电动汽车车联网服务互动平台建设方案探讨

李洪峰，唐宇，朱金大，马少永，康振全（.国家电网许继集团有限公司，河南许昌　46000；.国网电力科学研究院，江南南京　0096；.山东泰开箱变有限公司，山东泰安　7000）



电动汽车车联网服务互动平台建设方案探讨

李洪峰1，唐宇1，朱金大2，马少永3，康振全1
（1.国家电网许继集团有限公司，河南许昌461000；2.国网电力科学研究院，江南南京210096；3.山东泰开箱变有限公司，山东泰安271000）

KEY W0RDS：vehic1e networking；e1ectric vehic1e；service P1atform；c1oud comPuting；massive data

摘要：从满足电动汽车用户充换电信息服务需求出发，对电动汽车车辆网运营服务平台的建设提出设想和建议，同时通过对车联网服务运营平台的建设模式对比分析得出综合服务模式符合车辆网服务市场战略布局，有利于电动汽车产业的发展。该服务共享平台是通过应用无线移动通信、互联网、传感网、卫星定位、感知与控制、海量数据处理、云计算等技术，有效识别在网车辆和道路交通基础设施的动静态信息，依托充换电综合信息完成实时、高效、智能服务和管理的综合服务系统。电动汽车车联网运营服务共享平台的建设具有强大的规模效应，可以促进电动汽车产业的发展。该服务共享平台可广泛应用于安全驾驶、应急救援、交通服务、道路缓堵等基本行车及安全领域，并逐步拓展至信息资讯、商务服务、生活家政、社交娱乐等延伸服务领域，逐渐扩展为新型综合商业生态体系。

关键词：车联网；电动汽车；服务平台；云计算；海量数据

传统汽车车联网行业萌芽于20世纪90年代，其发展大致经历了初创期和拓展期2个阶段。在初创期，车联网平台建设和软件开发处于起步阶段，主要集中于安全驾驶、应急救援、交通服务等基础性服务，以保障驾驶安全为主要目的。在拓展期，伴随消费者对于车辆的舒适性、娱乐性等方面的需求不断提高，车联网服务内容逐渐向综合性服务扩充，包括信息资讯、商务服务、家政生活、社交娱乐等[1]。未来随着车联网服务的不断普及和大数据、云计算、移动互联网、智能控制以及更多创新技术的跨越式发展，车联网行业将涌现出更多的创新服务[2]。

目前，国外车联网发展以美国、欧洲、日本为代表，基本集中在拓展期，车联网服务已经全方位覆盖用户导航、行车安全、生活娱乐等各方面的需求。国内车联网行业发展和技术研究均起步较晚，当前正处于初创期向拓展期过渡的阶段，车联网服务领域包括地图/导航服务、行车安全服务、生活娱乐服务3个方面。其中地图/导航与行车安全服务契合终端用户的刚性行车需求，对用户具有较强的黏性；生活服务满足用户基于地理位置的餐饮、票务、家政、社交等日常生活需求，属于延伸服务[3]。

汽车相关行业具有强大的规模效应和产业带动作用，因此车联网被视为物联网的重要应用领域和示范首选。车联网可广泛应用于安全驾驶、应急救援、交通服务、道路缓堵等基本行车及安全领域，并逐步扩展至信息资讯、商务服务、生活家政、社交娱乐等延伸服务领域，逐渐扩展为新型综合商业生态体系[4]。

1　车联网概述

车联网是汽车移动物联网的简称，指应用传感、无线移动通信、互联网、卫星定位、感知与控制、海量数据处理等技术，有效识别在网车辆和道路交通基础设施的动静态信息，依托信息综合应用平台进行实时、高效、智能服务和管理的综合服务系统。

车联网产业覆盖领域广泛，产业布局较为复杂，涉及企业类型众多，产业可以分为基础类和服务类两大类，其中基础类为车联网产业提供硬件设备和信息终端，是车联网服务的硬件载体，主要包括汽车生产商、芯片和硬件设备制造、车载信息终端制造商、其他信息显示终端制造商和能源供应基础设施运营商。服务类整合处理文本、图像、音频、视频等多种信息，依托车联网综合服务运营商或作为服务提供商直接面向用户，提供各类应用服务，塑造用户对车联网服务的直观感知，主要包括内容提供商、地图软件及数据供应商和车联网综合服务运营商[5]，如图1所示。

车载终端能够实现对运行车辆的动态监控管理，同时作为终端界面载体承载车联网相关服务应用，为用户输出多样化的服务。车联网根据汽车安装车载终端的时间分为前装（出厂前安装）和后装（出厂后安装），汽车生产商凭借处于产业链上游的天然优势占据前装市场，车联网终端制造商占据后装市场。地图/导航作为车联网本地化、移动化、社交化服务的重要数据支撑，是辅助车联网服务基于地图界面、地理信息等实现业务深化的必备基础。

图1　车联网产业生态框图Flg. 1 The ecology dlagram of the vehlcle network lndustry

2　建设模式分析

2.1行业发展分析

丰富的充换电基础设施和服务信息是满足电动汽车用户刚性需求的核心优势资源，有利于切入电动汽车车联网市场。与传统电动汽车行业相比，电动汽车尚存在基础设施有待发展和电池技术瓶颈问题，使得基础性行车服务教传统汽车行业更具关键性和必要性。车联网服务产业生态链复杂，需要多领域、跨专业技术支撑。车联网服务相关各项专业标准尚未统一，需要具备行业公信力企业或机构来整合产业链上下游各行业的合作方，推动和促进政府相关部门、行业协会进行统一行业标准的制定，确保车联网服务的可靠性和安全性，增强用户对服务质量和效率的信心。

在传统汽车车联网服务市场中，具备较强用户吸引力和黏性的服务主要是行车安全和导航服务，前者依赖于汽车行驶过程中的车辆信息，后者依赖于地图数据和软件。如若开展行车安全服务，必须依靠与汽车厂商合作获取车辆信息，而较多汽车厂商正是传统汽车车联网市场的有力竞争者，合作意愿相对较低，业务拓展空间容易受制约；如若开展导航服务，则面临图商市场的激烈竞争。

国内电动汽车行业属于新兴市场，受电池技术瓶颈等因素的影响，电动汽车占比相对较小，相关车联网服务需求尚需培育。国内传统汽车车联网服务商，如汽车生产商等，已积累大量成熟的车联网服务经验和资源，容易向电动汽车车辆网服务领域拓展[6-8]。

完整、准确、及时的充换电服务信息是支撑电动汽车服务中长期发展的战略资源。未来随着社会资本不断引入充换电服务体系，将可能出现信息服务标准混杂的情况。在此情况下，开展充换电信息服务缺乏统一、规范的数据来源，需完全依赖合作方进行信息采集和整合，不仅难以保证数据质量，还可能导致潜在的合作风险。通过有效对接内部充换电服务运营信息资源、制定和推广行业标准等有效手段规范各方信息服务，强化自身行业影响力，逐渐吸引产业链各参与方靠拢，从而有效降低风险、占据市场[9]。

2.2建设模式分析

开展电动汽车车联网服务运营有两种模式可供选择：垂直服务模式和综合服务模式。

2.2.1垂直服务模式

垂直服务模式专注于充换电服务领域，提供基础设施导航、服务预约等充换电信息服务，作为电动汽车充换电信息服务提供商开展车辆网服务业务。该模式下，可考虑公司品牌形象优质、市场影响力大的第三方车联网综合服务运营商合作，依靠第三方综合服务平台向用户提供充换电信息服务，也可作为独立应用服务，通过网站、车载终端等直接面向用户，如图2所示。

垂直服务模式具有公司充换电服务业务紧密关联、资源投入相对较小、经验领域专业、运营风险较低等优势。但该模式尚存在短板：一是服务内容较窄，无法满足用户驾乘电动汽车所产生的日趋复杂、多元化的服务需求；二是依靠第三方平台开展业务容易受合作方制约，未来业务拓展空间受限；三是仅开展专业化服务难以成为整体行业标准制定和推广者，缺乏行业主导力。

2.2.2综合服务模式

综合服务模式深度挖掘车联网移动化、本地化、社交化的商业价值，提供以充换电信息服务为核心，延伸至安全驾驶、家政生活、娱乐社交等多领域的综合服务，通过与第三方内容提供商、服务提供商等多方合作，打造电动汽车综合商业生态体系，如图3所示。

图2　垂直服务模式Flg. 2 The vertlcal servlce mode

图3　综合服务模式Flg. 3 The lntegrated servlce mode

综合服务模式能有效放大公司充换电运营服务的价值，整合不同类型线上内容及服务，为客户提供统一、稳定、良好的一站式服务体验，构筑行业标准制定者和发展引领者地位。但缺点是在于综合性车联网服务市场需要培育，且因涉及跨行业多领域，前期投入和产业整合成本较高，业务运作难度大，合作复杂度高。

综合对比两种模式，综合服务模式符合公司/企业长远发展布局，在支持充换电基础设施运营的基础上，能有力推广电动汽车产业的发展，深度挖掘车联网服务市场商机，满足市场需求。同时，综合服务模式可为电子商城占领“汽车屏”客户流量入口，推动公司技术研发和产品创新。因此采用综合服务模式以充换电相关服务为基础，有效延伸至娱乐、生活服务，广泛积累终端用户，构建专业技术优势和行业口碑，基于LBS模式（基于地理位置服务）逐步向更深层次的生活娱乐等线上线下服务延伸。

3　建设方案

3.1建设目标

建设集充换电信息服务、行车安全服务、生活娱乐等综合服务于一体、专注电动汽车用户的电动汽车车联网服务平台，为个人用户、企业商务、政府政务提供实时、高效、智能的多样化服务，丰富客户服务内容，提升优质服务水平，推动电动汽车充换电服务网络创新发展[10-11]。

3.2建设原则

紧扣服务用户需求：关注市场动态，坚持用户导向，以电动汽车用户和智能充换电服务网络运营商需求为出发点开展平台建设与服务设计，确保提供服务实用、易用。

释放资源协调效益：充分发挥资源协调优势，依托智能充换电服务网络的资源和信息，快速切入市场，构建竞争优势；协同电子商城、支付结算平台等，丰富服务内容，实现效益最大化。

确保平台持续扩展：随着车联网技术发展和业务模式创新，新的服务内容、应用软件、设备终端不断涌现，应前瞻性地开展电动汽车车联网服务平台设计，确保平台可扩展，支持各类型服务接入，满足用户需求。

3.3建设思路

建设以充换电信息服务为核心和切入点，以安全驾驶、紧急救援、交通服务等扩展服务为重要组成，娱乐资讯、社交服务、生活家政等延伸服务为补充的综合性电动汽车车联网服务平台。通过满足用户刚性需求的核心服务内容吸引用户资源，增加用户黏性，形成规模效应，并通过前向和后向收费等方式获取收益，实现用户变现。

考虑到电动汽车尚未全面普及，但未来3～5年，市场井喷发展将对充换电服务产生大规模刚性需求，初期宜以垂直服务模式，搭建电动汽车车联网服务平台，通过与充换电运营监控平台对接，获取充换电设施布点、运营状态等信息，提供充换电导航、提醒、预约等服务，与电动汽车厂商合作抢占前装市场，与车载终端制造商合作抢占后装市场。

3.4建设内容

电动汽车车联网服务平台将整合内容及服务提供商、地图软件及数据供应商等，向用户提供包括基本行车服务、数据服务、安全驾驶、生活服务等四大类服务内容，并探索基于能源互联网的新型服务模式。关于服务的内容、服务的对象、服务方式及合作方，如图4所示。

图4　平台提供的服务内容图Flg. 4 All the servlce content provlded the platform

电动汽车车联网运营服务平台具体的建设内容包括以下4个方面。

3.4.1关键技术建设

电动汽车车联网服务平台重点包含4个方面关键技术建设，其中关键技术是指语音识别技术、车载自动诊断数据采集技术、导航技术和基于位置服务技术。

语音识别技术：包括语音信息预处理与特征提取、声学模型与模式匹配以及语言模型与语言处理等技术。可考虑通过与语音识别技术提供商开展深度合作的方式获取语音识别技术能力。

车载自动诊断数据采集技术：车联网服务平台需具备车载自动诊断（OBD）的数据采集技术，以通过电子控制单元（ECU）读取汽车的故障和其他相关数据，为后续的诊断提供信息支撑。可考虑自主研发或者与后装车载制造商合作，以获取相关资源。

导航技术：基于测绘地理信息，利用卫星导航技术、惯性导航技术、路网交通信息分析技术为客户提供导航服务的技术。为获得导航服务技术，需要与地图/导航服务提供商开展合作。

基于位置服务（LBS）技术：通过GPS、基站与无线网路，为用户提供精确的定位，以方便线上线下业务的开展。可考虑通过与地图/导航服务提供商合作方式获取此项技术。

3.4.2关键能力建设

电动汽车车联网服务平台重点包含3个方面信息化能力建设：交互能力、分析能力和开放能力。

交互能力：依托移动互联网技术建立电动汽车车联网服务应用的信息发送和反馈控制机制，完成电动汽车车联网服务应用与车辆、充换电运营服务监控平台等各方之间的互联互通。

分析能力：电动汽车车联网服务应用还需要拥有相应的海量数据的处理、分析能力。对采集获取的数据进行综合加工分析，并提供各类综合服务。将电动汽车布点、运营状态信息以及车主在终端上进行的操作等各类信息汇聚到数据中心后，统一对信息进行存储和分析。通过机器学习、统计分析、模式识别、可视化等技术深度挖掘大量数据中的重要信息，如通过电动汽车充电行为分析，掌握车辆的应用场合，用户类型与充电行为之间的联系，评估电动汽车充换电对电网的影响，为后续充换电站/充电桩的建设规划，电动汽车路线规划等提供有力的支撑；通过分析保养及故障服务记录，对车辆性能进行评估，为汽车生产商研发提供数据支持；分析用户特征，评估用户价值，为用户定向推送可能感兴趣的资讯以及配套服务。

开放能力：电动汽车车联网服务应用作为信息分析处理中心，一是提供相应的信息给合作的服务提供商，实现信息开放；二是开展与第三方服务提供商的商业合作，不断接入丰富的第三方服务内容，实现平台开放。

3.4.3互动平台标准制定与统一

在数据规范、系统接口、服务标准等各层面制定统一规范，形成电动汽车车联网服务标准化体系，为终端用户提供高质量的应用服务。数据交互标准主要包括数据格式、数据访问、应用集成等各方面。数据格式的标准化，即确定各类典型数据的标准格式及自定义数据的标准扩展方式；数据访问的标准化，即提供标准的数据访问接口，支持基于时间、空间等维度的数据查询和处理；应用集成的标准化，即各类应用系统的标准互操作方式。

数据交互标准主要包括数据格式、数据访问、应用集成等各方面。数据格式的标准化，即确定各类典型数据的标准格式以及自定义数据的标准扩展方式；数据访问的标准化，即提供标准的数据访问接口、支持基于时间、空间等维度的数据查询和处理；应用集成的标准化，即各类应用系统的标准互操作方式。同时，配合和支持电动汽车智能充换电服务网络商制定充换电服务业务运营管理规范，更好地面向用户，提供一致的服务体验。

3.4.4电动汽车车联网服务研发

结合用户需求和合作资源调研分析，设计开发电动汽车车联网服务及相应的运作模式，形成能适用于各类主流移动平台（谷歌安卓、苹果ios、微软windows 8）的车联网用户端应用，将服务内容传递给用户。其中采用自主开发方式开展充换电信息服务；通过合作模式开展行车安全、生活娱乐等合作服务，为保障优质服务，需要优选服务提供商开展技术合作、服务合作。

4　结语

本文针对电动汽车车联网运营服务平台建设方案进行了分析与探讨，并结合电动汽车充换电信息服务具体需求，对车辆网运营服务共享平台的建设提出设想和建议，同时通过对车联网服务运营平台的建设模式对比分析得出综合服务模式符合车辆网服务市场战略布局，有利于电动汽车产业的发展。通过该车联网运营服务平台建设方案探讨的工作，对电动汽车车联网建设具有指导意义。

参考文献

[1]来广志.基于物联网的电动汽车车联网模式研究[J].陕西电力，2014，42（11）：26-28. LAI Guangzhi. Internet of things based networking mode for e1ectric vehic1es[J]. Shaanxi E1ectric Power，2014，42（11）：26-28（in Chinese）.

[2]赵兴勇，赵艳秋.智能电网框架下电动汽车充电设施建设研究[J].电网与清洁能源，2012，28（11）：61-64. ZHAO Xingyong，ZHAO Yanqiu. Research on charging infratructure 1ayout for e1ectric vehic1es[J]. Power System and C1ean Energy，2012，28（11）：61-64（in Chinese）.

[3]李敏，苏小林，阎晓霞，等.电动汽车有序充放电控制与利用研究新进展[J].电网与清洁能源，2014，30（6）：70-75. LI Min，SU Xiao1in，YAN Xiaoxia，et a1. New deve1oP-ments of the coordinated charging and discharging contro1 for P1ug in e1ectric vehic1es[J]. Power System and C1ean Energy，2014，30（6）：70-75（in Chinese）.

[4]王桂荣，苏锦辉，赵敏，等.中外发展低碳经济的比较分析[J].节能技术，2012，30（175）：458-460. WANG Guirong，SU Jinhui，ZHAO Min，et a1. ComParison ana1ysis of the 1ow carbon economic deve1oPment between Chinese and foreign countries[J]. Energy Conservation Techno1ogy，2012，30（175）：458-460（in Chinese）.

[5]刘俊杰，李树林，范浩杰，等.情景分析法应用于能源需求与碳排放预测[J].节能技术，2012，30（171）：70-75. LIU Junjie，LI Shu1in，FAN Haojie，et a1. Energy demand and carbon emissions forecasting by the method of scenario ana1ysis[J]. Energy Conservation Techno1ogy，2012，30 （171）：70-75（in Chinese）.

[6]林伯强.中国能源战略调整和能源政策优化研究[J].电网与清洁能源，2012，28（1）：1-3. LIN Boqiang. Research on China’s energy strategies adjus-tment and energy Po1icy oPtimization[J]. Power System and C1ean Energy，2012，28（1）：1-3（in Chinese）.

[7]杨春，王灵梅，刘丽娟.电力工业节能减排政策及现状分析[J].节能技术，2010，28（161）：232-235. YANG Chun，WANG Lingmei，LIU Lijuan. Current status of energy-saving and emission-reduction in e1ectric Power industry[J]. Energy Conservation Techno1ogy，2010，28 （161）：232-235（in Chinese）.

[8]徐智威，胡泽春，宋永华，等.充电站内电动汽车有序充电策略[J].电力系统自动化，2012，36（11）：38-43. XU Zhiwei，HU Zechun，SONG Yonghua，et a1. Coordinated charging of P1ug -in e1ectric vehic1es in charging stations[J]. Automation of E1ectric Power Systems，2012，36（11）：38-43（in Chinese）.

[9]田立亭，史双龙，贾卓.电动汽车充电功率需求的统计学建模方法[J].电网技术，2010，34（11）：126-130. TIAN Liting，SHI Shuang1ong，JIA Zhuo. A statistica1 mode1 for charging Power demand of e1ectric vehic1es[J]. Power System Techno1ogy，2010，34（11）：126-130（in Chinese）.

[10]占恺峤，宋永华，胡泽春，等.以降损为目标的电动汽车有序充电优化[J].中国电机工程学报，2012，32（31）：11-18. ZHAN Kaijiao，SONG Yonghua，HU Zechun，et a1. Coordination of e1ectric vehic1e charging to minimize active Power 1osses[J]. Proceedings of the CSEE，2012，32（31）：11-18（in Chinese）.

[11]张谦，史乐峰，任玉珑，等.计及V2G备用服务的交易模式[J].中国电机工程学报，2012，32（31）：59-67. ZHANG Qian，SHI Lefeng，REN Yu1ong，et a1. The reserve trading mode1 considering vehic1e-to-grid reserve[J]. Proceedings of the CSEE，2012，32（31）：59-67（in Chinese）.

李洪峰（1978—），男，硕士，工程师，主要研究方向为电动汽车与电网互动相关技术研究；

唐宇（1979—），女，本科，工程师，主要研究方向为电动汽车充换电方案研究；

朱金大（1964—），男，硕士，研究员级高级工程师，主要研究方向为电动汽车与电网互动相关技术研究；

马少永（1973—），男，硕士，工程师，主要研究方向智能开关相关技术研究；

康振全（1976—），男，硕士，工程师，主要研究方向为智能电网相关技术研究。

（编辑徐花荣）

Fund Project：Major Projects of the Nationa1 High Techno1ogy Research and Deve1oPment of China（863 Program）（2011AA05A110）.

Dlscusslon on the Constructlon Scheme of Servlce Interactlon Platform for Electrlc Vehlcles

LI Hongfeng1，TANG Yu1，ZHU Jinda2，MA Shaoyong3，KANG Zhenquan1
（1. State Grid XJ GrouP CorPoration，Xuchang 461000，Henan，China；2. State Grid E1ectric Power Research Institute，Nanjing 210096，Jiangsu，China；3. TKXB CorPoration，Taian 271000，Shandong，China）

ABSTRACT：To meet the EV user’s requirement for charging/ reP1acing information service，this PaPer ProPoses some ideas and suggestions of the oPeration P1atform of the EV network，and through comParative ana1ysis of the construction Patterns of the EV service network，the PaPer works out the strategy 1ayout where the comPrehensive service Pattern is in conformity with the vehic1e network service market，which is conducive to the deve1oPment of e1ectric vehic1e industry. This service sharing P1atform is a comPrehensive service system by which the rea1-time，efficient and inte11igent service and management can be de1ivered. With this P1atform the dynamic and static information of the vehic1es in the network and road and other transPortation infrastructure can be identified effective1y through aPP1ication of wire1ess mobi1e communication，the Internet，sensor networks，sate11ite Positioning，PercePtion and contro1，massive data Processing and c1oud comPuting techno1ogy and with re1iance on the battery charging/reP1acing information. The construction of the oPeration and service sharing P1atform for the EV network with its 1arge sca1e he1Ps to Promote the deve1oPment of e1ectric vehic1e industry，and the P1atform can be wide1y used in safety driving，emergency rescue，transPortation service，traffic congestion re1ief and other fie1ds and it can be gradua11y extended to information，business services，house service and socia1 and other entertainment extending service fie1d to gradua11y form a new comPrehensive business eco1ogy.

作者简介：

收稿日期：2014-06-27。

基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）重大项目（2011AA05A110）。

文章编号：1674-3814（2016）01-0069-06

中图分类号：TM714

文献标志码：A