淺析(xi)基(ji)於雲(yun)平臺的(de)充(chong)電(dian)樁(zhuang)用(yong)能(neng)計量有序(xu)充(chong)電(dian)服(fu)務的應(ying)用(yong)

淺析(xi)基(ji)於雲(yun)平臺的(de)充(chong)電(dian)樁(zhuang)用(yong)能(neng)計量有序(xu)充(chong)電(dian)服(fu)務的應(ying)用(yong)

江(jiang)蘇安(an)科(ke)瑞(rui)電(dian)器(qi)制(zhi)造有限(xian)公司(si) 江(jiang)蘇江陰 214405

摘要：鑒於電(dian)動汽車(che)數(shu)量未來(lai)爆發式(shi)增長的現(xian)象(xiang)，利(li)用(yong)分(fen)布式邊緣(yuan)雲(yun)模塊化技(ji)術，以服(fu)務功能(neng)劃分(fen)為(wei)有序(xu)充(chong)電(dian)雲(yun)模塊和(he)遠程(cheng)自(zi)動(dong)檢(jian)測(ce)模塊，通(tong)過蜂(feng)窩無(wu)線遠距離(li)傳(chuan)輸的(de)方(fang)式，實(shi)現(xian)采(cai)樣(yang)數(shu)據及(ji)控制(zhi)信(xin)息(xi)上下(xia)行數(shu)據交互的承載。利(li)用(yong)雲(yun)平臺的(de)虛(xu)擬(ni)化存(cun)儲(chu)、動(dong)態(tai)擴(kuo)展、功能(neng)模塊化部署(shu)特(te)點(dian)，可以在(zai)靈活(huo)的空(kong)間(jian)範圍內部(bu)署(shu)後臺計算與能(neng)源資(zi)源匹配與應(ying)用(yong)；利(li)用(yong)壹(yi)套遠程(cheng)自(zi)檢(jian)裝置，通過軟(ruan)件(jian)形(xing)式定(ding)期下(xia)發自(zi)檢(jian)測(ce)程(cheng)序(xu)，充(chong)電(dian)樁(zhuang)啟動自(zi)檢(jian)模式，將檢(jian)測(ce)報告與裝置內存(cun)儲(chu)的(de)標(biao)準(zhun)數(shu)據進行(xing)比(bi)對(dui)，進壹步(bu)改善平臺充(chong)電(dian)樁(zhuang)監控狀態(tai)。通(tong)過邊(bian)緣(yuan)雲(yun)平臺信(xin)息(xi)分(fen)區(qu)分(fen)功能(neng)交互的模式，利(li)用(yong)虛(xu)擬(ni)空(kong)間(jian)構建壹個(ge)大容量、高(gao)可靠(kao)的管控平臺，為(wei)車(che)聯(lian)網(wang)應(ying)用(yong)提(ti)供(gong)壹(yi)種(zhong)切(qie)實(shi)可行的解(jie)決(jue)方(fang)案。

關鍵(jian)詞(ci)：雲(yun)平臺；自(zi)動(dong)檢(jian)測(ce)；能(neng)源管理(li)；有序(xu)充(chong)電(dian)

今(jin)年，電(dian)動汽車(che)行(xing)業(ye)抓住了(le)疫(yi)情影(ying)響(xiang)窪地(di)，迅速找到(dao)了(le)發展突(tu)破口，從電(dian)動汽車(che)發行(xing)政策(ce)到鋰電(dian)池開發技(ji)術均(jun)出臺了(le)多(duo)層(ceng)面(mian)利(li)好消息，未(wei)來(lai)壹段時(shi)間內(nei)會出(chu)現(xian)電(dian)動汽車(che)乘(cheng)用(yong)車(che)數(shu)量井(jing)噴(pen)現(xian)象(xiang)，如(ru)何(he)滿(man)足(zu)如(ru)此批量的電(dian)動汽車(che)充(chong)電(dian)服(fu)務需求(qiu)，有必(bi)要改善現(xian)有車(che)聯網服(fu)務平臺服(fu)務能(neng)力(li)。車聯(lian)網作(zuo)為(wei)充(chong)電(dian)樁(zhuang)集(ji)群式系統(tong)管理(li)平臺，可以遠程(cheng)對(dui)充(chong)電(dian)樁(zhuang)空(kong)閑(xian)狀態(tai)、運(yun)行(xing)狀態(tai)、分(fen)布位置等進(jin)行管(guan)理(li)，並通(tong)過車(che)載終端(duan)獲(huo)取管轄(xia)區(qu)域(yu)內的(de)車(che)輛(liang)充(chong)電(dian)需求(qiu)及(ji)位置要求(qiu)，將充(chong)電(dian)需求(qiu)與充(chong)電(dian)樁(zhuang)存(cun)量信(xin)息(xi)進(jin)行匹(pi)配(pei)，為(wei)車(che)輛(liang)主(zhu)動(dong)推送合適(shi)的充(chong)電(dian)方(fang)案信(xin)息(xi)。但(dan)隨(sui)著車輛數(shu)量的快(kuai)速遞增，傳統車(che)聯網管(guan)理(li)方(fang)法會逐(zhu)步(bu)表(biao)現(xian)出(chu)處(chu)理(li)能(neng)力(li)的缺(que)陷(xian)，應(ying)通(tong)過某(mou)些智能(neng)化技(ji)術提(ti)升管(guan)理(li)系統(tong)的處(chu)理(li)容量和(he)效率(lv)。

1 有序(xu)充(chong)電(dian)計量數據管理(li)及(ji)樁(zhuang)站(zhan)管(guan)理(li)現(xian)狀

傳統車聯(lian)網系統(tong)數據的管(guan)理(li)更側重(zhong)於對(dui)車輛的管理(li)，例如(ru)車(che)輛(liang)運(yun)行(xing)路徑、車輛(liang)能(neng)量剩余(yu)情(qing)況(kuang)、車輛間距、壹(yi)定(ding)空(kong)間(jian)內(nei)車(che)輛容納數量等信(xin)息(xi)，以上綜(zong)合信(xin)息(xi)有利(li)於幫(bang)助(zhu)系統(tong)了解(jie)充(chong)電(dian)樁(zhuang)附(fu)近(jin)的(de)車(che)輛充(chong)電(dian)需求(qiu)量，主要目(mu)的(de)是為(wei)車(che)輛(liang)主(zhu)動(dong)推送充(chong)電(dian)信(xin)息(xi)，用(yong)戶(hu)可以從(cong)車(che)載終端(duan)或(huo)其(qi)他APP上迅(xun)速搜索到附(fu)近(jin)可充(chong)電(dian)的充(chong)電(dian)點，節省(sheng)了用(yong)戶(hu)的(de)等(deng)待時(shi)間。但(dan)電(dian)動汽車(che)發展速度(du)過快(kuai)，導(dao)致傳(chuan)統(tong)車聯(lian)網在(zai)數據控制(zhi)與管(guan)理(li)方(fang)面(mian)也(ye)逐(zhu)步(bu)顯(xian)露(lu)出(chu)了較多(duo)不匹配的地(di)方(fang)，總結為(wei)以下(xia)幾(ji)點：

（1）充(chong)電(dian)樁(zhuang)數量與電(dian)動汽車(che)充(chong)電(dian)需求(qiu)數不成(cheng)正比(bi)：充(chong)電(dian)樁(zhuang)安(an)裝需要安(an)全(quan)、有源的空(kong)間(jian)預(yu)留(liu)，隨(sui)著城市智能(neng)化建設(she)的加(jia)速，可以滿(man)足(zu)充(chong)電(dian)樁(zhuang)部署(shu)的空(kong)間(jian)比(bi)較有限(xian)，如(ru)何(he)解(jie)決(jue)有限(xian)的能(neng)源用(yong)於(yu)更多(duo)的(de)設(she)備充(chong)電(dian)是需要解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題。

（2）充(chong)電(dian)樁(zhuang)充(chong)電(dian)技(ji)術還未(wei)成(cheng)熟：某(mou)個(ge)省(sheng)質檢(jian)單位(wei)對(dui)充(chong)電(dian)樁(zhuang)產品出(chu)廠(chang)前(qian)檢(jian)測(ce)結果反(fan)映(ying)，70%產品存(cun)在(zai)著安(an)全(quan)隱患，例(li)如(ru)有的(de)存(cun)在(zai)故障(zhang)無(wu)警(jing)示或(huo)者(zhe)元件(jian)接地(di)錯誤等，也(ye)意味著，這(zhe)批充(chong)電(dian)樁(zhuang)在(zai)運行(xing)壹段時(shi)間後出現(xian)安(an)全(quan)問(wen)題的(de)可能(neng)性(xing)很大。在(zai)充(chong)電(dian)樁(zhuang)數量如(ru)此有限(xian)的情況(kuang)下，再加(jia)上充(chong)電(dian)樁(zhuang)故障(zhang)的風(feng)險(xian)，給充(chong)電(dian)能(neng)力(li)增加(jia)了(le)更大的壓(ya)力(li)。

（3）車聯(lian)網缺(que)乏(fa)對(dui)充(chong)電(dian)樁(zhuang)聯網(wang)供(gong)電(dian)能(neng)力(li)的評估(gu)：目(mu)前(qian)車(che)聯(lian)網(wang)僅是將每(mei)個(ge)充(chong)電(dian)樁(zhuang)供電(dian)水平值采集(ji)到(dao)系統(tong)，當周邊(bian)有車(che)輛預(yu)到(dao)達(da)時(shi)，可推送充(chong)電(dian)消息。但(dan)往往(wang)由(you)於(yu)充(chong)電(dian)樁(zhuang)分(fen)配不合理(li)，導致有的(de)車輛無(wu)電(dian)可充(chong)，而(er)有可充(chong)電(dian)的樁(zhuang)站(zhan)卻(que)空(kong)閑(xian)。

2 基(ji)於雲(yun)平臺服(fu)務的有序(xu)充(chong)電(dian)應(ying)用(yong)管(guan)理(li)架構

基(ji)於以上深(shen)度(du)的分(fen)析，解(jie)決(jue)車(che)聯(lian)網充(chong)電(dian)服(fu)務問題的根本(ben)要從(cong)兩(liang)個(ge)方(fang)面(mian)入(ru)手(shou)：壹是加(jia)強車聯網能(neng)源供應(ying)與充(chong)電(dian)需求(qiu)的匹(pi)配度(du)；二(er)是增加(jia)充(chong)電(dian)樁(zhuang)自檢(jian)測(ce)能(neng)力(li)，並能(neng)通過程(cheng)序(xu)自(zi)優化方(fang)法對(dui)充(chong)電(dian)樁(zhuang)進行(xing)升級。本(ben)文針對(dui)兩(liang)個(ge)主(zhu)要需(xu)求(qiu)采用(yong)邊(bian)緣(yuan)雲(yun)模塊的(de)方(fang)式，不同(tong)的雲(yun)功能(neng)設(she)計不同(tong)的模塊，還能(neng)借(jie)助(zhu)雲(yun)特(te)性(xing)實現(xian)雲(yun)模塊間(jian)的(de)數據耦合與擴(kuo)展。通(tong)過功能(neng)雲(yun)數(shu)據與能(neng)源管理(li)系統(tong)內其(qi)他設(she)備相(xiang)互聯系，可支撐整(zheng)個(ge)充(chong)電(dian)過程(cheng)服(fu)務的實現(xian)。整(zheng)體架(jia)構如(ru)圖(tu) 1 所示。

車聯(lian)網(wang)對(dui)於封閉式(shi)的電(dian)網而言(yan)，屬於(yu)信(xin)息(xi)外(wai)網，因(yin)此架構從縱(zong)向(xiang)來(lai)看劃(hua)分(fen)為(wei)信(xin)息(xi)內(nei)網與信(xin)息(xi)外(wai)網兩(liang)部(bu)分(fen)。信(xin)息(xi)內(nei)網側(ce)重(zhong)於能(neng)源側，包括(kuo)配電(dian)網發電(dian)-充(chong)電(dian)樁(zhuang)供電(dian)-供電(dian)交易(yi)計量，其過程(cheng)具(ju)體可描述(shu)為(wei)智能(neng)配電(dian)網將傳(chuan)統電(dian)網或(huo)分(fen)布式新能(neng)源等不同(tong)形(xing)式能(neng)源通過 10 kV 電(dian)纜通道(dao)傳輸到能(neng)源路由(you)器(qi)，由(you)能(neng)源路由(you)器(qi)根據用(yong)戶(hu)需(xu)求(qiu)將能(neng)源分(fen)配給的汽車(che)充(chong)電(dian)，並將充(chong)電(dian)結果反(fan)饋到(dao)交易(yi)中心(xin)進行(xing)記錄(lu)，完(wan)成(cheng)收費過程(cheng)。信(xin)息(xi)外(wai)網側(ce)重(zhong)於充(chong)電(dian)服(fu)務，主要由(you)用(yong)戶(hu)電(dian)動汽車(che)、用(yong)戶(hu)信(xin)息(xi)交互 APP 及(ji)車聯(lian)網組成(cheng)，其過程(cheng)具(ju)體可描述(shu)為(wei)當(dang)車(che)輛(liang)需(xu)要充(chong)電(dian)時(shi)，利(li)用(yong)APP軟(ruan)件(jian)將需(xu)求(qiu)發送(song)到(dao)車聯網，車聯網(wang)根據系統(tong)內充(chong)電(dian)樁(zhuang)圈(quan)的(de)空(kong)閑(xian)情(qing)況(kuang)及(ji)設(she)備狀態(tai)情(qing)況(kuang)，合理(li)推送(song)充(chong)電(dian)方(fang)案，完(wan)成(cheng)充(chong)電(dian)過程(cheng)。

基(ji)於邊緣(yuan)雲(yun)平臺的(de)車(che)聯(lian)網(wang)服(fu)務架構與傳(chuan)統架(jia)構的不同(tong)之(zhi)處(chu)在(zai)於，部(bu)分(fen)原由(you)能(neng)源交易(yi)管(guan)理(li)系統(tong)執行(xing)的功能(neng)下放(fang)到車(che)聯網內。BMS（Battery ManagementSystem）是動力(li)電(dian)池管理(li)系統(tong)的約束(shu)，掌握(wo)電(dian)池的狀態(tai)，保(bao)證(zheng)充(chong)放(fang)電(dian)過程(cheng)的(de)安(an)全(quan)，功能(neng)模塊集(ji)成(cheng)在(zai)車聯(lian)網平臺中；能(neng)源管理(li)系統(tong)對(dui)每個(ge)充(chong)電(dian)樁(zhuang)運行(xing)狀態(tai)數(shu)據通過數(shu)據邏輯(ji)形(xing)式發送(song)到(dao)車聯網雲(yun)端(duan)，進行鏡(jing)像存(cun)儲(chu)，車(che)聯(lian)網(wang)中的(de)控制(zhi)雲(yun)能(neng)更充(chong)分(fen)結合用(yong)戶(hu)用(yong)能(neng)行為(wei)習慣(guan)，將(jiang)用(yong)戶(hu)群體需求(qiu)圈(quan)中的(de)所有充(chong)電(dian)樁(zhuang)供能(neng)

狀態(tai)集(ji)中建模，綜(zong)合參(can)考(kao)用(yong)戶(hu)等(deng)待(dai)時(shi)間、充(chong)電(dian)樁(zhuang)群綜(zong)合供(gong)能(neng)效率(lv)、車輛服(fu)務移(yi)動綜(zong)合距離(li)等(deng)評價參(can)量，保證(zheng)分(fen)配方(fang)案的(de)合理(li)化。將控制(zhi)權下(xia)放(fang)到車(che)聯網系統(tong)中，1.它(ta)屬於(yu)分(fen)布式管理(li)方(fang)式，采(cai)用(yong)邊(bian)緣(yuan)雲(yun)處(chu)理(li)的方(fang)法，能(neng)夠更快(kuai)地(di)出具(ju)分(fen)配方(fang)案，相(xiang)比(bi)能(neng)源管理(li)系統(tong)集(ji)中式(shi)處理(li)方(fang)式，效(xiao)率和(he)準(zhun)確(que)率均(jun)會有所提(ti)升，也(ye)能(neng)降低集(ji)中數(shu)據管理(li)的負(fu)擔(dan)；2.它(ta)與用(yong)戶(hu)直接(jie)接(jie)觸，可以較靈(ling)活(huo)地(di)根據用(yong)戶(hu)充(chong)電(dian)習慣(guan)的(de)改變(bian)而優(you)化能(neng)源分(fen)配模型，實時(shi)更新雲(yun)數(shu)據庫空(kong)間(jian)內(nei)容，以更多(duo)數(shu)據服(fu)務形(xing)式滿(man)足(zu)用(yong)戶(hu)服(fu)務的要求(qiu)。

其次(ci)基(ji)於邊緣(yuan)雲(yun)平臺增加(jia)的(de)檢(jian)測(ce)雲(yun)模塊，通(tong)過在(zai)系統(tong)主站(zhan)部(bu)署(shu)壹套智能(neng)化檢(jian)測(ce)裝置，提前(qian)將(jiang)常規性(xing)充(chong)電(dian)樁(zhuang)運行(xing)狀態(tai)檢(jian)測(ce)方(fang)案轉(zhuan)換(huan)成(cheng)軟(ruan)件(jian)編(bian)碼形(xing)式，周期(qi)性(xing)地(di)下發自(zi)檢(jian)模式控制(zhi)指(zhi)令，充(chong)電(dian)樁(zhuang)會自(zi)動啟動自(zi)檢(jian)功能(neng)，完(wan)成(cheng)線纜(lan)連(lian)接、電(dian)流額定(ding)功率(lv)、通信(xin)故(gu)障(zhang)等系列檢(jian)測(ce)程(cheng)序(xu)，最(zui)終形(xing)成(cheng)自檢(jian)報告，對(dui)於有問(wen)題節點(dian)會將(jiang)警(jing)示消息傳(chuan)輸(shu)到車聯(lian)網，車(che)聯(lian)網(wang)會根據充(chong)電(dian)樁(zhuang)狀態(tai)實(shi)時(shi)調整(zheng)分(fen)配方(fang)案，並(bing)下發檢(jian)修(xiu)信(xin)息(xi)到(dao)能(neng)源管理(li)平臺，報(bao)送(song)電(dian)網進行(xing)檢(jian)修(xiu)。檢(jian)測(ce)雲(yun)從(cong)設(she)備自(zi)身狀態(tai)出(chu)發提(ti)升了(le)設(she)備使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，也(ye)變(bian)相(xiang)緩(huan)解(jie)了(le)充(chong)電(dian)樁(zhuang)使用(yong)的(de)壓(ya)力(li)。

3 基(ji)於邊緣(yuan)計算的有序(xu)充(chong)電(dian)算法實(shi)現(xian)

車(che)聯(lian)網(wang)有序(xu)充(chong)電(dian)服(fu)務過程(cheng)以用(yong)戶(hu)側(ce)需(xu)求(qiu)為(wei)主(zhu)，按照(zhao)先(xian)預(yu)測(ce)用(yong)戶(hu)充(chong)電(dian)需求(qiu)趨勢來(lai)提前(qian)部(bu)署(shu)充(chong)電(dian)樁(zhuang)分(fen)配方(fang)案。如(ru)果采用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)需求(qiu)與充(chong)電(dian)樁(zhuang)實時(shi)匹配(pei)方(fang)案，經常出現(xian)充(chong)電(dian)樁(zhuang)無(wu)空(kong)閑(xian)的(de)狀態(tai)，因(yin)此要對(dui)需求(qiu)提前(qian)預(yu)測(ce)，才能(neng)盡量保障(zhang)能(neng)源的供應(ying)。有序(xu)充(chong)電(dian)流程(cheng)如(ru)圖(tu) 2 所示。

電(dian)動汽車(che)用(yong)戶(hu)接(jie)收到的(de)信(xin)息(xi)可能(neng)包括(kuo)電(dian)價信(xin)息(xi)、獎(jiang)勵和(he)懲罰(fa)信(xin)息(xi)、充(chong)放(fang)電(dian)功率(lv)限制(zhi)、充(chong)放(fang)電(dian)時(shi)間限(xian)制(zhi)等。這(zhe)些信(xin)息(xi)可能(neng)來(lai)自於(yu)不同(tong)的主(zhu)體，電(dian)動汽車(che)用(yong)戶(hu)根據這些信(xin)息(xi)結合自(zi)身的(de)行(xing)駛(shi)需(xu)求(qiu)，對(dui)各種(zhong)信(xin)息(xi)做出選(xuan)擇和(he)響應(ying)決(jue)策(ce)。同(tong)壹充(chong)電(dian)設(she)施可能(neng)被(bei)多(duo)個(ge)用(yong)戶(hu)使(shi)用(yong)，電(dian)動汽車(che)用(yong)戶(hu)並(bing)不是直接(jie)的(de)電(dian)力(li)用(yong)戶(hu)。在(zai)這些公共停車位(wei)上，包(bao)含(han)了(le)長時(shi)間充(chong)電(dian)或(huo)快(kuai)速充(chong)電(dian)的需求(qiu)，可具(ju)備功率(lv)較大的交流(liu)充(chong)電(dian)或(huo)者(zhe)直流(liu)充(chong)電(dian)設(she)施。這(zhe)些充(chong)電(dian)設(she)施應(ying)具(ju)備用(yong)戶(hu)識(shi)別和(he)充(chong)電(dian)費用(yong)結算功能(neng)。多(duo)輛(liang)電(dian)動汽車(che)充(chong)放(fang)電(dian)協調控制(zhi)的目(mu)標(biao)包(bao)括(kuo)：1.執行(xing)上級控制(zhi)命(ming)令；2.滿(man)足(zu)各(ge)電(dian)動汽車(che)用(yong)戶(hu)的(de)充(chong)電(dian)需求(qiu)。在(zai)控制(zhi)過程(cheng)中，電(dian)動汽車(che)接(jie)入(ru)、退(tui)出，各(ge)控制(zhi)對(dui)象的狀態(tai)在(zai)不斷地(di)變(bian)化。協調(tiao)控制(zhi)策(ce)略(lve)應(ying)實(shi)時(shi)、動態(tai)地(di)進行調(tiao)整(zheng)，可見控制(zhi)策(ce)略(lve)是有序(xu)充(chong)電(dian)規則(ze)制(zhi)定(ding)的核(he)心。本(ben)文采(cai)用(yong)基(ji)於密(mi)度(du)聚(ju)類(lei)的方(fang)式對(dui)用(yong)戶(hu)充(chong)電(dian)行為(wei)數(shu)據進行(xing)分(fen)析，具(ju)體測(ce)算過程(cheng)如(ru)下(xia)：

（1）構建壹個(ge)三維的(de)信(xin)息(xi)采(cai)集(ji)坐(zuo)標(biao)，橫(heng)坐(zuo)標(biao)為(wei)用(yong)戶(hu)需(xu)要充(chong)電(dian)時(shi)間，縱(zong)坐(zuo)標(biao)為(wei)充(chong)電(dian)電(dian)量，空(kong)間(jian)坐(zuo)標(biao)為(wei)發出(chu)充(chong)電(dian)需求(qiu)時(shi)車輛(liang)所在(zai)位置。

（2）對(dui)數據進行(xing)實時(shi)采集(ji)，選(xuan)擇不同(tong)時(shi)間段的充(chong)電(dian)行為(wei)進(jin)行(xing)采(cai)集(ji)，在(zai)三維坐(zuo)標(biao)軸(zhou)上記錄(lu)下(xia)多(duo)方(fang)面(mian)信(xin)息(xi)，在(zai)坐(zuo)標(biao)軸(zhou)上標(biao)識出(chu)的壹(yi)個(ge)點(dian)表(biao)示壹個(ge)車(che)輛(liang)在(zai)某(mou)個(ge)空(kong)間(jian)位(wei)置需要充(chong)電(dian)的電(dian)量信(xin)息(xi)，最(zui)終在(zai)坐(zuo)標(biao)軸(zhou)上形(xing)成(cheng)多(duo)個(ge)標(biao)識(shi)位(wei)置不同(tong)的節(jie)點。

（3）將(jiang) n 個(ge)訓練節點(dian)均(jun)標識在(zai)坐(zuo)標(biao)軸(zhou)上，從(cong)圖(tu)面(mian)上初步(bu)確(que)定(ding)了核(he)心節點k，以這(zhe)k個(ge)核(he)心(xin)節(jie)點為(wei)起點，設(she)定(ding)距離(li)門(men)限(xian)值δ，分(fen)別計算k個(ge)核(he)心(xin)節(jie)點周圍節點(dian)的(de)距離(li)，計算條件(jian)如(ru)下(xia)：

通(tong)過計算，可以形(xing)成(cheng) k 個(ge)不同(tong)範圍密(mi)度(du)圈(quan)。

計算遺漏(lou)節點(dian) t，將(jiang)每個(ge)遺漏(lou)點再(zai)分(fen)別與k個(ge)密(mi)度(du)圈(quan)的(de)節點計算距離(li)，選(xuan)擇小(xiao)的(de)距離(li)值，然後納入(ru)到(dao)此密(mi)度(du)圈(quan)中；依(yi)次計算，直到(dao)遺漏(lou)節點(dian)劃(hua)分(fen)完(wan)畢，記錄(lu)t個(ge)節(jie)點(dian)距離(li)值L，並備註(zhu)為(wei)特(te)殊(shu)節(jie)點。具(ju)體映射模型如(ru)圖(tu)3所示。

至此，完(wan)成(cheng)用(yong)戶(hu)充(chong)電(dian)行為(wei)的(de)坐(zuo)標(biao)描(miao)述(shu)，用(yong)能(neng)行為(wei)直觀(guan)地(di)表示成(cheng)不同(tong)的能(neng)量密(mi)度(du)圈(quan)，機器(qi)可以容易(yi)計算出每(mei)個(ge)密(mi)度(du)圈(quan)中表(biao)示的充(chong)電(dian)總量、車輛(liang)數量、聚(ju)集(ji)時(shi)間段和(he)充(chong)電(dian)區(qu)域(yu)，從而(er)可以大致描(miao)繪(hui)出詳(xiang)細的(de)充(chong)電(dian)行為(wei)曲(qu)線圖(tu)。依(yi)照此行為(wei)曲(qu)線圖(tu)中位(wei)置及(ji)電(dian)量參量，將充(chong)電(dian)樁(zhuang)群進行密(mi)度(du)劃分(fen)，同(tong)樣(yang)形(xing)成(cheng)不同(tong)的密(mi)度(du)集(ji)，將(jiang)兩(liang)個(ge)密(mi)度(du)集(ji)進(jin)行比(bi)對(dui)，構建兩(liang)個(ge)參(can)量的密(mi)度(du)圈(quan)壹(yi)對(dui)壹、壹對(dui)多(duo)的(de)映(ying)射關系。

（1）充(chong)電(dian)樁(zhuang)聚(ju)集(ji)密(mi)度(du)太零散(san)，用(yong)戶(hu)需(xu)求(qiu)側壹(yi)個(ge)密(mi)度(du)圈(quan)會對(dui)應(ying)多(duo)個(ge)能(neng)量側密(mi)度(du)圈(quan)。

（2）用(yong)戶(hu)用(yong)能(neng)量過大，同(tong)樣(yang)需(xu)要多(duo)個(ge)能(neng)量側密(mi)度(du)圈(quan)來(lai)映射。

（3）壹對(dui)壹的情況(kuang)是指(zhi)用(yong)戶(hu)側(ce)需(xu)求(qiu)剛好在(zai)同(tong)區(qu)域(yu)的能(neng)量圈(quan)範圍內[8]。

無(wu)論哪種(zhong)映(ying)射關系，具(ju)體到圈(quan)內(nei)每個(ge)節(jie)點(dian)的(de)映射關系均(jun)是在(zai)能(neng)量維度(du)滿(man)足(zu)的(de)條件(jian)下，距離(li)短原理(li)來(lai)計算。按照(zhao)需(xu)求(qiu)側和(he)能(neng)源側負荷曲(qu)線匹(pi)配(pei)結果形(xing)成(cheng)充(chong)電(dian)序列，車聯網以設(she)定(ding)順序(xu)下(xia)發充(chong)電(dian)樁(zhuang)分(fen)配指(zhi)令，電(dian)動汽車(che)依(yi)照指(zhi)令完(wan)成(cheng)充(chong)電(dian)路徑。通過本(ben)文設(she)計的有序(xu)充(chong)電(dian)服(fu)務計算模型，實現(xian)了(le)充(chong)電(dian)樁(zhuang)運行(xing)狀態(tai)與用(yong)戶(hu)需(xu)求(qiu)的共(gong)同(tong)聯網(wang)分(fen)析，分(fen)析模型在(zai)控制(zhi)雲(yun)中集(ji)成(cheng)實現(xian)，適(shi)應(ying)用(yong)戶(hu)需(xu)求(qiu)改變(bian)和(he)充(chong)電(dian)樁(zhuang)狀態(tai)不穩定(ding)的現(xian)象(xiang)，可以實(shi)時(shi)更新模型條件(jian)及(ji)映射關系，保(bao)持車(che)聯網服(fu)務模型的適應(ying)性(xing)。

4 基(ji)於雲(yun)架(jia)構下的(de)遠程(cheng)自(zi)動(dong)檢(jian)測(ce)有序(xu)充(chong)電(dian)管理(li)單元(yuan)設(she)計與實(shi)現(xian)

充(chong)電(dian)樁(zhuang)自檢(jian)功能(neng)是車聯(lian)網(wang)平臺中新(xin)增的部分(fen)，通過在(zai)平臺中部(bu)署(shu)壹套智能(neng)化自檢(jian)裝置，包括(kuo)軟(ruan)硬件(jian)基(ji)礎(chu)組件(jian)構成(cheng)，通過多(duo)個(ge)無(wu)線通(tong)道(dao)同(tong)時(shi)對(dui)多(duo)臺充(chong)電(dian)樁(zhuang)進行(xing)性(xing)能(neng)檢(jian)測(ce)，壹般選(xuan)擇蜂(feng)窩式的通信(xin)組網模式，符合充(chong)電(dian)樁(zhuang)分(fen)布集(ji)群式的部(bu)署(shu)特(te)征(zheng)。智能(neng)化自檢(jian)裝置軟(ruan)硬件(jian)結構圖(tu)圖(tu) 4 所示。

結構主要劃(hua)分(fen)為(wei)硬(ying)件(jian)模塊與數(shu)據庫軟(ruan)件(jian)服(fu)務器(qi)部分(fen)，硬件(jian)部分(fen)主要實(shi)現(xian)充(chong)電(dian)樁(zhuang)狀態(tai)信(xin)息(xi)的(de)采集(ji)與處(chu)理(li)，充(chong)電(dian)樁(zhuang)上部(bu)署(shu)了除了互感器(qi)等電(dian)量采集(ji)的(de)元器(qi)件(jian)外，還有各(ge)種(zhong)非(fei)電(dian)量傳感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)模塊，所有數(shu)據通過無(wu)線多(duo)通(tong)道(dao)並行上傳(chuan)到檢(jian)測(ce)裝置的測(ce)試接口，高(gao)精(jing)度(du)數字(zi)功率(lv)計可以將(jiang)充(chong)電(dian)樁(zhuang)實時(shi)的三相(xiang)電(dian)流、電(dian)壓及(ji)瞬時(shi)功率(lv)值計算出來(lai)，並通(tong)過可編(bian)程(cheng)交流(liu)負(fu)載，模擬不同(tong)電(dian)阻檔(dang)位進(jin)行測(ce)試，驗證(zheng)充(chong)電(dian)樁(zhuang)運行(xing)電(dian)路中各(ge)個(ge)觸電(dian)電(dian)量值及(ji)開關量狀態(tai)是否在(zai)安(an)全(quan)運(yun)行標(biao)準(zhun)數(shu)值範圍內。按照(zhao)充(chong)電(dian)樁(zhuang)檢(jian)測(ce)用(yong)例(li)過程(cheng)要求(qiu)編(bian)寫測(ce)試程(cheng)序(xu)，下(xia)發到(dao)充(chong)電(dian)樁(zhuang)中，可

自動完(wan)成(cheng)自檢(jian)測(ce)過程(cheng)[9]。其(qi)次(ci)對(dui)於充(chong)電(dian)樁(zhuang)環境監(jian)測(ce)是在(zai)傳感(gan)器(qi)參量處理(li)電(dian)路中執行(xing)，將采集(ji)的(de)溫(wen)度(du)、濕(shi)度(du)、電(dian)磁等參(can)量的數(shu)據融合采(cai)集(ji)、分(fen)類(lei)計算，同(tong)樣(yang)將(jiang)數據結果與歷(li)史故(gu)障(zhang)門(men)限(xian)值數據進行(xing)比(bi)對(dui)，對(dui)於超過安(an)全(quan)運(yun)行標(biao)準(zhun)的(de)數據進行(xing)報警(jing)，如(ru)故(gu)障(zhang)在(zai)可自動修(xiu)復範圍內，系統(tong)會下(xia)發優(you)化程(cheng)序(xu)，充(chong)電(dian)樁(zhuang)進行(xing)自(zi)調(tiao)優完(wan)善過程(cheng)。針對(dui)剛才描(miao)述(shu)中涉及(ji)到的(de)檢(jian)測(ce)編(bian)譯程(cheng)序(xu)及(ji)歷(li)史故(gu)障(zhang)庫等部分(fen)均(jun)在(zai)數據庫服(fu)務器(qi)中集(ji)成(cheng)存(cun)儲(chu)，結構化數據庫按照(zhao)檢(jian)測(ce)數據、處理(li)模型、故障(zhang)庫等類(lei)型、優(you)化程(cheng)序(xu)等(deng)將數(shu)據存(cun)儲(chu)在(zai)不同(tong)的容器(qi)中，根據系統(tong)自檢(jian)過程(cheng)順序(xu)調(tiao)取(qu)不同(tong)數據，配合完(wan)成(cheng)各項(xiang)自測(ce)項目(mu)。

5安(an)科(ke)瑞(rui)充(chong)電(dian)樁(zhuang)收費運營(ying)雲(yun)平臺系統(tong)選(xuan)型方(fang)案

5.1概述(shu)

AcrelCloud-9000安(an)科(ke)瑞(rui)充(chong)電(dian)柱(zhu)收費運營(ying)雲(yun)平臺系統(tong)通過物聯網(wang)技(ji)術對(dui)接入(ru)系統(tong)的電(dian)動電(dian)動自行(xing)車充(chong)電(dian)站(zhan)以及(ji)各個(ge)充(chong)電(dian)整(zheng)法行(xing)不間斷地(di)數據采集(ji)和(he)監控，實時(shi)監控充(chong)電(dian)樁(zhuang)運行(xing)狀態(tai)，進(jin)行(xing)充(chong)電(dian)服(fu)務、支付管(guan)理(li)，交易(yi)結算，資(zi)要管(guan)理(li)、電(dian)能(neng)管理(li)，明細查(zha)詢等(deng)。同(tong)時(shi)對(dui)充(chong)電(dian)機過溫(wen)保(bao)護、漏(lou)電(dian)、充(chong)電(dian)機輸(shu)入(ru)/輸(shu)出過壓(ya)，欠(qian)壓(ya)，絕(jue)緣(yuan)低各類(lei)故障(zhang)進行(xing)預(yu)警(jing)；充(chong)電(dian)樁(zhuang)支持(chi)以太網、4G或(huo)WIFI等(deng)方(fang)式接(jie)入(ru)互聯網(wang)，用(yong)戶(hu)通(tong)過微信(xin)、支(zhi)付寶(bao)，雲(yun)閃(shan)付掃(sao)碼充(chong)電(dian)。

5.2應(ying)用(yong)場所

適(shi)用(yong)於(yu)民(min)用(yong)建築、壹般工(gong)業(ye)建築、居(ju)住小(xiao)區(qu)、實業(ye)單位(wei)、商業綜(zong)合體(ti)、學校(xiao)、園(yuan)區(qu)等充(chong)電(dian)樁(zhuang)模式的充(chong)電(dian)基(ji)礎(chu)設(she)施設(she)計。

5.3系統(tong)結構

系統(tong)分(fen)為(wei)四(si)層(ceng)：

1）即(ji)數據采集(ji)層(ceng)、網絡傳輸(shu)層(ceng)、數(shu)據層和(he)客戶(hu)端層(ceng)。

2）數(shu)據采集(ji)層(ceng)：包括(kuo)電(dian)瓶車智能(neng)充(chong)電(dian)樁(zhuang)通訊(xun)協(xie)議(yi)為(wei)標(biao)準(zhun)modbus-rtu。電(dian)瓶車智能(neng)充(chong)電(dian)樁(zhuang)用(yong)於(yu)采(cai)集(ji)充(chong)電(dian)回路的(de)電(dian)力(li)參數(shu)，並進(jin)行電(dian)能(neng)計量和(he)保護。

3）網絡(luo)傳(chuan)輸層：通(tong)過4G網(wang)絡(luo)將(jiang)數(shu)據上傳(chuan)至搭(da)建好的數據庫服(fu)務器(qi)。

4）數據層：包(bao)含(han)應(ying)用(yong)服(fu)務器(qi)和(he)數據服(fu)務器(qi)，應(ying)用(yong)服(fu)務器(qi)部署(shu)數據采集(ji)服(fu)務、WEB網站(zhan)，數(shu)據服(fu)務器(qi)部署(shu)實時(shi)數據庫、歷(li)史數(shu)據庫、基(ji)礎(chu)數據庫。

5）應(ying)客(ke)戶端(duan)層：系統(tong)管理(li)員(yuan)可在(zai)瀏覽(lan)器(qi)中訪問(wen)電(dian)瓶車充(chong)電(dian)樁(zhuang)收費平臺。終(zhong)端(duan)充(chong)電(dian)用(yong)戶(hu)通(tong)過刷卡(ka)掃(sao)碼的(de)方(fang)式啟動充(chong)電(dian)。

小(xiao)區(qu)充(chong)電(dian)平臺功能(neng)主要涵蓋(gai)充(chong)電(dian)設(she)施智能(neng)化大屏、實(shi)時(shi)監控、交易(yi)管(guan)理(li)、故障(zhang)管理(li)、統計分(fen)析、基(ji)礎(chu)數據管理(li)等功能(neng)，同(tong)時(shi)為(wei)運(yun)維人員(yuan)提供(gong)運維APP，充(chong)電(dian)用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)充(chong)電(dian)小(xiao)程(cheng)序(xu)。

5.4安(an)科(ke)瑞(rui)充(chong)電(dian)樁(zhuang)雲(yun)平臺系統(tong)功能(neng)

5.4.1智能(neng)化大屏

智能(neng)化大屏展示站(zhan)點(dian)分(fen)布情況(kuang)，對(dui)設(she)備狀態(tai)、設(she)備使(shi)用(yong)率(lv)、充(chong)電(dian)次數、充(chong)電(dian)時(shi)長、充(chong)電(dian)金額、充(chong)電(dian)度(du)數、充(chong)電(dian)樁(zhuang)故障(zhang)等進(jin)行(xing)統(tong)計顯(xian)示，同(tong)時(shi)可查看每(mei)個(ge)站(zhan)點(dian)的(de)站(zhan)點(dian)信(xin)息(xi)、充(chong)電(dian)樁(zhuang)列表、充(chong)電(dian)記錄(lu)、收益、能(neng)耗、故障(zhang)記錄(lu)等(deng)。統(tong)壹管理(li)小(xiao)區(qu)充(chong)電(dian)樁(zhuang)，查看(kan)設(she)備使(shi)用(yong)率(lv)，合理(li)分(fen)配資(zi)源。

5.4.2實時(shi)監控

實時(shi)監視(shi)充(chong)電(dian)設(she)施運(yun)行(xing)狀況(kuang)，主要包(bao)括(kuo)充(chong)電(dian)樁(zhuang)運行(xing)狀態(tai)、回(hui)路狀態(tai)、充(chong)電(dian)過程(cheng)中的(de)充(chong)電(dian)電(dian)量、充(chong)電(dian)電(dian)壓電(dian)流，充(chong)電(dian)樁(zhuang)告警(jing)信(xin)息(xi)等(deng)。

5.4.3交易(yi)管(guan)理(li)

平臺管(guan)理(li)人員(yuan)可管理(li)充(chong)電(dian)用(yong)戶(hu)賬(zhang)戶(hu)，對(dui)其進行賬戶進(jin)行(xing)充(chong)值、退(tui)款、凍(dong)結、註銷(xiao)等操(cao)作(zuo)，可查看小(xiao)區(qu)用(yong)戶(hu)每(mei)日的(de)充(chong)電(dian)交易(yi)詳(xiang)細信(xin)息(xi)。

5.4.4故(gu)障(zhang)管理(li)

設(she)備自(zi)動上報(bao)故障(zhang)信(xin)息(xi)，平臺管(guan)理(li)人員(yuan)可通過平臺查(zha)看(kan)故(gu)障(zhang)信(xin)息(xi)並(bing)進行(xing)派(pai)發處(chu)理(li)，同(tong)時(shi)運維人員(yuan)可通過運(yun)維APP收取故(gu)障(zhang)推送(song)，運(yun)維人員(yuan)在(zai)運維工(gong)作(zuo)完(wan)成(cheng)後將結果上報(bao)。充(chong)電(dian)用(yong)戶(hu)也(ye)可通過充(chong)電(dian)小(xiao)程(cheng)序(xu)反(fan)饋現(xian)場問(wen)題。

5.4.5統(tong)計分(fen)析

通(tong)過系統(tong)平臺，從(cong)充(chong)電(dian)站(zhan)點(dian)、充(chong)電(dian)設(she)施、、充(chong)電(dian)時(shi)間、充(chong)電(dian)方(fang)式等(deng)不同(tong)角度(du)，查詢充(chong)電(dian)交易(yi)統(tong)計信(xin)息(xi)、能(neng)耗統計信(xin)息(xi)等(deng)。

5.4.6基(ji)礎(chu)數據管理(li)

在(zai)系統(tong)平臺建立(li)運營(ying)商戶，運(yun)營商可建立(li)和(he)管理(li)其運(yun)營(ying)所需(xu)站(zhan)點(dian)和(he)充(chong)電(dian)設(she)施，維護充(chong)電(dian)設(she)施信(xin)息(xi)、價格(ge)策(ce)略(lve)、折扣、優(you)惠活(huo)動，同(tong)時(shi)可管理(li)在(zai)線卡(ka)用(yong)戶(hu)充(chong)值、凍結和(he)解(jie)綁(bang)。

5.4.7運維APP

面(mian)向(xiang)運維人員(yuan)使用(yong)，可以對(dui)站(zhan)點(dian)和(he)充(chong)電(dian)樁(zhuang)進行(xing)管(guan)理(li)、能(neng)夠進(jin)行(xing)故障(zhang)閉環處理(li)、查詢流(liu)量卡(ka)使(shi)用(yong)情(qing)況(kuang)、查詢充(chong)電(dian)\充(chong)值情況(kuang)，進行遠程(cheng)參(can)數(shu)設(she)置，同(tong)時(shi)可接收故障(zhang)推送(song)

5.4.8充(chong)電(dian)小(xiao)程(cheng)序(xu)

面(mian)向(xiang)充(chong)電(dian)用(yong)戶(hu)使(shi)用(yong)，可查看附(fu)近(jin)空(kong)閑(xian)設(she)備，主(zhu)要包(bao)含(han)掃(sao)碼充(chong)電(dian)、賬戶充(chong)值，充(chong)電(dian)卡(ka)綁(bang)定(ding)、交易(yi)查(zha)詢、故(gu)障(zhang)申訴(su)等功能(neng)。

5.5系統(tong)硬件(jian)配置

6 總結

本(ben)文主(zhu)要針對(dui)電(dian)動汽車(che)充(chong)電(dian)服(fu)務水平急(ji)需提(ti)升的(de)問(wen)題(ti)，設(she)計了邊緣(yuan)雲(yun)的(de)深(shen)度(du)解(jie)決(jue)方(fang)案。通(tong)過調(tiao)研(yan)目(mu)前(qian)充(chong)電(dian)樁(zhuang)與電(dian)動汽車(che)數(shu)量不匹配及(ji)充(chong)電(dian)樁(zhuang)運行(xing)不穩定(ding)的現(xian)狀，分(fen)別利(li)用(yong)基(ji)於密(mi)度(du)聚(ju)類(lei)計算的邊(bian)緣(yuan)算法分(fen)析車(che)輛充(chong)電(dian)的行為(wei)習慣(guan)，勾勒(le)出(chu)用(yong)電(dian)密(mi)集(ji)度(du)行為(wei)圈(quan)；並(bing)結合遠程(cheng)充(chong)電(dian)樁(zhuang)自檢(jian)驗模式，定(ding)期檢(jian)測(ce)設(she)備運(yun)行健(jian)康指(zhi)數，合理(li)分(fen)配有效(xiao)的充(chong)電(dian)裝置，共同(tong)制(zhi)定(ding)充(chong)電(dian)樁(zhuang)分(fen)配方(fang)案。本(ben)文研(yan)究(jiu)了壹套基(ji)於雲(yun)平臺服(fu)務的車聯網(wang)數(shu)據管理(li)架構方(fang)案，分(fen)析其(qi)中各(ge)雲(yun)管(guan)理(li)模塊的(de)功能(neng)及(ji)組成(cheng)，針對(dui)充(chong)電(dian)樁(zhuang)遠程(cheng)自(zi)檢(jian)實現(xian)原因(yin)進行(xing)了研(yan)究(jiu)，驗證(zheng)車(che)聯(lian)網(wang)集(ji)成(cheng)平臺新(xin)增值檢(jian)測(ce)業務的功效(xiao)。賦予(yu)新(xin)功能(neng)的車(che)聯網平臺不僅實現(xian)了(le)車(che)輛(liang)充(chong)電(dian)數據的實(shi)時(shi)采集(ji)、存(cun)儲(chu)及(ji)可視化控制(zhi)功能(neng)，還實(shi)現(xian)了(le)充(chong)電(dian)樁(zhuang)站(zhan)設(she)備的(de)自動(dong)檢(jian)測(ce)能(neng)力(li)，節約了(le)大量人力(li)的常規檢(jian)查。

參(can)考(kao)文獻(xian)

1. 劉(liu)卓然, 陳健, 林(lin)凱(kai), 等. 國(guo)內外(wai)電(dian)動汽車(che)發展現(xian)狀與趨勢

2. 張本(ben)松(song)，張樂平，吳(wu)昊(hao)文，謝文旺，彭(peng)建忠(zhong)，王傑．基(ji)於雲(yun)平臺的(de)充(chong)電(dian)樁(zhuang)用(yong)能(neng)計量有序(xu)充(chong)電(dian)服(fu)務應(ying)用(yong)模式研(yan)究(jiu)

[3] 安(an)科(ke)瑞(rui)企業(ye)微電(dian)網設(she)計與應(ying)用(yong)手(shou)冊(ce).2022.05版(ban)