新能源汽車充電運營服務(wù)信息系統(tǒng)研究

溫麗娟 張豐源

【摘 要】目前，全球?qū)π履茉雌嚢l(fā)展已經(jīng)形成共識，各國都把新能源汽車作為戰(zhàn)略制高點來考慮。我國在宏觀政策的推動下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)進入了快速發(fā)展階段，充電設(shè)施建設(shè)也蓬勃發(fā)展。文章在分析新能源充電行業(yè)發(fā)展動態(tài)的基礎(chǔ)上，提出了新能源汽車充電運營服務(wù)信息系統(tǒng)的功能需求和設(shè)計原則，并結(jié)合大數(shù)據(jù)處理相關(guān)技術(shù)，對新能源汽車充電運營服務(wù)系統(tǒng)的內(nèi)容建設(shè)進行了系統(tǒng)研究。

【關(guān)鍵詞】新能源汽車；充電運營服務(wù)信息系統(tǒng)；研究

【中圖分類號】TP311.11；U469.72 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）09-0031-03

1 新能源汽車充電行業(yè)發(fā)展動態(tài)

受20世紀(jì)70年代全球爆發(fā)石油危機的影響，歐、美、日等地區(qū)和國家開始加強對新能源汽車的實踐研究，并逐步建立了包括法律政策、戰(zhàn)略發(fā)展、科學(xué)技術(shù)等各方面的理論體系。目前，世界各國都在加快建設(shè)各自的電動汽車充電設(shè)施，據(jù)美國派克研究公司預(yù)測，2017年全球充電站總量將達到770萬個。

我國新能源汽車最早實踐可追溯到20世紀(jì)90年代初，2001年電動汽車研究被列入“‘十五國家‘863計劃重大專項”。在國家宏觀政策的引導(dǎo)和推動下，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)由起步進入加速發(fā)展階段。“十三五”期間，我國將成為世界最大的新能源汽車市場，成為世界新能源汽車的核心主戰(zhàn)場。據(jù)預(yù)測，2017年我國充電設(shè)施市場規(guī)模將達到400億元，至2020年將突破1 000億元。

充電設(shè)施布局的分散性，使得汽車分享率先在電動汽車上實現(xiàn)，新能源汽車分時租賃初見成效。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，充電樁作為能源大數(shù)據(jù)的獲取窗口，對新能源運營服務(wù)系統(tǒng)進行應(yīng)用研究顯得非常重要。

2 運營服務(wù)信息系統(tǒng)的功能需求與設(shè)計原則

2.1 功能需求

2.1.1 企業(yè)層面服務(wù)

通過用戶評價系統(tǒng)、充電樁運行自動監(jiān)控系統(tǒng)，為生產(chǎn)商建立信用檔案，督促充電樁生產(chǎn)商注重用戶體驗，提升品質(zhì)增強核心競爭力。通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口可以為生產(chǎn)商、運營商、公共交通部門提供運維數(shù)據(jù)，形成充電樁供電流量數(shù)據(jù)、充電樁運行數(shù)據(jù)、財務(wù)分析報表等可視化報告，實時了解行業(yè)發(fā)展動態(tài)。

2.1.2 用戶層面服務(wù)

以充電服務(wù)為核心的互聯(lián)互通電動汽車智能服務(wù)體系，應(yīng)包含電動汽車用戶信息化服務(wù)、充電設(shè)施運營管控服務(wù)、移動便捷支付服務(wù)、智能快速充電服務(wù)等關(guān)鍵的服務(wù)和功能模塊，滿足用戶對充電網(wǎng)點、充電設(shè)施的智能化選擇，全面支持市場化的電動汽車運營及智能服務(wù)。

2.2 設(shè)計原則

2.2.1 兼容性原則

系統(tǒng)能夠支持各類硬件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對各新能源汽車、充電設(shè)施的制造商、運營商及終端用戶做出統(tǒng)一的規(guī)范和要求，對各APP等軟件系統(tǒng)提供的基本服務(wù)制定規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，從而能夠互聯(lián)互通、兼并共享。

2.2.2 安全性原則

系統(tǒng)需具有高度的安全性和保密性，可防止過載、斷電、雷擊等情況，并能夠有效地防病毒侵襲、防黑客攻擊及其他人為破壞。系統(tǒng)對接入裝置、設(shè)備及用戶要進行嚴格認證，對關(guān)鍵數(shù)據(jù)、程序模塊有備份，有較強的容錯和系統(tǒng)恢復(fù)能力。

2.2.3 可擴展原則

在信息平臺建設(shè)中堅持可擴展原則，能夠更好地適應(yīng)將來數(shù)據(jù)管理需求和不斷擴展的增值服務(wù)。具體表現(xiàn)為硬件設(shè)備的功能擴展、新老系統(tǒng)的集成和穩(wěn)定、業(yè)務(wù)功能的及時添加、擴展功能的低成本運行等。

3 運營服務(wù)信息系統(tǒng)的組織構(gòu)建

3.1 運營服務(wù)信息系統(tǒng)的技術(shù)支撐

圖1給出了搭建新能源汽車充電運營服務(wù)系統(tǒng)的技術(shù)支撐方案，結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺的核心思想，采用分層構(gòu)建方式，將系統(tǒng)自底向上分為數(shù)據(jù)來源層、數(shù)據(jù)層、邏輯層和表現(xiàn)層。整個架構(gòu)綜合了從數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、組織、存儲、查詢、分析到服務(wù)的一系列過程，可為智能充電服務(wù)系統(tǒng)的構(gòu)建提供參考。

3.1.1 數(shù)據(jù)來源

信息技術(shù)具有高滲透性和高集成性特征。隨著國家政策的引導(dǎo)和支持，大量新能源充電汽車和充電設(shè)施投入使用，為信息系統(tǒng)的建設(shè)提供了大量的數(shù)據(jù)。各充電設(shè)施自助服務(wù)終端、刷卡支付系統(tǒng)、傳感器、GPS、車載設(shè)備等都是主要數(shù)據(jù)來源。通過對這些數(shù)據(jù)的采集、匯聚、融合，為構(gòu)建全民開放、全城聯(lián)網(wǎng)的運營服務(wù)信息系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

3.1.2 數(shù)據(jù)層集成

充電運營服務(wù)信息系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的多元異構(gòu)性是其主要特征。從組成角度看，海量的大數(shù)據(jù)包括結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化。對于海量的數(shù)據(jù)集成方法，從體系結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)角度出發(fā)，主要有聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫、中間件技術(shù)及數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)。

3.1.3 邏輯層集成

在數(shù)據(jù)平臺中，邏輯層是實現(xiàn)充電運營服務(wù)系統(tǒng)信息共享的核心層次。通過這個層面的優(yōu)化設(shè)計，幫助實現(xiàn)信息發(fā)布、充電預(yù)約、智能提醒、優(yōu)化導(dǎo)引、多支付應(yīng)用等智能服務(wù)，以及集中監(jiān)控、運營管理、計量計費、有序充電、數(shù)據(jù)處理等多種應(yīng)用。

3.1.4 表現(xiàn)層集成

運營服務(wù)信息系統(tǒng)表現(xiàn)層是直接面對用戶的界面集，用戶利用電腦、平板、手機等終端通過瀏覽器、APP等應(yīng)用程序，以可視化的界面瀏覽、查詢需求信息。該層負責(zé)使用者與整個系統(tǒng)的交互，一般由外觀界面、表單控件、界面框架等部分構(gòu)成。

3.2 運營服務(wù)信息系統(tǒng)的內(nèi)容建設(shè)

充電運營信息系統(tǒng)的建設(shè)對于智慧城市、智能小區(qū)建設(shè)中將發(fā)揮著數(shù)據(jù)采集分析、資源優(yōu)化配置等重要作用。圖2給出了新能源充電運營服務(wù)信息系統(tǒng)的內(nèi)容建設(shè)。

3.2.1 面向運營商的運營管理子系統(tǒng)

運營商基于“云服務(wù)”的大數(shù)據(jù)分析，將聚焦提升運營能力。電動汽車充電狀態(tài)可以從時間、空間、能量3個維度進行描述，通過允許或禁止用戶預(yù)約來引導(dǎo)用戶選擇充電時間和地點。系統(tǒng)可以提供每個充電站、充電樁的有效利用時間、充電需求人數(shù)、峰谷利用率、平均充電周期等內(nèi)容，并形成詳細的數(shù)據(jù)分析報告，從而建立科學(xué)的定價體系。通過“24×7×365”的“無人值守、自助操作、遠程監(jiān)控”管理模式，及時開展故障維修。基于運營商發(fā)展戰(zhàn)略，建立以大數(shù)據(jù)分析、智能管理為支撐的系統(tǒng)，協(xié)助運營商提升盈利能力。

3.2.2 面向用戶的運營服務(wù)子系統(tǒng)

以提升用戶體驗為目標(biāo)，提供各種便利服務(wù)。用戶通過搜索附近可以使用的充電站、充電樁，可對接各運營商接口提供的智能導(dǎo)航服務(wù)。用戶可以隨時安排、取消、變更充電流程，自由控制啟動、停止、鎖定和解鎖等功能。用戶也可以享受公共交通系統(tǒng)、充電樁充電服務(wù)、新能源增值服務(wù)等綜合服務(wù)，享受多位一體的便捷消費，同時有多種支付方式可供選擇。基于用戶需求層次，注重用戶體驗，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，強調(diào)產(chǎn)品的軟價值。

3.2.3 面向第三方的智能服務(wù)大平臺

隨著商業(yè)模式的不斷延伸和擴展，將充電樁建設(shè)和休閑服務(wù)商業(yè)圈相結(jié)合是未來市場發(fā)展的趨勢。圍繞著充電“2小時”，配套健身、購物、休閑等功能，從而提高充電服務(wù)黏性和增值性。而且，交管部門需要實時掌握交通參數(shù)，電力部門需要了解用電情況以合理配置電網(wǎng)，發(fā)展和改革委員會等部門需要根據(jù)數(shù)據(jù)科學(xué)規(guī)劃新能源開發(fā)?；谝陨锨闆r，該系統(tǒng)需相應(yīng)地具有面向第三方的管理功能，從而為相關(guān)部門提供綜合服務(wù)信息。

4 展望

充電樁建設(shè)與新能源汽車互為正反饋，國家按照“樁站先行”原則，以充電樁建設(shè)引導(dǎo)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。通過對新能源汽車充電服務(wù)運營系統(tǒng)的研究，可以幫助解決充電接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、充電樁布局不合理等問題。但當(dāng)前還有很多瓶頸和困難，如充電盈利模式尚不成熟，PPP方式還需要實踐檢驗等。因此，新能源汽車充電運營服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)還需要進一步研究和完善。

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[責(zé)任編輯：鐘聲賢]