一种基于物联网技术的复杂路况电动汽车搜救系统及方法
技术领域
本发明涉及电动汽车充放电装置技术领域,尤其涉及一种基于物联网技术的复杂路况电动汽车搜救系统及方法。
背景技术
物联网作为通信、信息、传感、自动化等技术的融合,具有全面感知、可靠传递和智能处理的特征。全面感知就是让物品会说话,将物品信息进行识别。并通过网络传输后台,进行信息共享和管理。可靠传递指信息通过现有的通信网络资源进行实时可靠传输。智能处理就是通过后台的庞大系统来进行智能分析和管理。真正达到人与物的沟通、物与物的沟通。
电动汽车安全和物联网是目前学界与业界的两个研究热点,两者有着非常紧密的联系:第一电动汽车行业作为物联网的重要应用领域,可实现物联网技术不同程度的应用;第二,物联网技术是电动汽车行驶过程中信息采集的重要支撑技术,提升电动汽车在行驶中的追踪能力。
目前国内很少有针对电动车的应急搜救系统,尤其是高速公路等复杂路况上的搜救更少。既使已有研发的应急搜救设备,面向如高速公路的复杂路况仍缺乏通用性,由于高速公路占地面积大,应急搜救设备使用起来缺乏便捷性和灵活性。同时目前国内没有完善的应急搜救服务体系,救援服务能力差。因此需要在应急救援设备通用性、便捷性上展开研究,提升应急搜救体系服务能力。
对于高速公路等复杂路况的电动汽车搜救救援,由于现场路面情况复杂,电动汽车在高速公路出现问题后,如果不能及时得到救援,很可能存在诸多安全隐患,高速公路车辆救援对于保障高速公路的安全畅通也具有重要作用。
因此针对电动汽车的高速公路等复杂路况应急搜救需求,建立一体化标准化的应急搜救系统是十分必要的,建立具有紧凑型、模块化的设计布局方案的电动汽车搜救系统,具有十分重要的实践意义和价值。
发明内容
本发明为了解决上述问题,提出了一种基于物联网技术的复杂路况电动汽车搜救系统及方法,本发明利用物联网技术,解决高速公路等复杂情况下对待救援车辆的搜救问题。通过本发明的研究,可以有效改进和提升电动汽车运行效果,具有良好的社会效益。
本发明的第一目的是提供一种基于物联网技术的复杂路况电动汽车搜救系统,该系统以设置于电动汽车上的物联网节点为基础,通过预估电动汽车的运行状态,以确定搜救方案,特别适用于高速公路的复杂情况。
本发明的第二目的是提供一种基于物联网技术的复杂路况电动汽车搜救方法,本方法通过构建电动汽车运行状态评估算法模型,结合采集的电动汽车实时的运行参数,融合其他电动汽车事故常发事件原因,多角度全方位的对电车汽车的事故类型和搜救类型、级别进行甄别,以辅助搜救,可以有效改进和提升电动汽车运行效果,具有良好的社会效益。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种基于物联网技术的复杂路况电动汽车搜救系统,包括数据采集终端、通信网络和后台服务器,其中:
所述数据采集终端为多个,分别布设于各个电动汽车的物联网节点,被配置为采集电动汽车行驶实时数据;
所述通信网络,被配置为构成各个数据采集终端与后台服务器的连通路径,使数据采集终端采集的实时数据能够传输给后台服务器;
所述后台服务器,被配置为调用存储的电动汽车搜救模型以及电动汽车运行效果评估算法模型,结合各个电动汽车的实时数据,确定对应电动汽车的故障状态,配置搜救方案。
进一步的,所述搜救系统连接搜救控制中心,所述搜救控制中心包括应用服务器以及交互平台,所述应用服务器包括至少一台用于发布系统应用程序的服务器,用于中心系统的运行,所述应用服务器还包括与后台服务器的数据交互,并将分析结果通过交互平台发布至搜救人员或被救援车辆用户,根据后台服务器确定的搜救方案安排救援工作。
进一步的,所述搜救控制中心还包括前置服务器和GIS服务器,所述前置服务器包括至少一台用于充电设备数据采集的服务器,用于获取电动汽车行驶过程中运行数据的采集;所述GIS服务器包括至少一台用于GIS地图发布的服务器,根据所采集的经纬度坐标及行驶方向数据信息,实时获取电动汽车行驶过程中位置。
进一步的,所述数据采集终端采集的数据包括但不限于:电动汽车的运行状态、行驶速度、行驶方向、电池电压、电池电流、电池温度、SOC及电动汽车可提供的其他测量数据。通过采集各类电动汽车的运行参数,以实现对电动汽车的智能化识别、定位和监控。
进一步的,所述后台服务器,包括数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块、模型库模块、数据计算模块以及中央数据分析模块,其中:
所述数据采集模块,被配置为通过移动通讯网络连接各个数据采集终端,对接收的数据进行采集、管理、安全认证及日志服务,并交由数据存储模块进行存储;
所述数据处理模块,被配置为对数据进行清洗,提取有效信息,并将有效数据传输到数据计算单元模块中;
所述数据模型库模块,被配置为存储与电动汽车状态相适配的电动汽车搜救模型以及电动汽车出现抛锚的几率的评估算法模型,以确定搜救方案;
所述数据计算模块,被配置为调用数据模型库模块存储的计算模型,计算电动汽车运行状态数据指标结果,并将计算结果上传;
所述中央数据分析模块依据电动汽车运行状态数据分析电动汽车的运行效果,对被搜救车辆的事故类型进行判定。
进一步的,所述中央数据分析模块和数据计算模块与搜救控制中心通信,进行数据的共享与交互。
一种基于物联网技术的复杂路况电动汽车搜救方法,包括以下步骤:
(1)以电动汽车行驶过程中的状态参数和车辆报警事项为评定条件,融合电动汽车的历史多发故障事件,运用专家系统建立电动汽车搜救模型,确定电动汽车各类事故以及对应的搜救类型;
(2)以电动汽车上的各个物联网节点为数据采集终端,实时采集电动汽车的行驶数据;
(3)以电动汽车行驶过程中所监测的各实时数据为依据,利用运行状态评估算法判断车辆是否发生事故,判断故障类型,同时,调用电动汽车搜救模型,确定对应的搜救类型,形成搜救方案。
进一步的,所述步骤(1)中,电动汽车的搜救模型包括主动式和被动式两种,主动式搜救模型以车辆行驶过程中的荷电状态、车辆报警事项为评定条件,融合其他电动汽车事故常发事件原因,建立专家模型算法库,判定车辆是否出现馈电行驶、电池衰退或过温过压事故;被动式搜救方案模型依据获得的被救援车辆用户的求救信息,结合该车辆采集的历史数据和实时数据,对汽车事故类型及搜救类型、级别进行甄别。
进一步的,利用电动汽车运行状态评估算法模型评判高速公路上行驶的电动汽车出现抛锚的几率,为主动式搜救方案提供判断标准。
进一步的,所述步骤(3)中,电动汽车搜救类型和搜救方案具体包括自救方案、主动搜救、被动搜救和监控搜救方案。
具体的,所述自救方案的过程为:
(a)依据电动汽车运行状态评估算法模型分析电动汽车的运行效果,判定得出车辆是否出现馈电行驶、电池衰退过快或过温过压事故,向电动汽车用户发布预警信息;
(b)电动汽车用户收到发布的预警信息后,及时调整驾驶行为,若个人不能处理,则发出求救信息,等待救援;
(c)接受收到求救信号后及时安排工作人员及应急充电救援装置前往事故地点进行救援。
具体的,所述主动搜救方案的过程为:
(i)依据运行状态评估算法模型分析电动汽车的运行效果,判定得出车辆是否出现馈电行驶、电池衰退或过温过压问题;
(ii)若通过分析得出车辆问题比较严重以及可能出现危及车辆驾驶员财产生命的问题,通过采集的车辆实时数据及GIS地图信息,确定车辆的行驶方向和位置;
(iii)确定的事故车辆位置及时通知周围待救援的车辆前往事故地点进行救援工作。
具体的,所述被动搜救方案的过程为:
I)接收电动汽车用户发出的求救信息后,查询该车辆采集的历史数据和实时数据,对汽车事故类型及搜救类型、级别进行甄别;
II)通过采集的车辆实时数据及GIS地图信息,确定车辆的行驶方向和位置;
III)根据确定的事故车辆位置及时通知周围待救援的车辆前往事故地点进行救援工作。
具体的,所述监控搜救方案的过程为:
(A)对接入的电动汽车进行实时监控,若出现电动汽车失去连接,在GIS地图上显示报警提示,并通过短信或电话方式进行确认;
(B)若该车辆用户及时回复,通过确认的信息判定是否进行救援工作;
(C)若需要救援,根据确定的事故车辆位置及时通知周围待救援的车辆前往事故地点进行救援工作;
(D)若该车辆用户未回复,查看该车辆最后出现的轨迹,根据确定的车辆轨迹及时通知周围待救援的车辆前往事故地点进行救援工作。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明采用物联网技术,利用云网络采集每辆电动汽车行驶过程中的数据,然后整合形成分析结果的特点,实现了分散数据的统一整合,利用了物联网技术进行海量数据的处理,解决了电动汽车数量不断增长对系统造成的影响。
(2)本发明能够分析高速公路电动汽车易发故障及影响高速公路电动汽车充电的因素,制定高速公路电动汽车应急搜救方案,更好地保障电动汽车在高速公路的安全运行。
(3)本发明能够有效解决高速公路电动汽车应急搜救问题,为高速公路电动汽车安全运行提供有效的保障,具有良好的社会效益。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的系统结构示意图;
图2为本发明的后台服务器结构示意图;
图3为本发明的搜救控制中心结构示意图;
其中,1.后台服务器,2.搜救控制中心,3.移动通讯网络,4.物联网节点,5.数据采集终端,6.电动汽车,7.数据采集模块,8.数据存储模块,9.数据处理模块,10.模型库模块,11.数据计算模块,12.中央数据分析模块,13.应用服务器,14.前置服务器,15.GIS服务器,16.交互平台,17.显示屏,18.信息收发单元,19.语音交互单元。
具体实施方式:
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的,现有技术中存在对于复杂路况,现有的电动汽车搜救救援并不适用的不足,为了解决如上的技术问题,本申请提出了一种基于物联网技术的复杂路况电动汽车搜救系统及方法。
本申请的一种典型的实施方式中,以高速公路为例进行说明,如图1所示,一种基于物联网技术的高速公路电动汽车搜救系统,其特征在于:包括后台服务器1、搜救控制中心2、数据采集终端5;
数据采集终端5可以采用专利“一种基于云服务器的数据采集装置”(专利号:ZL201210222064.7)的所描述的数据采集装置。所述云服务器采集装置即为布置在车辆上的物联网节点4,用于采集在高速公路上行驶的电动汽车6运行实时数据,所述数据采集装置5采集的数据包括但不限于:电动汽车的运行状态、行驶速度、行驶方向、电池电压、电池电流、电池温度、SOC及电动汽车可提供的其他测量数据,以实现智能化识别、定位、监控;
当然,数据采集终端5也可以使用其他类型的数据采集装置,只要能够进行实时采集电动汽车的行驶数据即可。
后台服务器1,包括数据采集模块7、数据存储模块8、数据处理模块9、模型库模块10、数据计算模块11以及中央数据分析模块12,所述数据采集模块7是数据采集的核心,负责完成数据采集、管理、安全认证及日志服务,是数据采集终端5通过移动通讯网络3进入数据采集模块7入口;
数据存储模块8用于与数据采集模块7的通信,用于存储各数据采集终端5采集的数据,并提供数据访问功能;
数据处理模块9用于对数据进行清洗,提取有效信息,并将有效数据传输到数据计算单元模块11中;
数据模型库模块10,用于存储高速公路电动汽车6搜救模型以及电动汽车运行效果评估算法模型;所述汽车搜救模型,是指平台根据电动汽车6不同救援类型所存储的搜救方案,包括主动式搜救方案、被动式搜救方案,进一步可细分为很多不同的救援类型。所述电动汽车运行效果评估算法模型,是指评判高速公路上行驶的电动汽车6出现抛锚的几率,为主动式搜救方案提供判断标准。
数据计算模块11与在线分析装置通过局域网络进行数据的交互,通过数据模型库模块10存储的计算模型计算电动汽车6运行效果数据指标结果,并将计算结果上传到搜救控制中心2;
中央数据分析模块12依据充电设施运行效果评估算法模型分析电动汽车6的运行效果,并将分析结果上传到搜救控制中心2;所述分析结果依据被搜救车辆的事故类型进行不同的情况判定。其中主动式救援根据采集车辆的SOC、行驶方向、速度、经纬度等实时数据信息,判定车辆续航里程,从而定位其位置,也包括根据采集电池电压、电池电流、电池温度及可提供的其他测量数据判定车辆出现行驶障碍的几率。其中被动式救援是指电动汽车用户发出的求救信号,根据求救信息采取不用的救援方案。
搜救控制中心2,包括应用服务器13、前置服务器14、GIS服务器15以及交互平台16,所述应用服务器13包括至少一台用于发布系统应用程序的服务器,用于中心系统的运行。所述应用服务器13还包括与后台服务器1的数据交互,并将分析结果通过交互平台16发布至搜救人员或被救援车辆用户,控制中心2根据方案安排工作人员和高速公路电动汽车一体化应急充电救援装置20进行救援工作;
高速公路电动汽车一体化应急充电救援装置20采用专利“一种高速公路电动汽车一体化应急充电救援系统及方法”(专利申请号:201611049029.4)的所描述的救援装置。
当然,也可以使用其他现有的应急救援装置或车辆等。
前置服务器14包括至少一台用于充电设备数据采集的服务器,用于获取电动汽车6行驶过程中运行数据的采集;
GIS服务器15包括至少一台用于GIS地图发布的服务器,根据所采集的经纬度坐标及行驶方向等数据信息,实时获取电动汽车行驶过程中位置;
交互平台16,用于与搜救人员或救援车辆用户进行信息交互的平台,包括显示屏17、信息收发单元18,语音交互单元19,用于定位用户具体位置、发布救援信息、发布救援方案等。
基于上述系统的救援方法,包括以下步骤:
步骤一,系统建模:主动式搜救方案模型:设计一套科学、完整,能够多角度、全方位反应电动汽车运行效果评估算法模型,是进行高速公路电动汽车主动式搜救的基础。该模型以车辆行驶过程中的荷电状态(SOC)、车辆报警事项等测量数据为评定条件,融合其他电动汽车事故常发事件原因,建立一套专家模型算法库,判定车辆是否出现馈电行驶、电池衰退、过温过压等常见事故。被动式搜救方案模型:依据获得的被救援车辆用户的求救信息,结合该车辆采集的历史数据和实时数据,对汽车事故类型及搜救类型、级别进行甄别。
步骤二,数据采集:采集装置即为布置在车辆上的物联网节点,采集在高速公路上行驶的电动汽车运行的实时数据,采集的数据包括但不限于:电动汽车的运行状态、行驶速度、行驶方向、电池电压、电池电流、电池温度、SOC及电动汽车可提供的其他测量数据,以实现智能化识别、定位、监控。
步骤三,数据储存:存储各数据采集终端采集的数据,并提供数据访问,并按车辆分类进行存储。
步骤四,数据处理:对采集的这部分数据进行分析和挖掘,并对数据进行清洗,提取有效信息,并将数据发送至后台服务器。
步骤五,智能分析决策:主动式搜救,以电动汽车行驶过程中所监测的各实时数据为依据,通过后台服务器得出判定结果,以此对该电动汽车进行主动式搜救工作。被动式搜救,依据获得的被救援车辆用户的求救信息,查询该车辆采集的历史数据和实时数据,对汽车事故类型及搜救类型、级别进行甄别,通过后台服务器得出判定结果,以此对该电动汽车进行被动式式搜救工作。
步骤六,搜救:搜救控制中心通过后台服务器得出的判定结果,形成高速公路电动汽车搜救方案。控制中心根据方案安排工作人员和高速公路电动汽车一体化应急充电救援装置进行救援工作。
所述步骤六高速公路电动汽车搜救方案还包括以下步骤:
预方案一:
a)后台服务器依据充电设施运行效果评估算法模型分析电动汽车的运行效果,判定得出车辆是否出现馈电行驶、电池衰退过快、过温过压等问题,通过搜救控制中心的交互平台向电动汽车用户发布预警信息。
b)电动汽车用户收到发布的预警信息后,及时调整驾驶行为。若个人不能处理,则发出求救信息,等待救援。
c)搜救控制中心收到求救信号后及时安排工作人员及高速公路电动汽车一体化应急充电救援装置前往事故地点进行救援。
预方案二:
(iv)后台服务器依据充电设施运行效果评估算法模型分析电动汽车的运行效果,判定得出车辆是否出现馈电行驶、电池衰退、过温过压等问题。
(v)若通过分析得出车辆问题比较严重以及可能出现危及车辆驾驶员财产生命的问题,搜救控制中心会通过采集的车辆实时数据及GIS地图信息,确定车辆的行驶方向和位置。
(vi)此时搜救控制中心会根据确定的事故车辆位置及时通知周围待救援的车辆(高速公路电动汽车一体化应急充电救援装置)前往事故地点进行救援工作。
预方案三:
IV)搜救控制中心收到电动汽车用户发出的求救信息后,查询该车辆采集的历史数据和实时数据,对汽车事故类型及搜救类型、级别进行甄别,通过后台服务器得出判定结果。
V)搜救控制中心会通过采集的车辆实时数据及GIS地图信息,确定车辆的行驶方向和位置。
VI)此时搜救控制中心会根据确定的事故车辆位置及时通知周围待救援的车辆(高速公路电动汽车一体化应急充电救援装置)前往事故地点进行救援工作。
预方案四:
a)搜救控制中心对接入控制中心的电动汽车用户进行实时监控,若出现车辆与控制中心失去连接,控制中心的GIS地图上立刻出现报警提示,并通过短信、电话等方式进行确认。
b)若该车辆用户及时回复,通过确认的信息判定是否进行救援工作。
c)若需要救援此时搜救控制中心会根据确定的事故车辆位置及时通知周围待救援的车辆(高速公路电动汽车一体化应急充电救援装置)前往事故地点进行救援工作。
d)若该车辆用户未回复,搜救控制中心及时查看该车辆最后出现的轨迹,此时搜救控制中心会根据确定的车辆轨迹及时通知周围待救援的车辆(高速公路电动汽车一体化应急充电救援装置)前往事故地点进行救援工作。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。