新能源汽车充电运营服务信息系统研究

温丽娟 张丰源

【摘 要】目前，全球对新能源汽车发展已经形成共识，各国都把新能源汽车作为战略制高点来考虑。我国在宏观政策的推动下，新能源汽车产业进入了快速发展阶段，充电设施建设也蓬勃发展。文章在分析新能源充电行业发展动态的基础上，提出了新能源汽车充电运营服务信息系统的功能需求和设计原则，并结合大数据处理相关技术，对新能源汽车充电运营服务系统的内容建设进行了系统研究。

【关键词】新能源汽车；充电运营服务信息系统；研究

【中图分类号】TP311.11；U469.72 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）09-0031-03

1 新能源汽车充电行业发展动态

受20世纪70年代全球爆发石油危机的影响，欧、美、日等地区和国家开始加强对新能源汽车的实践研究，并逐步建立了包括法律政策、战略发展、科学技术等各方面的理论体系。目前，世界各国都在加快建设各自的电动汽车充电设施，据美国派克研究公司预测，2017年全球充电站总量将达到770万个。

我国新能源汽车最早实践可追溯到20世纪90年代初，2001年电动汽车研究被列入“‘十五国家‘863计划重大专项”。在国家宏观政策的引导和推动下，我国新能源汽车产业由起步进入加速发展阶段。“十三五”期间，我国将成为世界最大的新能源汽车市场，成为世界新能源汽车的核心主战场。据预测，2017年我国充电设施市场规模将达到400亿元，至2020年将突破1 000亿元。

充电设施布局的分散性，使得汽车分享率先在电动汽车上实现，新能源汽车分时租赁初见成效。在“互联网+”背景下，充电桩作为能源大数据的获取窗口，对新能源运营服务系统进行应用研究显得非常重要。

2 运营服务信息系统的功能需求与设计原则

2.1 功能需求

2.1.1 企業层面服务

通过用户评价系统、充电桩运行自动监控系统，为生产商建立信用档案，督促充电桩生产商注重用户体验，提升品质增强核心竞争力。通过统一的数据接口可以为生产商、运营商、公共交通部门提供运维数据，形成充电桩供电流量数据、充电桩运行数据、财务分析报表等可视化报告，实时了解行业发展动态。

2.1.2 用户层面服务

以充电服务为核心的互联互通电动汽车智能服务体系，应包含电动汽车用户信息化服务、充电设施运营管控服务、移动便捷支付服务、智能快速充电服务等关键的服务和功能模块，满足用户对充电网点、充电设施的智能化选择，全面支持市场化的电动汽车运营及智能服务。

2.2 设计原则

2.2.1 兼容性原则

系统能够支持各类硬件和网络系统，对各新能源汽车、充电设施的制造商、运营商及终端用户做出统一的规范和要求，对各APP等软件系统提供的基本服务制定规范与标准，从而能够互联互通、兼并共享。

2.2.2 安全性原则

系统需具有高度的安全性和保密性，可防止过载、断电、雷击等情况，并能够有效地防病毒侵袭、防黑客攻击及其他人为破坏。系统对接入装置、设备及用户要进行严格认证，对关键数据、程序模块有备份，有较强的容错和系统恢复能力。

2.2.3 可扩展原则

在信息平台建设中坚持可扩展原则，能够更好地适应将来数据管理需求和不断扩展的增值服务。具体表现为硬件设备的功能扩展、新老系统的集成和稳定、业务功能的及时添加、扩展功能的低成本运行等。

3 运营服务信息系统的组织构建

3.1 运营服务信息系统的技术支撑

图1给出了搭建新能源汽车充电运营服务系统的技术支撑方案，结合大数据平台的核心思想，采用分层构建方式，将系统自底向上分为数据来源层、数据层、逻辑层和表现层。整个架构综合了从数据的生产、组织、存储、查询、分析到服务的一系列过程，可为智能充电服务系统的构建提供参考。

3.1.1 数据来源

信息技术具有高渗透性和高集成性特征。随着国家政策的引导和支持，大量新能源充电汽车和充电设施投入使用，为信息系统的建设提供了大量的数据。各充电设施自助服务终端、刷卡支付系统、传感器、GPS、车载设备等都是主要数据来源。通过对这些数据的采集、汇聚、融合，为构建全民开放、全城联网的运营服务信息系统奠定基础。

3.1.2 数据层集成

充电运营服务信息系统管理数据的多元异构性是其主要特征。从组成角度看，海量的大数据包括结构化、半结构化和非结构化。对于海量的数据集成方法，从体系结构的实现角度出发，主要有联邦数据库、中间件技术及数据仓库技术。

3.1.3 逻辑层集成

在数据平台中，逻辑层是实现充电运营服务系统信息共享的核心层次。通过这个层面的优化设计，帮助实现信息发布、充电预约、智能提醒、优化导引、多支付应用等智能服务，以及集中监控、运营管理、计量计费、有序充电、数据处理等多种应用。

3.1.4 表现层集成

运营服务信息系统表现层是直接面对用户的界面集，用户利用电脑、平板、手机等终端通过浏览器、APP等应用程序，以可视化的界面浏览、查询需求信息。该层负责使用者与整个系统的交互，一般由外观界面、表单控件、界面框架等部分构成。

3.2 运营服务信息系统的内容建设

充电运营信息系统的建设对于智慧城市、智能小区建设中将发挥着数据采集分析、资源优化配置等重要作用。图2给出了新能源充电运营服务信息系统的内容建设。

3.2.1 面向运营商的运营管理子系统

运营商基于“云服务”的大数据分析，将聚焦提升运营能力。电动汽车充电状态可以从时间、空间、能量3个维度进行描述，通过允许或禁止用户预约来引导用户选择充电时间和地点。系统可以提供每个充电站、充电桩的有效利用时间、充电需求人数、峰谷利用率、平均充电周期等内容，并形成详细的数据分析报告，从而建立科学的定价体系。通过“24×7×365”的“无人值守、自助操作、远程监控”管理模式，及时开展故障维修。基于运营商发展战略，建立以大数据分析、智能管理为支撑的系统，协助运营商提升盈利能力。

3.2.2 面向用户的运营服务子系统

以提升用户体验为目标，提供各种便利服务。用户通过搜索附近可以使用的充电站、充电桩，可对接各运营商接口提供的智能导航服务。用户可以随时安排、取消、变更充电流程，自由控制启动、停止、锁定和解锁等功能。用户也可以享受公共交通系统、充电桩充电服务、新能源增值服务等综合服务，享受多位一体的便捷消费，同时有多种支付方式可供选择。基于用户需求层次，注重用户体验，在提高产品质量的基础上，强调产品的软价值。

3.2.3 面向第三方的智能服务大平台

随着商业模式的不断延伸和扩展，将充电桩建设和休闲服务商业圈相结合是未来市场发展的趋势。围绕着充电“2小时”，配套健身、购物、休闲等功能，从而提高充电服务黏性和增值性。而且，交管部门需要实时掌握交通参数，电力部门需要了解用电情况以合理配置电网，发展和改革委员会等部门需要根据数据科学规划新能源开发。基于以上情况，该系统需相应地具有面向第三方的管理功能，从而为相关部门提供综合服务信息。

4 展望

充电桩建设与新能源汽车互为正反馈，国家按照“桩站先行”原则，以充电桩建设引导新能源汽车产业发展。通过对新能源汽车充电服务运营系统的研究，可以帮助解决充电接口标准不统一、充电桩布局不合理等问题。但当前还有很多瓶颈和困难，如充电盈利模式尚不成熟，PPP方式还需要实践检验等。因此，新能源汽车充电运营服务系统建设还需要进一步研究和完善。

参 考 文 献

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[责任编辑：钟声贤]