CN104239737A - 一种充换电站车辆监控系统的数值修正方法 - Google Patents

一种充换电站车辆监控系统的数值修正方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种充换电站车辆监控系统的数值修正方法,属于充换电站技术领域。本发明对监控系统中数据采集过程中无法避免的数据异常和误差进行修正,首先根据对应的修正业务,以及修正值算法,计算出对应的修正值,再根据数据采集表读数累加求和得到数据表的累计真实值。本发明通过对充换电站监控系统中的车辆表读数的修正,消除了由于车辆底数、表损坏和业务逻辑造成的表读数与真实值的异常差错,从而解决监控系统中采集到的表读数数据存在错误和异常的问题,通过修正系统的修正可以高度提升表数据的准确性和有效性。同时为充换电站车辆监控系统对数据的监测和统计提供有利的数据保障。

Description

一种充换电站车辆监控系统的数值修正方法
技术领域
本发明涉及一种充换电站车辆监控系统的数值修正方法,属于充换电站技术领域。
背景技术
车辆监控系统对于数据的准确性的要求是很高的,一旦车辆的表读数出现异常,在实际车辆监控系统应用中,就会出现无法正常的监测或统计车辆的里程、正向电量和反向电量的表读数的情况。如果从车辆本身上采集到的数据就存在准确性问题,那么对于车辆的统计也就完全没有实际意义,数据的有效性也就无从谈起。例如,车辆监控中的里程表读数是计算车辆总行驶里程以及每次换电后的车辆续航里程的关键数据,如果出现里程表损坏后的更换时,更换后本次换电时的里程表读数就会由实际值变为一个很小的底数(新的里程表一般都是接近0的数据)。而通常情况下车辆的本次行驶里程的计算方式为:
Ot=Om1-Om2.
其中Ot为本次里程;Om1为本次换电时的里程表读数;Om2为上次换电时的里程表读数。
可见,由于换表导致本次换电时的里程表读数Om1异常时必然会导致车辆的本次里程Ot出现计算的异常。
与此同时由于换表出现的总行驶里程就问题更大了:
Oall=Om1-Om2.
其中Oall为总行驶里程;Om1为本次换电时的里程表读数;Om2为车辆里程表底数;
由此可见,当Om1异常时,总行驶里程的统计就完全失效了。
而且影响车辆监控系统中数据准确性的因素种类繁多,有车辆各表底数、表由于损坏而后修复导致的计数漏计、表更换导致的数据归零、由于业务导致的表非正常运营计数无效以及其他情况。
同时影响车辆监控系统中数据准确性的因素有些是无法避免的,例如底数是一辆新录入监控系统的车辆的里程表或者正反向电量表在录入时的表读数数据。一般来说新车录入车辆监控系统,在开始受到车辆监控系统监视时,里程或者电量表读数都会有一个很小的基数,一般都是一个接近于0的新车出厂数据,我们称这种数据为车辆里程的底数。这个底数一般都是由于车辆在出厂测试、运输或者销售过程中形成的一个较小的数据,这都是无法避免的。
因此通过以上表述可以明白,车辆监控系统会因为某些无法抗拒的因素(表更换、表损坏、表底数)都会导致车辆监控系统的统计异常。
发明内容
本发明的目的是提供一种充换电站车辆监控的数值修正方法,以解决现有监控系统中采集到表读数数据存在错误和异常的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种充换电站车辆监控系统的数值修正方法,该修正方法包括以下步骤:
1)采集车辆表读数据的原始数据;
2)根据修正业务类型选择对应的修正值算法计算出各修正业务对应的修正值;
3)将各修正值进行累加,并与采集到车辆表读数据进行求和得到数据即为表读数据的累积真实值。
所述车辆表读数据指的是车辆里程表、正向电量表和反向电量表的表本身读数数据,是直接从车辆上采集到的读数值。
所述步骤2)中的修正业务类型包括新增底单业务、电量修正业务、里程修正业务、电表更换业务、里程表更换业务和整车充电业务,
所述新增底单业务是指对车辆投入运行时的车辆里程表、正向电量表和反向电量表的表读数据进行归零修正,以保证每辆车在投入运营时各项累计值都为0;
所述电量修正业务是指对电表出现漏计或者电表数值漂移的数据根据正向电量、行驶里程和能耗比的关系进行修正;
所述里程修正业务是指对里程表出现漏计或者里程表数值漂移的数据根据正向电量、行驶里程和能耗比的关系进行修正;
所述电表更换业务是指更换电表时对新、旧电表的差值数据进行弥补修正;
所述里程表更换业务是指更换里程表时对新、旧里程表的差值数据进行弥补修正;
所述整车充电业务是指在由于运营期间的电车充电,对正常的业务逻辑引发的反向电量计量的异常进行修正。
所述电量修正业务的修正公式为:
Pa=Ott-Pt
其中Pa为正向电量修正值,Ot为本次里程,ξt为能耗比,Pt为本次正向电量;
所述里程修正业务的修正公式为:
Oa=Ptt-Ot
其中Oa为里程修正值,Pt为本次正向电量,ξt为近期能耗比,Ot为本次里程。
所述修正公式中能耗比的计算公式如下:
A)根据车辆历次换电情况,获取最近n次中每次的正向电量Pi和行驶里程Oi,i=0,1,…n;
B)根据正向电量、行驶里程和能耗比的关系,构造拉格朗日插值多项式,Ln(x),
L n ( x ) = Σ i = 0 n f ( x i ) Π j = 0 j ≠ i n ( x - x i ) ( x i - x j )
其中xi对应于Oi,f(xi)对应于Pi,i=0,1,…n;
C)根据步骤A)获取的n个正向电量和行驶里程,求出每一点(Oi,Pi)的能耗比ξi
所述电表更换业务的修正公式为:
Pa=Pm1-Pm2
Na=Nm1-Nm2
其中Oa为里程修正值,Pa为正向电量修正值,Pm1为换表前正向电量读数,Pm2为换表后正向电量读数,Na为反向电量修正值,Nm1为换表前反向电量读数,Nm2为换表后反向电量读数。
所述里程表更换业务的修正公式为:
Oa=Om1-Om2
其中Oa为里程修正值,Om1为换表前里程表读数,Om2为换表后里程表读数。
所述整车充电业务的修正公式为:
Na=Nm1-Nm2
其中Na为反向电量修正值,Nm1为整车充电前反向电量读数,Nm2为整车充电后反向电量读数。
其特征在于,所述步骤3)中表度数据累积真实值的计算公式如下:
Oall=ΣOa+Om
Pall=ΣPa+Pm
Nall=ΣNa+Nm
其中Oall为里程累计值,Oa为里程修正值,Om为里程表读数,Pall为正向电量累计值,Pa为正向电量修正值,Pm为正向电量表读数值,Nall为反向电量累计值,Na为反向电量修正值,Nm为反向电量表读数值。
本发明的有益效果是:本发明对监控系统中数据采集过程中无法避免的数据异常和误差进行修正,首先根据对应的修正业务,以及修正值算法,计算出对应的修正值,再根据数据采集表读数累加求和得到数据表的累计真实值。本发明通过对充换电站监控系统中的车辆表读数的修正,消除了由于车辆底数、表损坏和业务逻辑造成的表读数与真实值的异常差错,从而解决监控系统中采集到的表读数数据存在错误和异常的问题,通过修正系统的修正可以高度提升表数据的准确性和有效性。同时为充换电站车辆监控系统对数据的监测和统计提供有利的数据保障。
附图说明
图1是本发明充换电站车辆监控的数值修正方法的流程图;
图2是修正值系统的结构示意图;
图3是修正值系统与监控系统的关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明针对监控系统中的数据采集过程中无法避免的数据异常和误差进行修正,如图1所示,首先根据对应的修正业务类型,选择相应的修正值算法,计算出对应的修正值,再根据数据采集表读数累加求和得到数据表的累计真实值。从而可以准确的获取并统计车辆的相关信息。
车辆的表一般指里程表、正向电量表和反向电量表。表读数数据是指车辆里程表、正反向电量表的表本身读数数据,是直接从车辆上采集到的读数值,具体分别为里程表读数Om(km)、正向电量表读数Pm(kWh)和反向电量表读数Nm(kWh)。
表累计值数据是指由于表的读数数据无法准确反映车辆真实的表读数数据,本着保持原始采集数据的原始不变性的原则,提出的一个抽象数据值,这个数据值是由表读数数据和所有修正值数据累加得到的,在车辆监控系统中代表车辆运行的真实值数据,具体分别为里程累计值Or(km)、正向电量累计值Pr(kWh)和反向电量累计值Nr(kWh)。
本次里程Ot(km)是指车辆在一次换电过程中所行驶的里程。
本次正向电量Pt(kWh)是指车辆在一次换电过程中所消耗的正向电量。
本次反向电量Nt(kWh)是指车辆在一次换电过程,在行驶期间由于反向充电形成的电量。
底数是一辆新录入系统的车辆的里程表或者正反向电量表在录入系统时的表读数数据。
修正值是当车辆的表读数数据出现异常时,对表读数数据加上一个对应的修正量,从而保证表的累计值是准确而有效的。这样的一个修正量我们称为修正值,修正值可以有多个,即同一个车辆的同一个表可以经过多次修正,具体分别为里程修正计值Oa(km)、正向电量修正值Pa(kWh)和反向电量修正值Na(kWh)。
能耗比:每个车辆都会有不同的能耗比ξ(kWh/km),能耗比反映了车辆每公里的耗电量。能耗比根据运行时间长短分为单次换电能耗比、车辆投运总能耗比以及近期能耗比等多种类型。能耗比计算公式如下:
ξt=Pt/Ot
其中:
ξt为本次能耗比;Pt为本次正向电量;Ot为本次行驶里程。
该方法的具体实施过程如下:
1.选择修正业务类型
修正业务类型如图2所示,包括新增底单业务、电量修正业务、里程修正业务、电表更换业务、里程表更换业务、整车充电业务和其它修正业务。
新增底单业务是为了解决车辆投运时车辆里程表、正向电量表和反向电量表存在一个基数的问题,由于新投运的车辆的各个表读数并不一定为0,这样必然给车辆统计带来一定的误差,底单业务可以很好的修正由于新车基数带来的总行驶里程、总正向电量和总反向电量计量不准的问题。
电量修正业务是为了解决车辆运行过程中电表发生损坏,在重新恢复电表功能之前这段期间内正向电量漏计的问题,由于电表损坏,无法正常计量车辆行驶的耗电量,会造成车辆正向电量计量的误差,使用电量修正业务可以根据能耗比来修正这部分电量计算的误差。
里程修正业务是为了解决车辆运行过程中里程表发生损坏,在重新恢复里程表功能之前这段期间内里程漏计的问题,由于里程表损坏,无法正常计量车辆行驶的行驶里程,会造成车辆行驶里程计量的误差,使用里程修正业务可以根据能耗比来修正这部分里程计算的误差。
电表更换业务是为了解决电表发生损坏更换时,导致电表读数发生变化,从而导致电量统计出现异常的问题,通过对新旧电表的读数进行记录,经过修正值业务修正后,可以消除新旧电表更替带来的电量统计的异常。
里程表更换业务是为了解决里程表发生损坏更换时,导致里程表读数发生变化,从而导致里程统计出现异常的问题,通过对新旧里程表的读数进行记录,经过修正值业务修正后,可以消除新旧里程表更替带来的里程统计的异常。
整车充电业务解决的是由于运营期间的电车充电,正常的业务逻辑引发的反向电量计量的异常。充电过程中的反向电量,并不是车辆正常行驶中形成的反向电量,因此不应当作为反向电量来计算,需要将这一部分充电的电量修正掉。使用整车充电修正值业务后,可以完美的解决这种充电业务带来的数据计量统计异常的问题。
其他修正业务存在的意义在于,由于现场运行情况多变,业务逻辑也随时发生的各种各样的变化,对于那些偶发特殊的表数据计量的异常情况,使用其他修正业务就很好的弥补了各类业务所不能涵盖的特殊情况,是修正值业务体系的一种辅助手段。
2.计算各个业务类型对应的修正值
1)新增底单业务是指当车辆开始接受车辆监控系统监视时,车辆投入运行时的车辆里程表、正向电量表和反向电量表的表读数数据。这三个数据共同构成了车辆的底单。
由于车辆的底单数据并非是车辆运行产生的数据,因此需要进行归零修正,也就是保证每辆车在投入运营时各项累计值(里程、正反向电量)都是0。
修正公式:
Oa=0-Om
Pa=0-Pm
Na=0-Nm
其中:
Oa为里程修正值,Om为里程表底数,Pa为正向电量修正值,Pm为正向电量表底数,Na为反向电量修正值,Nm为反向电量表底数。
2)电量修正业务是指当电表出现漏计或者电表数值漂移而导致的电量统计偏少或者偏大的情况,需要对电表漏计的那部分数据进行修正。常见情况为电表损坏,计数停止,当电表修好后电表继续计数。
对于这种情况由于无法直接得知电表漏计的数据,而需要根据本车的近期能耗比进行近似估计。本次里程乘以能耗比可近似为车辆这次换电的全部本次正向电量,假设车辆电表的漏计是从本次运行中的某一时刻开始漏计的,而监控系统中采集到的是电表漏计之前的本次正向电量,两者之差就是我们需要修正的修正值。
修正公式:
Oa=0
Pa=Ott-Pt
Na=0
其中Oa为里程修正值,Pa为正向电量修正值,Ot为本次里程,ξt为近期能耗比,Pt为本次正向电量,Na为反向电量修正值。
3)里程修正业务是指当里程表出现漏计或者里程表数值漂移而导致的里程表统计偏少或者偏大的情况,需要对里程表漏计的那部分数据进行修正。常见情况为里程表损坏,计数停止,当里程表修好后里程表继续计数。
对于这种情况由于无法直接得知里程表漏计的数据,而需要根据本车的近期能耗比进行近似估计。本次正向电量/能耗比就近似为车辆这次换电的全部本次行驶里程,假设车辆里程表的漏计是从本次运行中的某一时刻开始漏计的,而监控系统中采集到的是里程表漏计之前的本次行驶里程,两者之差就是我们需要修正的修正值。
修正公式:
Oa=Ptt-Ot
Pa=0
Na=0
其中Oa为里程修正值,Pt为本次正向电量,ξt为近期能耗比,Ot为本次里程,Pa为正向电量修正值,Na为反向电量修正值。
根据电量修正业务和里程修正业务的修正计算公式,修正值计算的最关键因素是是能耗比ξ,在以前通常的系统运行中,能耗比ξ都是根据经验近似估计出的一个值,但是这样的估计有较大的误差,原因有三:
第一,每辆车自身情况(质量、轮胎等)和驾驶员驾驶情况不同,能耗比是不同的,使用同一个经验的能耗比ξ显然是不够准确的。
第二,车辆在运行过程中,随着车辆的使用,车辆使用初期(新车),中期,末期(旧车),其车况都在不同的进行变化,因此,能耗比ξ也在随着变化。
第三,车辆的运行严重的收到季节的影响:夏天炎热,空调开启,路面干燥;秋天多雨,路面湿滑;冬天寒冷,空调供热等等这些原因都会导致车辆里程不同,能耗比ξ也会不同。
因此一个准确的能耗比ξ的估计是非常必要的,根据这种情况,结合电动汽车充换电站的实际运行情况,本发明提出了一个独创的估算能耗比ξ的方法。
首先,根据数据库中的车辆历次换电情况,获取最近n次的正向电量和行驶里程,这里以7次为例。其中第i次正向电量为Pi,第i次行驶里程为Oi,其中i=0~6。
正向电量、行驶里程和能耗比的函数公式为:
Pn=ξf(On)
根据上述公式可构造7个互异点上的不超过6次的差值多项式,也就是拉格朗日(Lagrange)插值多项式,记为Ln(x),即
L n ( x ) = Σ i = 0 n f ( x i ) Π j = 0 j ≠ i n ( x - x i ) ( x i - x j )
由于7个点完全满足精度要求,因此简化为:
L 6 ( x ) = Σ i = 0 6 f ( x i ) Π j = 0 j ≠ i 6 ( x - x i ) ( x i - x j )
其中xi对应于Oi,f(xi)对应于Pi根据7个数据点(Oi,Pi),i=0,1,…6,可以得到Pn和On的多项式关系式。此时,可以求出每一点(Oi,Pi)的能耗比ξi。同时也可以直接根据该公式,给出On计算Pn,或者给出Pn计算On,n为任意其他点。
接下来为了整个系统其他模块使用方便,可以根据上述公式1,计算出所需的能耗比,记为该车近期能耗比ξt
4)电表更换业务是指当电表出现损坏,无法修复,只能更换电表时导致的电表读数归零的情况,需要对新旧电表的差值数据进行弥补修正。常见情况为电表损坏,需要更换,电表数据近似归零(也许新电表存在一个底数),更换电表后电表继续计数。
对于这种情况,换表的工作人员会记录下新旧电表的数据值,从而可以准确的对换表导致的表数据异常进行修正。新旧电表的差值就是我们需要修正的正反向电量电表值。
修正公式:
Oa=0
Pa=Pm1-Pm2
Na=Nm1-Nm2
其中Oa为里程修正值,Pa为正向电量修正值,Pm1为换表前正向电量读数,Pm2为换表后正向电量读数,Na为反向电量修正值,Nm1为换表前反向电量读数,Nm2为换表后反向电量读数。
5)里程表更换业务是指当里程表出现损坏,无法修复,只能更换里程表时导致的里程表读数归零的情况,需要对新旧里程表的差值数据进行弥补修正。常见的情况为里程表损坏,需要更换,里程表数据近似归零(也许新里程表存在一个底数),更换里程表后里程表继续计数。
对于这种情况,换表的工作人员会记录下新旧里程表的数据值,从而可以准确的对换表导致的表数据异常进行修正。新旧里程表的差值就是我们需要修正的里程表值。
修正公式:
Oa=Om1-Om2
Pa=0
Na=0
其中Oa为里程修正值,Om1为换表前里程表读数,Om2为换表后里程表读数,Pa为正向电量修正值,Na为反向电量修正值。
6)整车充电业务其属于业务修正的一种,电表本身的计量并没有问题,而是由于对车辆进行整车充电过程中时,车辆的反向电量电表会误认为是车辆的行驶中的反向充电电量,会自动对充电电度进行计数,而其实车辆本身并没有运行,只是进行正常充电而已。这是由于车辆本身设计的电路问题导致的。对于这种业务上的问题导致车辆反向电量无法正确反应车辆的真实行驶中产生的反向电量的问题,也同样可以通过修正值体系完美解决。
在整车充电前后,工作人员会例行对整车充电前后的反向电量读数进行记录。整车充电完毕后,在系统中对由于整车充电产生的反向电量进行修正,这样可以保证反向电量的准确性。
修正公式:
Oa=0
Pa=0
Na=Nm1-Nm2
其中Oa为里程修正值,Pa为正向电量修正值,Na为反向电量修正值,Nm1为整车充电前反向电量读数,Nm2为整车充电后反向电量读数。
7)其他修正业务的含义是:对于修正值来说,也许还存在不属于以上各类的某些特殊情况,需要对车辆的某些表数据进行修正,对于这些特殊的原因需要修正,则归类为其他修正业务的情况。
这些修正值直接由系统录入的工作人员手工填录,作为一种补充修正的方式。
修正公式:
Oa=Oa
Pa=Pa
Na=Na
其中Oa为里程修正值,Oa'为手工录入里程修正值,Pa为正向电量修正值,Pa'为手工录入正向电量修正值,Na为反向电量修正值;Na'为手工录入反向电量修正值。
3.计算修正累加值
根据修正值的类型以及各个修正值的计算方法,对于修正值的使用主要在计算表的累计值上,通过修正的表累计值在系统中认为是车辆表的运营的真实值,车辆监控系统可以基于已经修正后的累计值来进行监测和数据统计,从而可以准确的获取并统计车辆的相关信息,如图3所示。累计值的计算公式如下:(以指定的一辆车为例)
Oall=ΣOa+Om
Pall=ΣPa+Pm
Nall=ΣNa+Nm
其中Oall为里程累计值,Oa为里程修正值,Om为里程表读数值,Pall为正向电量累计值,Pa为正向电量修正值,Pm为正向电量表读数值,Nall为反向电量累计值,Na为反向电量修正值,Nm为反向电量表读数值。
注:对于修正值求和的时间范围来说,如果需要获取历史中某一时刻的累计值,则求和范围为历史时刻之前的所有修正值。

Claims (9)

1.一种充换电站车辆监控系统的数值修正方法,其特征在于,该修正方法包括以下步骤:
1)采集车辆表读数据的原始数据;
2)根据修正业务类型选择对应的修正值算法计算出各修正业务对应的修正值;
3)将各修正值进行累加,并与采集到车辆表读数据进行求和得到数据即为表读数据的累积真实值。
2.根据权利要求1所述的充换电站车辆监控系统的数值修正方法,其特征在于,所述车辆表读数据指的是车辆里程表、正向电量表和反向电量表的表本身读数数据,是直接从车辆上采集到的读数值。
3.根据权利要求1所述的充换电站车辆监控系统的数值修正方法,其特征在于,所述步骤2)中的修正业务类型包括新增底单业务、电量修正业务、里程修正业务、电表更换业务、里程表更换业务和整车充电业务,
所述新增底单业务是指对车辆投入运行时的车辆里程表、正向电量表和反向电量表的表读数据进行归零修正,以保证每辆车在投入运营时各项累计值都为0;
所述电量修正业务是指对电表出现漏计或者电表数值漂移的数据根据正向电量、行驶里程和能耗比的关系进行修正;
所述里程修正业务是指对里程表出现漏计或者里程表数值漂移的数据根据正向电量、行驶里程和能耗比的关系进行修正;
所述电表更换业务是指更换电表时对新、旧电表的差值数据进行弥补修正;
所述里程表更换业务是指更换里程表时对新、旧里程表的差值数据进行弥补修正;
所述整车充电业务是指在由于运营期间的电车充电,对正常的业务逻辑引发的反向电量计量的异常进行修正。
4.根据权利要求3所述的充换电站车辆监控系统的数值修正方法,其特征在于,所述电量修正业务的修正公式为:
Pa=Ott-Pt
其中Pa为正向电量修正值,Ot为本次里程,ξt为能耗比,Pt为本次正向电量;
所述里程修正业务的修正公式为:
Oa=Ptt-Ot
其中Oa为里程修正值,Pt为本次正向电量,ξt为近期能耗比,Ot为本次里程。
5.根据权利要求4所述的充换电站车辆监控系统的数值修正方法,其特征在于,所述修正公式中能耗比的计算公式如下:
A)根据车辆历次换电情况,获取最近n次中每次的正向电量Pi和行驶里程Oi,i=0,1,…n;
B)根据正向电量、行驶里程和能耗比的关系,构造拉格朗日插值多项式,Ln(x),
L n ( x ) = Σ i = 0 n f ( x i ) Π j = 0 j ≠ i n ( x - x i ) ( x i - x j )
其中xi对应于Oi,f(xi)对应于Pi,i=0,1,…n;
C)根据步骤A)获取的n个正向电量和行驶里程,求出每一点(Oi,Pi)的能耗比ξi
6.根据权利要求5所述的充换电站车辆监控系统的数值修正方法,其特征在于,所述电表更换业务的修正公式为:
Pa=Pm1-Pm2
Na=Nm1-Nm2
其中Oa为里程修正值,Pa为正向电量修正值,Pm1为换表前正向电量读数,Pm2为换表后正向电量读数,Na为反向电量修正值,Nm1为换表前反向电量读数,Nm2为换表后反向电量读数。
7.根据权利要求6所述的充换电站车辆监控系统的数值修正方法,其特征在于,所述里程表更换业务的修正公式为:
Oa=Om1-Om2
其中Oa为里程修正值,Om1为换表前里程表读数,Om2为换表后里程表读数。
8.根据权利要求7所述的充换电站车辆监控系统的数值修正方法,其特征在于,所述整车充电业务的修正公式为:
Na=Nm1-Nm2
其中Na为反向电量修正值,Nm1为整车充电前反向电量读数,Nm2为整车充电后反向电量读数。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的充换电站车辆监控系统的数值修正方法,其特征在于,所述步骤3)中表度数据累积真实值的计算公式如下:
Oall=ΣOa+Om
Pall=ΣPa+Pm
Nall=ΣNa+Nm
其中Oall为里程累计值,Oa为里程修正值,Om为里程表读数,Pall为正向电量累计值,Pa为正向电量修正值,Pm为正向电量表读数值,Nall为反向电量累计值,Na为反向电量修正值,Nm为反向电量表读数值。
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