой датчиков уровня топлива в телематической системе или подключением к CAN-шине автомобиля телематического бортового терминала для получения данных об уровне топлива в баках. В системе мониторинга транспорта ДУТ или CAN-шина показывают на графиках и в отчетах специального диспетчерского программного обеспечения уровень топлива, находящийся в баке в любой интересующий момент, в режиме реального времени или за определенный период. Заправки, сливы топлива и его потребление легко отследить (рис. 1).
- Приписка пробегов. Если в компании лимиты на потребление топлива основаны на пробегах автотранспорта и нормах потребления на километр, предупредить приписки можно без ДУТ, используя данные телематического ГЛОНАСС/GPS-мониторинга транспорта. Владелец (директор, диспетчер, логист) четко контролирует все пробеги техники (рис. 2), добавить какой-то существенный километраж просто невозможно. Ответственным лицам известно, где автомобиль находился, когда, во сколько, сколько и где стоял, а также его суммарный пробег за день, неделю, месяц.
- Фиктивные заправки. Этот способ особенно популярен на легковом транспорте, где легче не залить топливо или залить его меньше, чем слить из бака. Пресечь такой способ хищения можно установкой оборудования системы ГЛОНАСС/GPS-мониторинга совместно с ДУТ или с подключением к CAN-шине автомобиля. Особенно эффективен в данном случае двусторонний контроль поступления топлива с использованием топливных карт АЗС совместно с установкой ДУТ. В таком варианте владелец (или ответственное лицо) может в едином отчете сопоставить и отследить транзакции по топливным картам с фактическим количеством поступившего в бак топлива. Количество топлива, оплаченного на АЗС, и количество топлива, фактически залитого в бак, должны быть равны, а при расхождении в цифрах отчет позволяет это быстро отследить.
- Фиктивное увеличение расхода. Для некоторых видов спецтехники, где установка ДУТ невозможна из-за конструктивных особенностей топливного бака или нецелесообразна из-за характера работы машин, учет топлива ведется по отработанным моточасам. В таких случаях нередко присутствует фиктивное увеличение расхода по различным причинам (режим работы, износ двигателя, время года и т. д.). Но решить вопрос контроля расхода можно, установив совместно с оборудованием системы мониторинга проточные расходомеры. Расходомер — устройство для фиксации фактически потребленного двигателем транспортного средства топлива. Точность расходомеров достигает 1%. Фиксируется именно расход, а не уровень топлива (рис. 3).
Итак, рассмотрев возможные причины, побуждающие владельцев компаний вести контроль движения ГСМ, разделим его на две части — поступление и расход топлива — и проанализируем каждый из них по отдельности.
Как мы можем получить данные о поступлении топлива?
- При помощи датчиков уровня топлива различного типа (врезной датчик, погружной датчик, CAN-шина и др.).
- При помощи интеграции с топливными картами различных поставщиков.
- Нормативы.
- Как мы можем получить данные о расходе?
- При помощи датчиков уровня топлива различного типа (врезной датчик, погружной датчик, CAN-шина и др.).
- Расходомеры.
- Нормативы.
Методы контроля
Датчик уровня топлива
Датчик уровня топлива — специализированное измерительное устройство для анализа и контроля количества топлива и определения уровня его расхода. Интегрирование датчика уровня топлива в баке в телематическую систему позволяет удаленно в режиме реального времени получать следующие данные:
- фактический объем топлива в баке на данный момент времени;
- расход горючего за определенный временной промежуток;
- усредненный расход топлива на 100 км;
- количество заправок, объемы дозаправленного топлива;
- факты сливов, количество слитого бензина.
Устройство устанавливается на легковые и грузовые автомобили, спецтехнику строительного и сельскохозяйственного назначения. ДУТ подходит для транспортных средств не только с бензиновым, но и с дизельным двигателем. Кроме того, он отлично работает на стационарных объектах, например на резервуарах с горючим на автозаправочных станциях.
ДУТ обычно состоит из измерительной головки, измерительного зонда, интерфейсного кабеля и элементов монтажного комплекта для установки и крепления в транспортном средстве. Поскольку топливо имеет высокие характеристики диэлектрика, то при погружении в топливо зонд датчика выполняет функцию переменного конденсатора, емкость которого линейно зависит от уровня его заполнения топливом. Измерительная головка датчика обрабатывает результаты измерений для дальнейшей передачи данных в прибор ГЛОНАСС/GPS.
На сегодня производители устройства представляют его в нескольких вариантах. По конструктивным особенностям выделяют несколько видов:
- поплавковые, называемые также потенциометрическими;
- емкостные;
- ультразвуковые.
По характеристикам выходного сигнала ДУТ разделяют на аналоговые, частотные и цифровые. Аналоговый датчик уровня топлива отличается доступной стоимостью, но при этом обладает низким уровнем защиты от помех, из-за чего наблюдается высокая погрешность в показаниях. В частотных исходные данные передаются на диспетчерское устройство с помощью кодированного сигнала. Отличаются меньшим уровнем погрешности по сравнению с аналоговыми. Цифровые оснащаются микропроцессорным устройством. Данные обрабатываются и передаются в виде цифрового сигнала. Этот вид датчиков уровня топлива отличается высокой помехозащищенностью, что обеспечивает высокую точность замеров.
CAN-шина
CAN-шина — цифровой интерфейс сбора и обмена информацией между различными системами транспортного средства, а также управления исполнительными устройствами. Набор данных о топливе отличается в зависимости от марки/модели транспортного средства. В одном автомобиле возможно снять данные только о количестве топлива в топливном баке, в литрах или процентах, в другом — только о мгновенном расходе топлива. Важно понимать, что точность данных c CAN-шины — это точность штатного датчика уровня топлива автомобиля. Если датчик поплавковый, точность данных с CAN-шины будет равна точности этого поплавкового датчика.
Расходомер
Расходомер — прибор проточного типа, измеряющий объемный или массовый расход вещества, то есть количество вещества (объем, масса), проходящее через сечение потока, например сечение топливной магистрали в автомобиле за единицу времени. Он устанавливается на входе в двигатель и подсчитывает количество топлива, прошедшего через него, то есть поступившего в двигатель. Предпочтительнее использовать дифференциальные расходомеры. В них две измерительные камеры, для подающей и обратной топливных магистралей, то есть расходомер самостоятельно вычисляет разницу расходов в каждой камере и ведет счетчики (рис. 4). Вычисленные значения передаются на телематический терминал и далее в систему мониторинга в виде цифровых сообщений (по протоколам RS-232, RS-485 или CAN).
Управление топливными картами
Перечисленные устройства служат для точного определения уровня топлива, передавая собранные данные на телематический терминал, который в свою очередь отправляет их в систему мониторинга в режиме реального времени. Проще говоря, информация о количестве топлива в баке доступна в любом месте, нужно только осуществить вход в систему. При помощи таких датчиков можно эффективно контролировать расход топлива, а система мониторинга оповестит при злоупотреблении водителя (слив горючего).
Эти устройства позволяют определить, сколько топлива поступило в бак, но не могут контролировать, сколько выдано на АЗС. Поэтому вместе с данными техническими устройствами в телематическую систему интегрирован такой сервис, как «Управление топливными картами».
Топливная карта — современное платежное средство экономии и контроля бюджета компании, при помощи которого можно оплачивать топливо и другие услуги АЗС. Расчетный инструмент позволяет экономить и контролировать расход денежных средств в режиме реального времени. Топливные карты позволяют экономить на топливе до 30% — за счет контроля заправок, возврата НДС и за счет управления затратами в личном кабинете.
Чем полезны топливные карты? С помощью них организациям легко контролировать покупки, получение, учет топлива и автоматизировать расчеты за него. Поскольку количество автомобилей из года в год неуклонно растет, это же происходит и с потребностью в горючем. Юридическим лицам удобнее использовать топливные карты, позволяющие не только оплатить топливо, но и следить за его расходом при интеграции с системами мониторинга транспорта.
При привязке топливных карт к транспортным средствам, на которых установлено оборудование телематической системы, в личном кабинете пользователя будет отображаться сводный отчет, а также сравнительная аналитика данных о заправках по топливным картам и данных по количеству фактически залитого/израсходованного топлива на основе показателей датчиков, установленных на автомобиле.
Точный планово-фактический анализ выполняется благодаря автоматизации сверки данных по топливным картам и данных с оборудования системы мониторинга. Благодаря интеграции между системой мониторинга и поставщиком топливных карт можно получить доступ к следующим данным:
- общее количество заправок/сливов за период;
- текущий уровень топлива в каждой машине;
- данные о выданном горючем;
- общий топливный баланс организации.
Телематический сервис «Управление топливными картами»
Телематический сервис «Управление топливными картами» выполняет следующие задачи:
- контроль и учет итогового потребления топлива в автопарке;
- сравнение затрат по всем топливным картам относительно количества топлива, залитого в топливные баки автомобилей;
- анализ нецелевого потребления топлива в разрезе карт;
- анализ нецелевого потребления топлива в целом по компании;
- построение данных отчетов возможно при установленных датчиках топлива на транспортных средствах;
- предупреждения по операциям;
- информирование о транзакциях по карте в момент отсутствия транспортного средства на АЗС;
- ведение «Журнала заправок».
В сервисе предусмотрен удобный инструмент отчета по управлению топливными картами — «Журнал заправок» (рис. 5). Он доступен всем пользователям услуги мониторинга транспорта. Данные о топливных транзакциях в журнал попадают автоматически.
Заключение
В статье мы рассмотрели цифровые методы снижения затрат на эксплуатацию автопарка для компании любого масштаба. Контроль топлива и управление топливными картами позволяют владельцам и руководителям полностью ликвидировать манипуляции с топливом.
- Телематическая система формирует подробный отчет обо всех сливах из бака транспортного средства. В отчете указывается объем слитого топлива, дата, время начала/окончания слива, что полностью исключает возможность несанкционированного слива топлива из бака.
- Система формирует подробный отчет обо всех заправках транспортного средства. В отчете указывается объем залитого топлива, дата, время начала/окончания заправки, что полностью исключает возможность купить «левый» чек или продать неиспользованный заправочный талон.
- Система позволяет отслеживать факты сговора с оператором АЗС или топливозаправщиком на основании системной отчетности по заправке транспортного средства, что исключает недозаправки, несуществующие заправки, а также заправки дешевым топливом.
- Система позволяет исключить фиктивную работу транспортного средства на основании системных отчетов по фактическому потреблению топлива двигателем, что позволяет увидеть разницу между реальной и фиктивной работой транспортного средства.
В целом телематический сервис контроля топлива и управления топливными картами снижает расходы на ГСМ в автопарках на 15–30%. При затратах на ГСМ около 1 млрд руб. в год экономия составляет сотни миллионов.
- Платонов С. А. Использование ГНСС для решения комплексных прикладных задач. В сб. тезисов XXIII Международной научной конференции «Системный анализ, управление и навигация». М.: МАИ, 2018.
- Материалы (доклады) XIV Международного навигационного форума и конгресса «Сфера». М.: Красная Пресня, 2021.
- Материалы вебинара «Open SpaceTeam Webinar 5. Интеллектуальный автопарк. Экосистема телематических сервисов ST Flagman Web». www.youtube.com/watch?v=NvFGO73W_C4&t=119s
- Материалы (доклады) международного форума АВТОНЕТ-2021. Москва, онлайн. 19 октября 2021 г.
- Khadonova S. V., Ufimtsev A. V., Dymkova S. S. Using Global Navigation Satellite Systems to Solve Complex Application Problems. Moscow, Russia, 2019.