前言

充電基礎(chǔ)設(shè)施為電動(dòng)汽車提供充換電服務(wù)，是重要的交通能源融合類基礎(chǔ)設(shè)施。近年來，隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施持續(xù)增長(zhǎng)，已建成世界上數(shù)量最多、服務(wù)范圍最廣、品種類型最全的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系。著眼未來新能源汽車特別是電動(dòng)汽車快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，充電基礎(chǔ)設(shè)施仍存在布局不夠完善、結(jié)構(gòu)不夠合理、服務(wù)不夠均衡、運(yùn)營(yíng)不夠規(guī)范等問題。

建設(shè)背景

市場(chǎng)背景

新能源汽車作為國(guó)家七大戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，是我國(guó)從汽車大國(guó)走向汽車強(qiáng)國(guó)的必由之路。截至2022年底，我國(guó)新能源汽車保有量達(dá)1310萬輛，突破一千萬輛大關(guān)，同比增長(zhǎng)66%。隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提速，我國(guó)公共充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量高速增長(zhǎng)。根據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，2023年5月我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)數(shù)量為635.6萬臺(tái)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2023年11月，我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量達(dá)到826.4萬臺(tái)，同比增長(zhǎng)67.0%。其中，公共充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量達(dá)到262.6萬臺(tái)，私人充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量為563.8萬臺(tái)，全國(guó)已建設(shè)充電停車位的服務(wù)區(qū)6000余個(gè)，占高速公路服務(wù)區(qū)總數(shù)的95%，全國(guó)高速公路服務(wù)區(qū)累計(jì)建成充電樁兩萬個(gè)。

政策背景

2022.01.《關(guān)于進(jìn)一步提升電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)保障能力的實(shí)施意見》，加快推進(jìn)居住社區(qū)充電設(shè)施建設(shè)安裝，優(yōu)化城市公共充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)布局。

2022.02.《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，優(yōu)化充電基礎(chǔ)設(shè)施布局，全面推動(dòng)車樁協(xié)同發(fā)展，推進(jìn)電動(dòng)汽車與智 能電網(wǎng)間的能量和信息雙向互動(dòng)，開展光、儲(chǔ)、充、換相結(jié)合的 新型充換電場(chǎng)站試點(diǎn)示范。

2022.12.《擴(kuò)大內(nèi)需戰(zhàn)略規(guī)劃綱要(2022-2035年)》，推進(jìn)汽車電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化，加強(qiáng)停車場(chǎng)、充電樁、換電站、加氫站等配套設(shè)施建設(shè)。

2023.01.《關(guān)于組織開展公共領(lǐng)域車輛全面電動(dòng)化先行區(qū)試點(diǎn)工作的通知》，推進(jìn)汽車電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化，加強(qiáng)停車場(chǎng)、充電樁、換電站、加氫站等配套設(shè)施建設(shè)。

2023.01.《關(guān)于進(jìn)一步構(gòu)建高質(zhì)量充電基礎(chǔ)設(shè)施體系的指導(dǎo)意見》，適度超前建設(shè)，到 2030 年建成高質(zhì)量充電基礎(chǔ)設(shè)施體系，形成城市面狀、公路線狀、鄉(xiāng)村點(diǎn)狀布局的充電網(wǎng)絡(luò)。

建設(shè)目標(biāo)

聚焦智能識(shí)別和安防監(jiān)控相關(guān)場(chǎng)景應(yīng)用，全面提升充電站管理的智能化、可視化、數(shù)字化水平，更好支撐充電站運(yùn)維管理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、集成化，建成一套集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理的智慧充電站運(yùn)維平臺(tái)，形成功能完善、反應(yīng)快速的數(shù)字化運(yùn)維體系,實(shí)現(xiàn)充電站設(shè)備、資產(chǎn)的智慧化監(jiān)控與管理，為覆蓋項(xiàng)目設(shè)計(jì)、基建、運(yùn)營(yíng)的全生命周期過程。

系統(tǒng)概述

智慧充電樁通過數(shù)字孿生和可視化技術(shù)，構(gòu)建充電站三維可視化場(chǎng)景，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理充電樁的狀態(tài)、診斷故障、調(diào)整參數(shù)等，為充電運(yùn)營(yíng)商和用戶提供更好的充電體驗(yàn)。

需求分析

場(chǎng)站三維場(chǎng)景

系統(tǒng)基于WebGL標(biāo)準(zhǔn)下的B/S框架，前端采用HTML5+JavaScript技術(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)入Sovit2D/Sovit3D可視化平臺(tái)后，結(jié)合物理世界建立三維場(chǎng)景(也可上傳背景圖)，對(duì)場(chǎng)站、充電樁等進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，涵蓋道閘、充電樁、地鎖、網(wǎng)絡(luò)、布線、運(yùn)行、環(huán)境等檢測(cè)要索，并將數(shù)據(jù)接入 2D 面板，便于運(yùn)維人員對(duì)整個(gè)充電站運(yùn)行的有效掌控。

站點(diǎn)信息概覽

提供場(chǎng)站、樁、車、物聯(lián)設(shè)備等實(shí)際情況的定制化3D建模，建立智慧充電站孿生體，對(duì)站點(diǎn)、充電樁進(jìn)行三維可視化呈現(xiàn)，展示環(huán)境監(jiān)控、安防監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、充電監(jiān)控等數(shù)據(jù)，輔助管理人員掌握站點(diǎn)態(tài)勢(shì)。

車位智能管理

通過現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備精準(zhǔn)識(shí)別車輛信息，比對(duì)通過即可自動(dòng)打開車位鎖，允許電動(dòng)汽車進(jìn)入充電。支持聯(lián)動(dòng)車位監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)監(jiān)測(cè)到車位上沒有停車時(shí)，就能自動(dòng)升起預(yù)防燃油車進(jìn)入。該功能可有效預(yù)防城區(qū)快充站被燃油車非法占位的情況出現(xiàn)。

智能設(shè)備管理

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)時(shí)采集場(chǎng)站內(nèi)充電樁等設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障信息進(jìn)行可視化展示，系統(tǒng)打破數(shù)據(jù)孤島，對(duì)場(chǎng)站間設(shè)備功率、充電情況、故障情況等進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，為決策者科學(xué)管理設(shè)備、優(yōu)化用電決策提供支撐。

智能安防管理

通過視頻監(jiān)控、報(bào)警設(shè)備等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)站內(nèi)部安全的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。智能安防系統(tǒng)可以根據(jù)樓宇內(nèi)的安全情況，自動(dòng)發(fā)出警報(bào)和報(bào)警信息，提高安全性。

視頻監(jiān)控管理

支持無縫融合 HTML5 各項(xiàng)多媒體功能，根據(jù)真實(shí)世界攝像頭分布情況，在三維場(chǎng)景中1:1還原視頻監(jiān)控點(diǎn)位，以攝像頭圖標(biāo)標(biāo)注其位置。支對(duì)場(chǎng)站內(nèi)進(jìn)行安防動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并可結(jié)合前端智能感知設(shè)備應(yīng)用，對(duì)異常目標(biāo)自動(dòng)抓拍、留存，出現(xiàn)異常警告時(shí)，監(jiān)控點(diǎn)位會(huì)有聲光報(bào)警效果。

智能告警管理

系統(tǒng)對(duì)充電樁實(shí)時(shí)監(jiān)控，并基于多個(gè)維度為各類重點(diǎn)事件建立閾值告警觸發(fā)機(jī)制，對(duì)故障進(jìn)行告警，完成告警詳情和故障工單記錄跟蹤，實(shí)現(xiàn)問題終端實(shí)時(shí)預(yù)警、快速定位、快速解決。

智能運(yùn)維管理

通過對(duì)充電設(shè)備進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控與日常運(yùn)維巡檢，系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷和故障預(yù)測(cè)。自定義查看工單數(shù)量、用時(shí)情況，結(jié)合異常告警工單統(tǒng)計(jì)，可減少大量業(yè)務(wù)處理時(shí)間。

……

開發(fā)平臺(tái)

數(shù)維圖(SovitJs)應(yīng)用自主研發(fā)的 Sovit2D、Sovit3D 產(chǎn)品，無縫融合 2D、3D 技術(shù)，搭建了一套3D 可視化智慧充電樁可視化運(yùn)維管理平臺(tái)。通過數(shù)維圖可視化開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)可交互式的 Web 二三維場(chǎng)景，基于多維感知、場(chǎng)景物聯(lián)、物信融合的技術(shù)理念，不斷豐富與完善充電站全面感知，實(shí)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施智能監(jiān)控、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警，助力集控中心集中運(yùn)維，輔助決策和全局掌控。

建設(shè)價(jià)值

數(shù)字孿生智慧充電樁3D可視化運(yùn)維平臺(tái)有助于提高行業(yè)數(shù)字化水平，對(duì)用戶而言，有利于破解“找樁難、找樁慢”的難題，更好地滿足用戶充電需求，提升用戶體驗(yàn);對(duì)行業(yè)而言，有利于提高對(duì)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的支撐能力，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代ICT技術(shù)與能源、汽車產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，提高行業(yè)運(yùn)營(yíng)效率和效益。

總結(jié)

我國(guó)在充電樁建設(shè)、數(shù)據(jù)平臺(tái)打造、個(gè)性化服務(wù)開發(fā)等方面仍有完善和提升的空間，建議未來以數(shù)字化、智能化為導(dǎo)向，以促進(jìn)多網(wǎng)融合為重點(diǎn)，以完善規(guī)劃布局、健全充電數(shù)據(jù)庫、開發(fā)智能充電服務(wù)為主要抓手，促進(jìn)我國(guó)數(shù)字充電樁突破性、創(chuàng)新性的發(fā)展。

審核編輯 黃宇