0引言
隨著近年來(lái)中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，上海市新能源汽車(chē)保有規(guī)模快速提升，截至2021年年底，上海全市累計(jì)推廣超過(guò)67萬(wàn)輛新能源汽車(chē)，其中2021年全年推廣超過(guò)25萬(wàn)輛，占全市新車(chē)銷(xiāo)售量的43%?，F(xiàn)在上海是全國(guó)新能源汽車(chē)保有量*多的城市。上海地區(qū)實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的公共充電樁68609個(gè)，充電樁39359個(gè)，12月公共充電樁的平均利用率為5.22%，充電設(shè)備利用依舊偏低。公共充電設(shè)施較低的利用率，不僅給充電運(yùn)營(yíng)企業(yè)帶來(lái)了經(jīng)營(yíng)壓力，更進(jìn)一步阻礙了舊站點(diǎn)的升級(jí)改造和新站點(diǎn)的規(guī)劃建設(shè)，影響了充電業(yè)務(wù)的可持續(xù)發(fā)展。目前，對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)充電站的研究主要集中在電動(dòng)汽車(chē)充電站規(guī)劃、電動(dòng)汽車(chē)充電站負(fù)荷建模、電動(dòng)汽車(chē)充電站自動(dòng)化管理、電動(dòng)汽車(chē)充電站優(yōu)化控制等方面，較少?gòu)碾妱?dòng)汽車(chē)充電站運(yùn)營(yíng)管理角度分析充電站的相關(guān)問(wèn)題。
1研究方法
公共充電場(chǎng)站依托城市空間為用戶(hù)提供新能源汽車(chē)的充電補(bǔ)能服務(wù)。圍繞充電補(bǔ)能服務(wù)的充電運(yùn)營(yíng)管理可以理解為實(shí)現(xiàn)充電供給和充電需求的匹配過(guò)程。本次研究著重通過(guò)對(duì)充電市場(chǎng)供需現(xiàn)狀的準(zhǔn)確洞察，減少運(yùn)營(yíng)中的信息不對(duì)稱(chēng)，幫助運(yùn)營(yíng)管理者利用有限的運(yùn)營(yíng)資源，在所有的自營(yíng)充電站中，擇優(yōu)選擇合適的站點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備、服務(wù)和價(jià)格的優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)更有效的供需匹配。
1.1研究區(qū)域選定
基于上海新能源汽車(chē)夜間停留數(shù)據(jù)，獲取上海不同區(qū)域的車(chē)輛保有量情況，上海新能源汽車(chē)區(qū)域分布如表1所示。
由表1可以看出，對(duì)于浦東新區(qū)全域內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)的充電供需特征進(jìn)行分析與研究，對(duì)反映上海市的整體特征也有較好的效果。
1.2 原始數(shù)據(jù)描述
本次研究應(yīng)用，擬洞察上海市浦東新區(qū)全域（約1210km2）的車(chē)輛充電供需特征，在投入人員和資金有限的情況下，如果采用傳統(tǒng)線(xiàn)下調(diào)研走訪(fǎng)的方式，缺乏實(shí)際可行性。在實(shí)際工作中，*終選擇用上海市新能源汽車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用大數(shù)據(jù)分析的方式，開(kāi)展浦東新區(qū)充電供需市場(chǎng)的研究工作，車(chē)輛數(shù)據(jù)字段如表2所示。
上海市新能源汽車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)，是基于GB/T 32960《電動(dòng)汽車(chē)遠(yuǎn)程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行采集的車(chē)輛運(yùn)行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)幀間隔分別1、10、30s，數(shù)據(jù)項(xiàng)主要采集自以下幾大系統(tǒng)：動(dòng)力電池系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、車(chē)輛控制系統(tǒng)以及其他部分。動(dòng)力電池系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要包括電池系統(tǒng)總電壓和總電流、電池荷電狀態(tài)（state of charge，SOC）、電池單體電壓、電池系統(tǒng)特征點(diǎn)溫度等。車(chē)輛控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要包含車(chē)輛速度、擋位信息、加速踏板行程、GPS位置等。這些數(shù)據(jù)給予了從車(chē)輛用電側(cè)深入進(jìn)行城市充電特征研究的新途徑，這些數(shù)據(jù)在進(jìn)行充電研究時(shí)主要有以下三大優(yōu)勢(shì)：①實(shí)現(xiàn)對(duì)交流和直流充電行為的全覆蓋；②實(shí)現(xiàn)不同屬性車(chē)輛充電行為的區(qū)分；③實(shí)現(xiàn)每輛車(chē)輛充電行為的準(zhǔn)確描述，并和車(chē)輛出行行為、車(chē)輛物理特性進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。
1.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理
為了實(shí)現(xiàn)海量車(chē)輛時(shí)序數(shù)據(jù)的有效分析，需要進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)工程化準(zhǔn)備。新能源汽車(chē)的時(shí)序數(shù)據(jù)在充電研究的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)過(guò)于冗余，實(shí)際應(yīng)用中提取車(chē)輛每次出行行為和充電行為的起訖關(guān)鍵指標(biāo)，例如起訖累計(jì)里程、起訖SOC、起訖經(jīng)緯度等。通過(guò)構(gòu)建車(chē)輛行為片段數(shù)據(jù)，可以將1TB大小的時(shí)序原始數(shù)據(jù)提取為GB級(jí)別的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，在不影響數(shù)據(jù)應(yīng)用的情況下，大幅提升分析效率。本次研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)50多萬(wàn)輛上海地區(qū)運(yùn)行的新能源汽車(chē)的數(shù)據(jù)分析，項(xiàng)目提取車(chē)輛在浦東地區(qū)的出行和充電行為特征，洞察充電市場(chǎng)的供需情況，指導(dǎo)充電運(yùn)營(yíng)決策的準(zhǔn)確實(shí)施。
1.4 充電供需體系構(gòu)建
本次研究從實(shí)際充電業(yè)務(wù)出發(fā)，結(jié)合日常運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建了充電供需研究體系，如圖1所示。主要包含充電供給和需求兩大維度的四大要點(diǎn)：①充電場(chǎng)站資源配建情況；②充電服務(wù)質(zhì)量情況；③用戶(hù)車(chē)輛對(duì)充電能量的需求情況；④用戶(hù)對(duì)充電服務(wù)的需求情況。
區(qū)域的充電供給，包括區(qū)域內(nèi)充電場(chǎng)站資源的配建數(shù)量和充電服務(wù)的質(zhì)量，其中配建數(shù)量涉及不同類(lèi)型充電樁的數(shù)量、功率和充電樁在空間上的差異分布，以上供給信息一般通過(guò)各種充電服務(wù)應(yīng)用軟件或線(xiàn)下走訪(fǎng)的方式進(jìn)行收集，相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取難度不高，但準(zhǔn)確性較難保障。特別是在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，很多充電站鮮有用戶(hù)到訪(fǎng)充電，甚至早已廢棄，調(diào)研數(shù)據(jù)無(wú)法真實(shí)反映充電資源的供給情況。而通過(guò)新能源汽車(chē)獲取的時(shí)空充電數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確反映區(qū)域內(nèi)充電資源的有效供給現(xiàn)狀，驗(yàn)證充電站公開(kāi)信息的準(zhǔn)確性和完整性。充電供給中的充電服務(wù)質(zhì)量主要涉及充電站配套硬件質(zhì)量（設(shè)備維保情況、配套基礎(chǔ)設(shè)施、充電站空間可達(dá)性等）和軟件質(zhì)量（充電服務(wù)應(yīng)用軟件、車(chē)位管理、增值服務(wù)等）兩方面，相關(guān)信息較難通過(guò)新能源汽車(chē)大數(shù)據(jù)直接體現(xiàn)，但可以通過(guò)充電場(chǎng)站的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，進(jìn)行間接的體現(xiàn)。實(shí)際應(yīng)用實(shí)踐中，項(xiàng)目利用新能源汽車(chē)大數(shù)據(jù)，開(kāi)展區(qū)域充電站運(yùn)營(yíng)研究、充電過(guò)程中車(chē)輛充電穩(wěn)定性研究，來(lái)間接識(shí)別充電站服務(wù)質(zhì)量。區(qū)域內(nèi)公共充電場(chǎng)站的運(yùn)營(yíng)潛力，除了受區(qū)域內(nèi)充電資源的供給影響，也受到區(qū)域內(nèi)充電需求的影響。充電需求涉及用戶(hù)對(duì)充電能量需求和充電服務(wù)需求兩部分?，F(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，用戶(hù)主要進(jìn)行公共和非公共充電兩類(lèi)充電行為，對(duì)于擁有固定充電樁的用戶(hù)，實(shí)際前往公共充電站進(jìn)行充電的行為次數(shù)占比普遍不高，而出租車(chē)、網(wǎng)約車(chē)、無(wú)固定樁的用戶(hù)則對(duì)公共充電站的依賴(lài)度非常高。傳統(tǒng)調(diào)研難以把握區(qū)域內(nèi)充電用戶(hù)的規(guī)模，更無(wú)法識(shí)別用戶(hù)對(duì)公共充電站的真實(shí)能量需求。而新能源汽車(chē)大數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確識(shí)別不同類(lèi)型用戶(hù)的構(gòu)成，識(shí)別用戶(hù)充電行為、識(shí)別充電需求的時(shí)空差異。充電需求還涉及用戶(hù)對(duì)充電服務(wù)的需求，主要包括用戶(hù)對(duì)不同充電模式（快充、慢充、換電）的需求偏好、對(duì)充電價(jià)格的需求偏好、對(duì)配套服務(wù)的需求偏好等內(nèi)容。以上相關(guān)信息的獲取，無(wú)法利用新能源汽車(chē)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行直接獲取，但通過(guò)分析海量用戶(hù)的實(shí)際充電決策數(shù)據(jù)，即充電行為數(shù)據(jù)，可以有效地總結(jié)充電站的共性特征，識(shí)別用戶(hù)對(duì)充電服務(wù)需求的偏好規(guī)律。本次實(shí)踐應(yīng)用中，主要圍繞以上充電供需體系，利用新能源汽車(chē)大數(shù)據(jù)，直接或間接地進(jìn)行相關(guān)供需信息的識(shí)別，以幫助運(yùn)營(yíng)決策的有效制定。
2 大數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用2.1供給研究——尋找區(qū)域充電站運(yùn)營(yíng)
在研究區(qū)域充電供給中，需要了解區(qū)域內(nèi)主要充電場(chǎng)站的資源分布情況和實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，并通過(guò)與其他場(chǎng)站對(duì)標(biāo)，了解自營(yíng)充電場(chǎng)站在區(qū)域內(nèi)的表現(xiàn)。本次研究選用上海市純電動(dòng)乘用車(chē)一周七天的充電數(shù)據(jù)，結(jié)合手機(jī)端充電服務(wù)應(yīng)用上的場(chǎng)站靜態(tài)數(shù)據(jù)，去展現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各充電場(chǎng)站的真實(shí)運(yùn)行現(xiàn)狀。研究中采用Tableau數(shù)據(jù)可視化分析軟件，對(duì)基于新能源汽車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)加工處理后的結(jié)構(gòu)化充電數(shù)據(jù)集（數(shù)據(jù)集包含車(chē)輛每一次充電行為的開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、單次充電能量、充電行為的經(jīng)緯度坐標(biāo)），圍繞經(jīng)緯度坐標(biāo)，進(jìn)行充電能量指標(biāo)的聚合及其數(shù)據(jù)可視化。車(chē)輛充電行為的空間分布如圖2所示，展現(xiàn)的是上海浦東新區(qū)高橋鎮(zhèn)周邊的所有充電行為所對(duì)應(yīng)充電能量的空間分布情況，圓點(diǎn)位置代表充電行為空間發(fā)生地，圓點(diǎn)大小代表充電能量的多少。
充電數(shù)據(jù)的識(shí)別流程如圖3所示，將此充電數(shù)據(jù)集與場(chǎng)站靜態(tài)信息相結(jié)合，可以繪制準(zhǔn)確的公共充電場(chǎng)站空間邊界數(shù)據(jù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)車(chē)輛充電數(shù)據(jù)與場(chǎng)站靜態(tài)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)聚合，得到兼有充電場(chǎng)站標(biāo)簽和車(chē)輛屬性標(biāo)簽的充電數(shù)據(jù)集，包括充電量、充電次數(shù)、充電車(chē)輛數(shù)、充電行為發(fā)生時(shí)間分布等信息。車(chē)輛充電行為的空間分布（已識(shí)別）如圖4所示，紅色標(biāo)注為識(shí)別出的4座公共充電場(chǎng)站發(fā)生的充電行為，黑色標(biāo)注為其他類(lèi)型充電行為。
在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)以上車(chē)端充電數(shù)據(jù)的空間分析，在無(wú)需線(xiàn)下調(diào)研的情況下，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域真實(shí)充電供給的有效識(shí)別。在后續(xù)運(yùn)營(yíng)中，圖4中充電量*高的3號(hào)充電站，也被作為區(qū)域內(nèi)的充電站，用于各項(xiàng)充電運(yùn)營(yíng)服務(wù)的參考對(duì)標(biāo)。
2.2 供給研究——評(píng)估充電服務(wù)質(zhì)量
現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景下，由于車(chē)輛和充電樁的匹配性差異，充電過(guò)程并不總是非常穩(wěn)定，實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)充電設(shè)備跳槍的問(wèn)題。由于樁端無(wú)法識(shí)別車(chē)輛的具體型號(hào)，這導(dǎo)致不同型號(hào)車(chē)型和不同充電樁的匹配性問(wèn)題，難以得到準(zhǔn)確識(shí)別和改善。本次研究，通過(guò)采用車(chē)端和樁端空間、時(shí)間和電量指標(biāo)多重匹配的方式，構(gòu)建了車(chē)端充電數(shù)據(jù)與充電樁的關(guān)聯(lián)路徑，建立了包含具體車(chē)型信息的特定充電場(chǎng)站充電行為數(shù)據(jù)集，通過(guò)解析此數(shù)據(jù)集內(nèi)的異常充電行為數(shù)據(jù)，即可準(zhǔn)確識(shí)別車(chē)樁匹配異常。車(chē)輛和充電樁數(shù)據(jù)的匹配流如圖5所示。
一次充電行為的時(shí)序數(shù)據(jù)如圖6所示，通過(guò)車(chē)端充電數(shù)據(jù)異常值監(jiān)測(cè)（充電過(guò)程中，充電電流出現(xiàn)異常中斷、跳變），所準(zhǔn)確識(shí)別的一次發(fā)生在公共充電場(chǎng)站的異常充電行為：車(chē)端數(shù)據(jù)顯示，某品牌的A車(chē)型，12點(diǎn)開(kāi)始其充電行為，初始電量為32%，到電量89%時(shí)完*結(jié)束充電，隨后車(chē)輛離開(kāi)公共充電站。車(chē)輛充電期間車(chē)端電流*高達(dá)到200A，充電中出現(xiàn)兩次電流的突變，前一次突變電流異常降低至0A，10min后充電電流恢復(fù)正常200A。通過(guò)以上車(chē)端數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)場(chǎng)站車(chē)樁匹配性問(wèn)題的反映。
2.3 需求研究——評(píng)估區(qū)域潛在充電需求
在實(shí)際充電運(yùn)營(yíng)中，需要對(duì)目標(biāo)區(qū)域的總體充電需求進(jìn)行評(píng)估，以確定是否設(shè)立新的站點(diǎn)，或者是否對(duì)舊的站點(diǎn)進(jìn)行改造升級(jí)。新能源汽車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)，包含車(chē)輛的停留數(shù)據(jù)、充電數(shù)據(jù)和出行數(shù)據(jù)，可以解析特定區(qū)域停留車(chē)輛的規(guī)模和結(jié)構(gòu)；可以測(cè)算停留用戶(hù)的整體補(bǔ)電需求；可以了解用戶(hù)充電與停留匹配特征等，以上信息均可用于評(píng)估目標(biāo)區(qū)域的潛在充電需求。車(chē)輛的停留與充電位置如圖7所示。利用Tableau數(shù)據(jù)可視化分析軟件，對(duì)新能源公交客車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)集（分析周期內(nèi)，車(chē)輛每次夜間停留行為的經(jīng)緯度坐標(biāo)、車(chē)輛每次充電行為的經(jīng)緯度坐標(biāo)）的可視化信息（圓點(diǎn)大小代表停留或充電行為的總次數(shù)、圓點(diǎn)位置代表行為的空間位置），可以直觀(guān)展現(xiàn)車(chē)輛充電和停留位置的匹配情況，比如滴水湖地鐵站公交站無(wú)車(chē)輛充電行為，此處夜間停留公交客車(chē)需要去其他站點(diǎn)進(jìn)行充電補(bǔ)能，此區(qū)域存在建設(shè)公交充電站的潛在需求。
某旅游目的地車(chē)輛停留特征如圖8所示，利用Tableau分析軟件對(duì)新能源乘用車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)（浦東某旅游目的地一周時(shí)間內(nèi)到訪(fǎng)車(chē)輛的運(yùn)行數(shù)據(jù)）進(jìn)行分析后的內(nèi)容，其分析結(jié)果包括車(chē)輛到訪(fǎng)次數(shù)的熱力圖（基于到訪(fǎng)地空間坐標(biāo)的行為次數(shù)聚合）、車(chē)輛到訪(fǎng)時(shí)對(duì)應(yīng)車(chē)輛剩余電量區(qū)間的次數(shù)分布情況（基于到訪(fǎng)時(shí)車(chē)輛剩余電量的行為次數(shù)聚合）、車(chē)輛到訪(fǎng)時(shí)對(duì)應(yīng)時(shí)段的次數(shù)分布情況（基于車(chē)輛到訪(fǎng)時(shí)刻的行為次數(shù)聚合），這些分析結(jié)果可以反映到訪(fǎng)車(chē)輛的行為特征。數(shù)據(jù)分析顯示，此旅游區(qū)一周到訪(fǎng)停留純電動(dòng)汽車(chē)在1000輛的規(guī)模，到訪(fǎng)時(shí)車(chē)輛剩余電量主要分布在60%~80%，到訪(fǎng)時(shí)間集中在9:00-11:00。利用新能源汽車(chē)大數(shù)據(jù)，針對(duì)特定地區(qū)開(kāi)展分析，可以獲得用戶(hù)行為特征，評(píng)估潛在充電需求，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)中，用于充電樁功率選型和建站規(guī)模設(shè)計(jì)。
2.4 需求研究——用戶(hù)對(duì)充電服務(wù)的需求
傳統(tǒng)的用戶(hù)需求調(diào)研主要基于用戶(hù)訪(fǎng)談的方式開(kāi)展，能夠涵蓋的用戶(hù)樣本往往有限。本次應(yīng)用實(shí)踐，選用新能源汽車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行用戶(hù)需求的研究，其既可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模用戶(hù)樣本的覆蓋，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確樣本的篩選。比如在用戶(hù)充電服務(wù)偏好研究中，項(xiàng)目基于50萬(wàn)多輛新能源汽車(chē)一周時(shí)間的充電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挑選出整個(gè)浦東新區(qū)內(nèi)不同區(qū)域充電量*大的充電場(chǎng)站，分析出這些熱門(mén)場(chǎng)站共同的服務(wù)優(yōu)勢(shì)：2 h內(nèi)充電免收停車(chē)費(fèi)，充電分時(shí)段價(jià)格分別為1.0、1.2、1.4元/kWh，充電車(chē)位、有廁所配套等。利用大數(shù)據(jù)選出的場(chǎng)站，作為區(qū)域，其特質(zhì)代表著用戶(hù)對(duì)良好充電服務(wù)的實(shí)際需求。在運(yùn)營(yíng)實(shí)踐中，圍繞區(qū)域進(jìn)行自營(yíng)場(chǎng)站的服務(wù)改善，實(shí)際取得了不錯(cuò)的成效，有效拉動(dòng)了自營(yíng)充電站的利用率。例如在集中用戶(hù)準(zhǔn)確識(shí)別研究中，通過(guò)分析新能源汽車(chē)充電數(shù)據(jù)，標(biāo)定不同類(lèi)型車(chē)輛在公共充電站和非公共充電場(chǎng)站上的實(shí)際充電能量分布，選取公共充電能量高的用戶(hù)作為自營(yíng)充電場(chǎng)站集中用戶(hù)群。車(chē)輛對(duì)公共充電的電量需求情況如圖9所示，反映了18萬(wàn)輛純電動(dòng)乘用車(chē)一周時(shí)間內(nèi)，對(duì)上海公共充電場(chǎng)站的實(shí)際充電量需求情況。47%的車(chē)輛產(chǎn)生了80%的公共充電量，而其他53%的車(chē)輛僅產(chǎn)生20%的充電量。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)群體的分層分類(lèi)，在實(shí)踐中可以幫助充電場(chǎng)站運(yùn)營(yíng)更有目的性，指導(dǎo)充電服務(wù)的有效供給。
3 安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)選型方案
3.1概述
AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資要管理、電能管理，明細(xì)查詢(xún)等。同時(shí)對(duì)充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過(guò)壓，欠壓，絕緣低各類(lèi)故障進(jìn)行預(yù)警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶(hù)通過(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。
3.2應(yīng)用場(chǎng)所
適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實(shí)業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)。
3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)分為四層：
1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)**層和客戶(hù)端層。
2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車(chē)智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車(chē)智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進(jìn)行電能計(jì)量和保護(hù)。
3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。
4）數(shù)據(jù)**層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。
5）應(yīng)客戶(hù)端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪(fǎng)問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶(hù)通過(guò)刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。
小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時(shí)為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP，充電用戶(hù)提供充電小程序。
3.4 安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能
3.4.1智能化大屏
智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對(duì)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示，同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統(tǒng)一管理小區(qū)充電樁，查看設(shè)備使用率，合理分配資源。
3.4.2實(shí)時(shí)監(jiān)控
實(shí)時(shí)監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況，主要包括充電樁運(yùn)行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過(guò)程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。
3.4.3交易管理
平臺(tái)管理人員可管理充電用戶(hù)賬戶(hù)，對(duì)其進(jìn)行賬戶(hù)進(jìn)行充值、退款、凍結(jié)、注銷(xiāo)等操作，可查看小區(qū)用戶(hù)每日的充電交易詳細(xì)信息。
3.4.4故障管理
設(shè)備自動(dòng)上報(bào)故障信息，平臺(tái)管理人員可通過(guò)平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運(yùn)維人員可通過(guò)運(yùn)維APP收取故障推送，運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報(bào)。充電用戶(hù)也可通過(guò)充電小程序反饋現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。
3.4.5統(tǒng)計(jì)分析
通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)，從充電站點(diǎn)、充電設(shè)施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢(xún)充電交易統(tǒng)計(jì)信息、能耗統(tǒng)計(jì)信息等。
3.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理
在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營(yíng)商戶(hù)，運(yùn)營(yíng)商可建立和管理其運(yùn)營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設(shè)施，維護(hù)充電設(shè)施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線(xiàn)卡用戶(hù)充值、 凍結(jié)和解綁。
3.4.7運(yùn)維APP
面向運(yùn)維人員使用，可以對(duì)站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢(xún)流量卡使用情況、查詢(xún)充電\充值情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時(shí)可接收故障推送
3.4.8充電小程序
面向充電用戶(hù)使用，可查看附近空閑設(shè)備，主要包含掃碼充電、賬戶(hù)充值，充電卡綁定、交易查詢(xún)、故障申訴等功能。
3.5系統(tǒng)硬件配置
類(lèi)型 | 型號(hào) | 圖片 | 功能 |
安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái) | AcrelCloud-9000 |
| 安科瑞響應(yīng)節(jié)能環(huán)保、綠色出行的號(hào)召，為廣大用戶(hù)提供慢充和快充兩種充電方式壁掛式、落地式等多種類(lèi)型的充電樁，包含智能7kW交流充電樁，30kW壁掛式直流充電樁，智能60kW/120kW直流一體式充電樁等來(lái)滿(mǎn)足新能源汽車(chē)行業(yè)快速、經(jīng)濟(jì)、智能運(yùn)營(yíng)管理的市場(chǎng)需求，提供電動(dòng)汽車(chē)充電軟件解決方案，可以隨時(shí)隨地享受便捷有效安全的充電服務(wù)，微信掃一掃、微信公眾號(hào)、支付寶掃一掃、支付寶服務(wù)窗，充電方式多樣化，為車(chē)主用戶(hù)提供便捷、有效、安全的充電服務(wù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池快速、有效、安全、合理的電量補(bǔ)給，能計(jì)時(shí)，計(jì)電度、計(jì)金額作為市民購(gòu)電終端，同時(shí)為提高公共充電樁的效率和實(shí)用性。 |
互聯(lián)網(wǎng)版智能交流樁 | AEV-AC007D |
| 額定功率7kW，單相三線(xiàn)制，防護(hù)等級(jí)IP65，具備防雷保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測(cè)、智能計(jì)量、遠(yuǎn)程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方：4G/wifi/藍(lán)牙支持刷卡，掃碼、免費(fèi)充電可選配顯示屏 |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC030D |
| 額定功率30kW，三相五線(xiàn)制，防護(hù)等級(jí)IP54，具備防雷保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測(cè)、智能計(jì)量、恒流恒壓、電池保護(hù)、遠(yuǎn)程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網(wǎng) 支持刷卡，掃碼、免費(fèi)充電 |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC060S |
| 額定功率60kW，三相五線(xiàn)制，防護(hù)等級(jí)IP54，具備防雷保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測(cè)、智能計(jì)量、恒流恒壓、電池保護(hù)、遠(yuǎn)程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網(wǎng) 支持刷卡，掃碼、免費(fèi)充電 |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC120S |
| 額定功率120kW，三相五線(xiàn)制，防護(hù)等級(jí)IP54，具備防雷保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測(cè)、智能計(jì)量、恒流恒壓、電池保護(hù)、遠(yuǎn)程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網(wǎng) 支持刷卡，掃碼、免費(fèi)充電 |
10路電瓶車(chē)智能充電樁 | ACX10A系列 |
| 10路承載電流25安培，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿(mǎn)自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 ACX10A-TYHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費(fèi)充電 ACX10A-TYN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持投幣、刷卡，免費(fèi)充電 ACX10A-YHW：防護(hù)等級(jí)IP65，支持刷卡，掃碼，免費(fèi)充電 ACX10A-YHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡，掃碼，免費(fèi)充電 ACX10A-YW：防護(hù)等級(jí)IP65，支持刷卡、免費(fèi)充電 ACX10A-MW：防護(hù)等級(jí)IP65，支持免費(fèi)充電 |
2路智能插座 | ACX2A系列 |
| 2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率2200W，總功率4400W。充滿(mǎn)自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別，報(bào)警上報(bào)。 ACX2A-YHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡充電 |
20路電瓶車(chē)智能充電樁 | ACX20A系列 |
| 20路承載電流50A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率11kW。充滿(mǎn)自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別，報(bào)警上報(bào)。 ACX20A-YHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡，掃碼，免費(fèi)充電 ACX20A-YN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡，免費(fèi)充電 |
落地式電瓶車(chē)智能充電樁 | ACX10B系列 |
| 10路承載電流25安培，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿(mǎn)自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 ACX10B-YHW：戶(hù)外使用，落地式安裝，包含1臺(tái)主機(jī)及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電,不帶廣告屏 ACX10B-YHW-LL：戶(hù)外使用，落地式安裝，包含1臺(tái)主機(jī)及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電。液晶屏支持U盤(pán)本地投放圖片及視頻廣告 |
智能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān) | ANet-2E4SM |
| 4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源DC12V ～36V。支持4G擴(kuò)展模塊，485擴(kuò)展模塊。 |
擴(kuò)展模塊ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
擴(kuò)展模塊ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網(wǎng)通 | ||
導(dǎo)軌式單相電表 | ADL200 |
| 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量，輸入電流：10（80）A； 電能精度：1級(jí) 支持Modbus和645協(xié)議 證書(shū)：MID /CE認(rèn)證 |
導(dǎo)軌式電能計(jì)量表 | ADL400 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量，分相總有功電能，總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)，總正反向無(wú)功電能統(tǒng)計(jì)；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級(jí)，無(wú)功電能精度2級(jí) 證書(shū)：MID /CE認(rèn)證 |
無(wú)線(xiàn)計(jì)量?jī)x表 | ADW300 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量，有功電能計(jì)量（正、反向）、四象限無(wú)功電能、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次）；A、B、C、N四路測(cè)溫；1路剩余電流測(cè)量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級(jí)（改造項(xiàng)目） 證書(shū)：CPA/CE認(rèn)證 |
導(dǎo)軌式直流電表 | DJSF1352-RN |
| 直流電壓、電流、功率測(cè)量，正反向電能計(jì)量，復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)，SOE事件記錄:8位LCD顯示:紅外通訊:電壓輸入0-1000V，電流外接分流器接入(75mV)或霍爾元件接入(0-5V);電能精度1級(jí)，1路485通訊，1路直流電能計(jì)量AC/DC85-265V供電 證書(shū)：MID/CE認(rèn)證 |
面板直流電表 | PZ72L-DE |
| 直流電壓、電流、功率測(cè)量，正反向電能計(jì)量:紅外通訊:電壓輸入0-000V，電流外接分流器接入·(75mV)或霍爾元件接入(0-20mA0-5V);電能精度1級(jí) 證書(shū)：CE認(rèn)證 |
電氣防火限流式保護(hù)器 | ASCP200-63D |
| 導(dǎo)軌式安裝，可實(shí)現(xiàn)短路限流滅弧保護(hù)、過(guò)載限流保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過(guò)欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線(xiàn)纜溫度監(jiān)測(cè)等功能;1路RS485通訊，1路NB或4G無(wú)線(xiàn)通訊(選配);額定電流為0~63A，額定電流菜單可設(shè) |
4 結(jié)束語(yǔ)
為了更好地開(kāi)展公共充電場(chǎng)站的日常運(yùn)營(yíng)管理工作，本次研究從洞察公共充電市場(chǎng)供需特征出發(fā)，通過(guò)應(yīng)用新能源汽車(chē)大數(shù)據(jù)，挖掘充電市場(chǎng)供需信息，指導(dǎo)充電場(chǎng)站運(yùn)營(yíng)的決策實(shí)施。在實(shí)踐中，本文利用新能源汽車(chē)的出行和充電數(shù)據(jù)，開(kāi)展了識(shí)別區(qū)域公共充電場(chǎng)站運(yùn)營(yíng)情況、識(shí)別場(chǎng)站車(chē)樁匹配性問(wèn)題、評(píng)估區(qū)域充電需求、挑選場(chǎng)站識(shí)別用戶(hù)偏好、識(shí)別集中充電用戶(hù)等研究。證明了通過(guò)大數(shù)據(jù)的相關(guān)應(yīng)用可以擴(kuò)展充電場(chǎng)站實(shí)際運(yùn)營(yíng)決策的維度，開(kāi)辟了充電場(chǎng)站供需分析的新方法。充電供給研究中，新能源汽車(chē)大數(shù)據(jù)主要可以在以下2點(diǎn)中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)：通過(guò)車(chē)端充電數(shù)據(jù)與充電場(chǎng)站邊界關(guān)聯(lián)，準(zhǔn)確反映區(qū)域內(nèi)充電資源供給，識(shí)別充電場(chǎng)站。在充電供給質(zhì)量方面，通過(guò)識(shí)別車(chē)端充電異常數(shù)據(jù)，反映車(chē)樁匹配潛在問(wèn)題。在充電需求研究中，通過(guò)車(chē)端數(shù)據(jù)提取目的地周邊車(chē)輛到訪(fǎng)特征數(shù)據(jù)，用于評(píng)估區(qū)域潛在充電需求。通過(guò)車(chē)端數(shù)據(jù)識(shí)別用戶(hù)到訪(fǎng)熱門(mén)充電場(chǎng)站，有效挖掘用戶(hù)實(shí)際需求偏好，指導(dǎo)場(chǎng)站優(yōu)化。利用大數(shù)據(jù)的規(guī)模優(yōu)勢(shì)，反映整體市場(chǎng)海量用戶(hù)公共充電需求的真實(shí)差異，助力服務(wù)聚焦集中用戶(hù)。本文所有的研究過(guò)程，不依賴(lài)于傳統(tǒng)的線(xiàn)下調(diào)研，且可以實(shí)現(xiàn)更全面更準(zhǔn)確的空間、時(shí)間、場(chǎng)景和用戶(hù)的覆蓋，對(duì)于公共充電場(chǎng)站的準(zhǔn)確供需研究有著啟發(fā)的作用。限于篇幅，本文未能對(duì)每項(xiàng)應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行一一詳述，同時(shí)也限于項(xiàng)目研究周期，本次僅進(jìn)行了部分充電維度的研究探索，數(shù)據(jù)分析結(jié)果與實(shí)際運(yùn)營(yíng)需求的結(jié)合度上也存在不足，研究深度有待后續(xù)進(jìn)一步完善。
參考文獻(xiàn)
[1] 邵佳佳，吳志煒，陳小毅，劉爽，鄧序之，楊杰. 新能源汽車(chē)大數(shù)據(jù)在充電供需研究中的應(yīng)用[J]. 供用電, 2022，39 (12) : 74-81.
[2] 上海發(fā)布．疫情防控、新城發(fā)力、民生福祉……龔正市長(zhǎng)今天在記者招待會(huì)上回應(yīng)了這些熱點(diǎn)問(wèn)題[EB/OL]. [2022-01-23].
[3] 聯(lián)聯(lián)充電．上海充換電設(shè)施公共數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)市級(jí)平臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)12月月報(bào)[EB/OL]. [2022-01-24].
[4] 馮超，周步祥，林楠，等．Delphi和GAHP集成的綜合評(píng)價(jià)方法在電動(dòng)汽車(chē)充電站選址*優(yōu)決策中的應(yīng)用[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2012，32（9）：25-29．
[5] 馬國(guó)真．電動(dòng)汽車(chē)充電樁建設(shè)現(xiàn)狀及規(guī)劃方案[J].能源研究與管理，2021（4）：91-95.
[6] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用手冊(cè)2023.09版.
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