導(dǎo)語(yǔ)：新能源汽車(chē)安全監(jiān)測(cè)及大數(shù)據(jù)分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：文章介紹了一款基于新能源汽車(chē)安全設(shè)計(jì)的新能源汽車(chē)安全監(jiān)測(cè)及大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛質(zhì)量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，車(chē)輛安全預(yù)警，區(qū)域預(yù)警等主體功能，通過(guò)實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證了系統(tǒng)的有效性與準(zhǔn)確性，為新能源汽車(chē)安全監(jiān)測(cè)提供了思路。

關(guān)鍵詞：新能源汽車(chē)；預(yù)警；安全監(jiān)測(cè)

隨著汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展，新能源汽車(chē)逐步走向中國(guó)汽車(chē)工業(yè)舞臺(tái)，2020年我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)到136.7萬(wàn)輛，再創(chuàng)歷史新高，其中，純電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量占據(jù)了整體的70％以上[1]，在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，中國(guó)的新能源汽車(chē)市場(chǎng)仍將由純電動(dòng)汽車(chē)主導(dǎo)。但由于新能源車(chē)動(dòng)力源的特殊性，電能與氫能若設(shè)計(jì)不得當(dāng)或在汽車(chē)試驗(yàn)與行駛的過(guò)程中出突發(fā)狀況，會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛受損，嚴(yán)重的甚至?xí){人員的人身安全。2018年至今已發(fā)生近100起電動(dòng)汽車(chē)火災(zāi)事故，其中充電自燃與停車(chē)自燃占比最高[2]，新能源汽車(chē)安全也引起了行業(yè)及主管部的高度重視。為確保新能源汽車(chē)安全行駛，基于企業(yè)需求的新能源汽車(chē)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)逐漸成為各企業(yè)研究熱點(diǎn)，中通新能源客車(chē)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)在新能源汽車(chē)上安裝具備GPS模塊、GPRS模塊和CAN總線模塊的車(chē)載智能信息終端，采集車(chē)輛的電機(jī)、電池、電控系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，內(nèi)置模塊將數(shù)據(jù)上傳至Internet服務(wù)器，管理人員通過(guò)數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)車(chē)輛進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控[3]，上海交通大學(xué)黃世祥等人針對(duì)基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的汽車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)性能的不足，對(duì)CDMA1XEVDO網(wǎng)絡(luò)TCP性能及系統(tǒng)通信過(guò)程進(jìn)行了研究，對(duì)車(chē)載終端功能、硬件和軟件架構(gòu)、遠(yuǎn)程通信協(xié)議進(jìn)行了研究、設(shè)計(jì)，提出了一種C/S、B/S混合架構(gòu)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控中心服務(wù)器群模型[4]。國(guó)內(nèi)工信部于2016年也制定GB/T32960—2016[5]關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)遠(yuǎn)程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范的遠(yuǎn)程監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)主要分為.1,.2,.3，分別對(duì)車(chē)載終端性能與通訊協(xié)議內(nèi)容進(jìn)行了要求，已在公告認(rèn)證中強(qiáng)制實(shí)行，標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)新能源汽車(chē)整車(chē)、動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和燃料電池等性能參數(shù)進(jìn)行收集并上傳，日本日產(chǎn)汽車(chē)公司為電動(dòng)汽車(chē)EV-11開(kāi)發(fā)一款遠(yuǎn)程收集監(jiān)控軟件在手機(jī)端接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控[6]。為有效實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源汽車(chē)運(yùn)行、停放、試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中的監(jiān)控，本文基于新能源汽車(chē)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)際需求，涉及了一款新能源汽車(chē)安全監(jiān)測(cè)及大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)“監(jiān)控平臺(tái)”），監(jiān)測(cè)平臺(tái)主要由Web端、大屏端及APP端三個(gè)模塊組成，監(jiān)測(cè)平臺(tái)具有車(chē)輛監(jiān)控、車(chē)輛預(yù)警、區(qū)域預(yù)警等主體功能，采用多種手段可實(shí)現(xiàn)預(yù)警、位置、統(tǒng)計(jì)等實(shí)時(shí)滾動(dòng)更新及手持移動(dòng)處理功能，為有效保證新能源汽車(chē)安全，采用傳統(tǒng)預(yù)警、自定義預(yù)警、AI預(yù)警、區(qū)域預(yù)警等多種方式預(yù)警方式，對(duì)新能源汽車(chē)有效參數(shù)進(jìn)行深入分析，全方位的為新能源汽車(chē)安全情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1監(jiān)測(cè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)

基于國(guó)標(biāo)GB/T32960.3—2016《電動(dòng)汽車(chē)遠(yuǎn)程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第3部分：通信協(xié)議及數(shù)據(jù)格式》要求，新能源汽車(chē)需滿(mǎn)足國(guó)家法規(guī)平臺(tái)通信協(xié)議項(xiàng)目并在道路機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)輛產(chǎn)品準(zhǔn)入中強(qiáng)制實(shí)施，監(jiān)測(cè)平臺(tái)采取各企業(yè)聯(lián)調(diào)的方式獲取車(chē)載終端數(shù)據(jù)采集權(quán)限，可獲取整車(chē)數(shù)據(jù)、極值數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)等新能源73項(xiàng)數(shù)據(jù)，基于新能源汽車(chē)運(yùn)行中發(fā)生的預(yù)警與事故對(duì)應(yīng)汽車(chē)狀態(tài)數(shù)據(jù)參數(shù)，采用傳統(tǒng)與智能數(shù)據(jù)分析方法對(duì)汽車(chē)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，為新能源汽車(chē)安全管理提供有效支撐，監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：數(shù)據(jù)獲取途徑中，監(jiān)測(cè)平臺(tái)可采用車(chē)載終端直連與企業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬煞N方式實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源汽車(chē)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的收集，采用車(chē)載終端直連的方式可更真實(shí)的反應(yīng)車(chē)輛狀態(tài)數(shù)據(jù)，本文所涉及系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛數(shù)據(jù)的收集兩種方式均使用，本文主要對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)及軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)新能源汽車(chē)安全預(yù)警方式進(jìn)行探討研究。

2監(jiān)測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)搭建與實(shí)現(xiàn)

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)搭建

車(chē)載終端、服務(wù)器、客戶(hù)端（APP端和Web端）三端的平臺(tái)構(gòu)建分為接入、數(shù)據(jù)分析存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)四大層，具體如圖2所示。（1）接入層，基于Netty的二次封裝，結(jié)合Kafka集群，接入依據(jù)GB/T—32960協(xié)議通過(guò)車(chē)企平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)接入或車(chē)載終端直連接入數(shù)據(jù)。主要由：Master服務(wù)、Client服務(wù)、Redis服務(wù)和Kafka集群組成。（2）分析存儲(chǔ)層，采用主流開(kāi)源大數(shù)據(jù)分布式內(nèi)存計(jì)算框架（Spark/Flink）對(duì)接入數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)及離線數(shù)據(jù)處理，提高數(shù)據(jù)分析、對(duì)比的精準(zhǔn)度的復(fù)雜度，提高數(shù)據(jù)查找使用效率。（3）數(shù)據(jù)服務(wù)上采用分布式微服務(wù)（SpringCloud）方式，降低各服務(wù)間的耦合，增加服務(wù)的健壯性。（4）應(yīng)用服務(wù)上，針對(duì)車(chē)輛管理及監(jiān)控建設(shè)C/S架構(gòu)移動(dòng)管理APP、B/S架構(gòu)的Web管理平臺(tái)及監(jiān)控大屏。

2.2功能設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)信息管理，可對(duì)接入車(chē)輛采取三級(jí)管理模式（車(chē)企、車(chē)型、車(chē)輛）進(jìn)行維護(hù)管理，同步車(chē)輛儲(chǔ)能設(shè)施設(shè)備型號(hào)，采用平臺(tái)直連與終端直連兩種接入方式實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，完成對(duì)車(chē)輛及對(duì)應(yīng)車(chē)載儲(chǔ)能裝置類(lèi)型、廠家等監(jiān)控與分析。車(chē)輛監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)對(duì)接入車(chē)輛位置、數(shù)據(jù)質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可完成對(duì)車(chē)輛自接入后的歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)，并基于新能源安全特征參數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛安全預(yù)警，并對(duì)預(yù)警類(lèi)型進(jìn)行細(xì)分，實(shí)現(xiàn)對(duì)接入車(chē)輛的全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警。區(qū)域預(yù)警，基于重慶市高新區(qū)重慶機(jī)動(dòng)車(chē)強(qiáng)檢試驗(yàn)場(chǎng)定制化需求，設(shè)置區(qū)域預(yù)警模塊，可實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源汽車(chē)在各試驗(yàn)區(qū)域?qū)崟r(shí)運(yùn)行過(guò)程中的運(yùn)行預(yù)警，可自定義添加各類(lèi)新能源場(chǎng)所，設(shè)定區(qū)域管理規(guī)則，設(shè)置對(duì)應(yīng)報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)場(chǎng)地預(yù)警功能。設(shè)置APP管理與系統(tǒng)管理，開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)APP端，實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)的移動(dòng)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)Web端與APP端同步更新，同時(shí)開(kāi)發(fā)了管理權(quán)限的多級(jí)的管理機(jī)制，可實(shí)時(shí)查看系統(tǒng)登錄日志、操作日志及異常日志等，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行全方位把控。

3監(jiān)測(cè)平臺(tái)車(chē)輛安全預(yù)警的實(shí)現(xiàn)

監(jiān)測(cè)平臺(tái)的主體功能是實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)的安全運(yùn)行，因此新能源汽車(chē)的安全預(yù)警是監(jiān)測(cè)平臺(tái)研究的重點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源汽車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中安全狀態(tài)的實(shí)時(shí)預(yù)警，監(jiān)測(cè)平臺(tái)基于新能源汽車(chē)接入監(jiān)測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，預(yù)警方式采用車(chē)輛預(yù)警、事故預(yù)警、AI（人工智能）預(yù)警及自定義預(yù)警四種預(yù)警方式對(duì)接入新能源汽車(chē)進(jìn)行全方位監(jiān)控以保證車(chē)輛的安全運(yùn)行。車(chē)輛預(yù)警的實(shí)現(xiàn)是基于車(chē)載終端或平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)的實(shí)時(shí)車(chē)輛狀態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)車(chē)輛狀態(tài)進(jìn)行提醒，車(chē)輛預(yù)警是對(duì)車(chē)輛狀態(tài)較全面反應(yīng)，車(chē)輛預(yù)警包含了企業(yè)對(duì)車(chē)輛實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)，主要包含了絕緣報(bào)警、可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)不匹配報(bào)警、DC-DC狀態(tài)報(bào)警、制動(dòng)系統(tǒng)報(bào)警等各類(lèi)預(yù)警，全方位反應(yīng)了車(chē)輛各類(lèi)報(bào)警狀態(tài)，對(duì)車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)反饋具有指導(dǎo)性能意義，同時(shí)也為車(chē)輛安全預(yù)警狀態(tài)情況提供一定信息。自定義預(yù)警是基于已存在車(chē)輛預(yù)警狀態(tài)，對(duì)車(chē)輛安全預(yù)警進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。監(jiān)測(cè)平臺(tái)負(fù)責(zé)人可基于新能源汽車(chē)常見(jiàn)的安全狀態(tài)自定義報(bào)警名稱(chēng)，報(bào)警等級(jí)，適用車(chē)輛，持續(xù)時(shí)間，規(guī)則設(shè)置等，有效提取新能源汽車(chē)安全預(yù)警的重點(diǎn)信號(hào)，確保預(yù)警推送的有效性。事故預(yù)警是基于新能源汽車(chē)出現(xiàn)一定安全實(shí)際情況一種特定預(yù)警，事故預(yù)警主要來(lái)自于APP端的創(chuàng)建，預(yù)警創(chuàng)建人針對(duì)未發(fā)生可能發(fā)生、未發(fā)生即將發(fā)生及已發(fā)生的新能源汽車(chē)安全事件進(jìn)行事故預(yù)警創(chuàng)建，該類(lèi)預(yù)警的創(chuàng)建需引起負(fù)責(zé)人的重點(diǎn)關(guān)注，并及時(shí)有效的進(jìn)行處理，以有效遏制新能源汽車(chē)安全事故的發(fā)生。AI預(yù)警是基于已接入新能源汽車(chē)狀態(tài)數(shù)據(jù)一種數(shù)據(jù)深入分析預(yù)警方式，選取新能源汽車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中的溫度、電壓、SOC等參數(shù)作為異常檢測(cè)模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，設(shè)定對(duì)應(yīng)信號(hào)異常警告閾值[7-8]，基于單元信號(hào)的差分整合移動(dòng)平均自模型的創(chuàng)建，建立單變量時(shí)間序列的異常檢測(cè)模型，基于實(shí)用的分析算法對(duì)新能源汽車(chē)安全預(yù)警?；诠收闲蛄屑皩?duì)應(yīng)故障等級(jí)進(jìn)行提取，訓(xùn)練一個(gè)LSTM（長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)路）預(yù)測(cè)模型[9]，建立整車(chē)故障實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛故障安全概率分析，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的AI預(yù)警。

4監(jiān)測(cè)平臺(tái)的運(yùn)行

本文闡述的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)內(nèi)容已落地完成，2020年9月上線了重慶車(chē)檢院（現(xiàn)“招商車(chē)研”）的“新能源汽車(chē)安全監(jiān)測(cè)及大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)”，并服務(wù)于2020年第三屆“EB-PAC全國(guó)新能源公交車(chē)性能評(píng)價(jià)賽”，監(jiān)測(cè)平臺(tái)完成與各主流客車(chē)企業(yè)（包含宇通、廈門(mén)金龍、蘇州金龍、廈門(mén)金旅、中通等）的對(duì)接，隨著平臺(tái)的逐步運(yùn)行，金康、四川野馬等新能源乘用車(chē)也逐步接入監(jiān)測(cè)平臺(tái)，監(jiān)測(cè)平臺(tái)大屏端、WEB端、APP端如圖3—圖5所示。

5結(jié)束語(yǔ)

本文詳細(xì)介紹了一款由招商局檢測(cè)車(chē)輛技術(shù)研究院有限公司自主開(kāi)發(fā)的基于新能源汽車(chē)安全預(yù)警的“新能源汽車(chē)安全監(jiān)測(cè)及大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)”，監(jiān)測(cè)平臺(tái)具有數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)、車(chē)輛分析、車(chē)輛安全預(yù)警、自定義預(yù)警、車(chē)輛區(qū)域預(yù)警等功能。文章對(duì)平臺(tái)接入方式，構(gòu)架，功能設(shè)計(jì)、安全預(yù)警手段等進(jìn)行了介紹，為新能源汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中安全預(yù)警監(jiān)測(cè)提供了新思路。

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作者：彭沖 葉磊 姚波 楊剛 單位：招商局檢測(cè)車(chē)輛技術(shù)研究院有限公司國(guó)家客車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 電動(dòng)汽車(chē)安全評(píng)價(jià)重慶市工業(yè)與信息化重點(diǎn)試驗(yàn)室