基于遠程監(jiān)控系統(tǒng)的電動汽車安全運營分析

班定東 寧勝花 趙小羽

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

【摘 要】隨著傳統(tǒng)汽油車引起的環(huán)境污染問題日趨嚴重及石油等不可再生資源的日益枯竭，政府開始重點關注新能源汽車的發(fā)展。但是，鋰離子電池技術目前尚未完全成熟，一些技術上的瓶頸尚未取得突破性進展，而且近年來電動汽車發(fā)生自燃、爆炸等報道見諸各大媒體，引發(fā)人們對電動汽車安全性的極大擔憂。文章通過剖析遠程監(jiān)控系統(tǒng)工作原理及分析該系統(tǒng)如何為電動汽車提供安全保障，以消除廣大用戶對電動汽車的安全顧慮。

【關鍵詞】遠程監(jiān)控；電動汽車；安全

【中圖分類號】TP277 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）03-0079-04

1 遠程監(jiān)控系統(tǒng)簡介

遠程監(jiān)控系統(tǒng)是集數據采集、數據傳輸、數據分析及報警為一體的智能監(jiān)控系統(tǒng)。它能夠實時采集電動汽車在鑰匙上電和充電狀態(tài)下所有的整車CAN信息及車輛衛(wèi)星定位信息，并通過無線通信網絡將數據上傳到平臺服務器。企業(yè)單位、政府部門、個人用戶等可通過遠程電腦客戶端、手機APP等途徑訪問監(jiān)控平臺，即可掌握在線電動汽車實時運營狀況。同時，通過在監(jiān)控平臺設置閥值，當上傳的參數值超過閥值或者經過邏輯判斷后達到報警值時就會立即報警，以便企業(yè)技術人員迅速發(fā)現車輛故障，及時分析和解決問題，提高電動汽車安全保障。

1.1 遠程監(jiān)控系統(tǒng)組成

遠程監(jiān)控系統(tǒng)由車載終端、無線通信網絡、監(jiān)控平臺三大部分組成。車載終端安裝在電動汽車上，主要負責采集整車CAN總線數據及接收車輛定位信息，同時通過其內置的通信模塊將數據往外發(fā)送，由運營商提供的無線通信網絡負責將車載終端發(fā)出的數據傳輸到監(jiān)控平臺服務器；監(jiān)控平臺作為系統(tǒng)的末端，主要負責接收車載終端發(fā)來的數據，并按照相應的協(xié)議規(guī)則轉換后通過顯示屏展示出來。電動汽車遠程監(jiān)控系統(tǒng)框架如圖1所示。

1.2 遠程監(jiān)控系統(tǒng)的作用

遠程監(jiān)控系統(tǒng)是互聯網快速發(fā)展的產物。它的主要作用是實時監(jiān)控整車數據狀態(tài)，并且能及時地對車輛安全做出預警，最大限度地保障電動汽車的安全。對于電動汽車企業(yè)而言，遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應用貫穿于整個電動汽車項目開發(fā)流程，包括研發(fā)階段、銷售階段、售后維修及售后維護、市場公關等。對于政府部門用戶和個人用戶而言，遠程監(jiān)控系統(tǒng)也同樣可以為他們創(chuàng)造價值，實現企業(yè)實時監(jiān)控、政府安全監(jiān)管、個人安全行駛。

2 遠程監(jiān)控系統(tǒng)助力電動汽車企業(yè)實現安全監(jiān)控

2.1 項目研發(fā)階段

企業(yè)在研發(fā)階段，為了摸清本項目車輛的功能、性能情況，基本上都會有幾個批次的樣車造車計劃，而且在前期很多零件方案沒有完全確定的情況下，通過前期造車跑路試，可以對整車性能、電池性能、電機性能、充電性能等進行摸底實驗。在路試過程中，遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以提供實時的整車CAN數據采集和整車定位信息，工程師通過監(jiān)控平臺界面即可實時查看到路試車輛的各參數狀態(tài)。例如，通過對路試過程中遠程監(jiān)控系統(tǒng)采集回來的數據進行分析，可以掌握各電池廠家提供的動力電池樣件質量、性能的好與壞，為評估供應商實力提供數據支持，遠程監(jiān)控系統(tǒng)為評價動力電池的好與壞提供了最直接的數據依據。遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠實時記錄樣車的行駛狀態(tài)和充電狀態(tài)及位置狀態(tài)。當樣車有潛在故障時，可以通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)調出這些潛在問題發(fā)生的時間、頻次和范圍。這些數據將為企業(yè)優(yōu)化零件的質量和性能提供最真實的依據。當路試樣車出現故障時，遠程監(jiān)控平臺迅速報出故障發(fā)生時間、所在車輛及所涉及的零部件范圍，為技術人員快速找到問題提供最快捷的數據支持，大大節(jié)約了問題查找的時間。同時，在項目開發(fā)前期，潛在問題發(fā)現得越早，對企業(yè)造成的損失越小。此外，遠程監(jiān)控系統(tǒng)為真實評估供應商的產品質量提供數據支持，方便企業(yè)辨別供應商的實力，盡可能地把電池安全的隱患在研發(fā)階段就暴露出來，實現企業(yè)利益的最大化。

2.2 銷售階段

在銷售階段，有一部分潛在用戶會對電動汽車的安全性或多或少地存在顧慮。在汽車銷售過程中，銷售人員通過給用戶介紹遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能及其對電動汽車的安全保障作用，讓用戶知道從車輛交付用戶的那刻起，用戶的用車安全都是有保障的。通過演示等方式，以實際運用場景消除用戶的疑慮，以實現企業(yè)和用戶的雙贏。

2.3 售后維護階段

車輛交付用戶后，電動汽車生產企業(yè)有責任掌握已售車輛的實時運營狀況，并且每天、每月、每季度、每年生成相應的統(tǒng)計報告。車輛一旦售出，由于用戶分布比較分散，所以對于售后維護跟蹤相對困難。而遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠準確地定位車輛所在的城市和具體的位置信息，一旦電池等重要零部件出現故障時，監(jiān)控平臺即刻顯示故障發(fā)生的時間、地點及故障描述，技術人員根據故障等級進行分析、做出判斷并給出相應的處理措施。遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要的理念是做到事前預警及為事后故障排查提供數據支持。通過查詢歷史數據，分析事故發(fā)生時、發(fā)生前后駕駛員的操作意圖及相關零部件的工作狀態(tài)，最大限度地還原事故現場。其實，遠程監(jiān)控系統(tǒng)更關注事故發(fā)生前的車輛和人員狀況。在出現一般故障時，遠程監(jiān)控平臺檢測到故障，當技術人員分析該故障可能引發(fā)嚴重事故時，則會及時通知用戶并采取有效措施，比如停車，遠離車輛，開去“4S店”等，避免發(fā)生嚴重事故。即便事故發(fā)生，也可以最大限度地保護人的生命和財產安全，讓損失降到最低。

遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以節(jié)約公關部門對電動汽車安全方面的額外投入。電池等關鍵零部件出現故障，且車輛本身緊急斷電等措施失效。由此引起的重大事故，讓企業(yè)損失慘重，也讓企業(yè)形象受損，用戶會對企業(yè)的信任感下降，使?jié)撛诳蛻艮D移，廣西銷量大幅下滑。出現重大事故時，公關部門需要投入大量人力、物力向廣大用戶和媒體等解釋原因，做好善后工作，即便如此，重新獲得用戶對企業(yè)的信任，也將是一個較為漫長的過程。

3 遠程監(jiān)控系統(tǒng)助力政府部門對區(qū)域電動汽車實現安全監(jiān)管

政府部門可以實時掌握所管轄區(qū)域的電動汽車運營安全狀況。安全生產作為考核地方政府的重要指標，電動汽車在本轄區(qū)內是否安全運營也是地方政府的主要關注點。目前，國家層面通過各種優(yōu)惠政策大力推進電動汽車的發(fā)展。北京、上海、深圳等大城市已經紛紛進入電動汽車推廣試點城市。由于電動汽車還處于快速發(fā)展階段，所以很多不可預知的情況均有可能發(fā)生，政府部門也希望能實時掌握所有在本市試點的電動汽車的運營狀況，以便及時掌握電動汽車的示范運營情況，以及為政府部門進一步做出正確的決策提供數據支持。此外，遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以通過歷史軌跡回放，展示車輛之前的行車軌跡，對公安機關部門偵破汽車盜竊和某些刑事案件提供有力的數據支撐。

4 遠程監(jiān)控系統(tǒng)保障電動汽車用戶行駛安全

個人用戶可通過手機客戶端實時查看車輛的基本信息。電動汽車的安全關系到每個用戶的切身利益。遠程監(jiān)控系統(tǒng)正是為打消用戶的顧慮而誕生。隨著智能手機的快速普及，手機互聯網與車聯網已經深入老百姓的生活，各種手機APP應運而生，人與汽車之間不再局限于駕駛本身，而是增加了不少娛樂體驗功能，用戶與汽車的互動更加豐富，通過掌握電動汽車實時的基本數據，比如車輛位置、里程顯示、車速、剩余電量等信息，提升用戶的安全感。此外，用戶通過手機APP查看車輛定位信息，可以及時了解車輛是否被盜開，以及車輛發(fā)生定位異常后可以跟蹤其行車軌跡，為用戶提供全方位的安全保障。而且，當電動汽車在運行過程中存在嚴重的安全隱患時，手機APP或者手機短信可接收到管理員發(fā)出的報警信息，信息提示會指導車主做出正確的處理方法，從而避免車輛安全風險進一步擴大。

5 遠程監(jiān)控系統(tǒng)報警機制

遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控電動汽車行駛過程和充電過程中是否安全，只要監(jiān)控的參數值到達預設的報警限值，則通過聲音或者視覺報警的方式提示管理人員。本系統(tǒng)對電動汽車安全提供保障主要體現在以下3個方面。

5.1 事前預警

車輛行駛或者充電過程中，車載終端實時采集整車CAN數據并上傳到監(jiān)控平臺，監(jiān)控平臺通過統(tǒng)計分析在線車輛是否正常運行，當實時上傳的某個參數值達到設置的預警閥值時，則監(jiān)控平臺通過明顯的標志呈現在監(jiān)控平臺上，或者以聲音、短信形式提醒技術人員及時查看報警信息，評估后做出判斷。對于報警等級為輕度、偶發(fā)性報警的情況，通過分析報警值出現前后各項參數的情況找出原因。對于報警等級為輕度且經常性復現的報警，通過對比報警發(fā)生的時間及相關參數，分析是零件設計問題還是預警閥值設置問題。若為零件本身設計缺陷所引起，則及時反饋給零部件供應商及時整改，反復推敲設計方案，深入論證，縝密考慮技術，確保無設計缺陷，以免引起重度嚴重事故。對于在較短時間內監(jiān)控平臺即發(fā)生嚴重報警的情況，監(jiān)控平臺管理員應能第一時間聯系到車主，疏散車主及周邊人員遠離故障車輛，協(xié)調就近的維修店派遣維修人員趕往現場處理，故障解除后方可繼續(xù)使用車輛。遠程監(jiān)控系統(tǒng)最大的特點是事前預警。當出現故障預警，技術人員通過分析數據，判斷問題的嚴重等級，即可決策是否需要緊急處理。這是因為一旦事故發(fā)生，必然會造車人員或者財產方面的損失。相比事后報警，不管是對于企業(yè)還是對用戶而言，事前預警需要付出的代價是最低的。

5.2 事中報警

當事故不可避免地發(fā)生時，對于事故發(fā)生的確切時間、引起事故的原因、事故責任的認定、事故材料的收集及事故報告出爐等都相當困難。而遠程監(jiān)控系統(tǒng)的數據采集部件，即車載終端，能夠將事故發(fā)生瞬間之前的數據記錄下來存儲到本地的存儲器中，并上傳到監(jiān)控平臺。事故發(fā)生時，監(jiān)控平臺發(fā)出報警信息，或者即便事故發(fā)生時，數據沒有及時上傳到監(jiān)控平臺，也可以通過技術手段導出存儲器中的數據進行分析，還原事故發(fā)生現場。

5.3 事后響應

事故發(fā)生后，遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以提供緊急救援服務。因為遠程監(jiān)控系統(tǒng)具備及時觸發(fā)報警和定位功能，所以它可以在第一時間發(fā)現事故發(fā)生的時間和地點，可以協(xié)助呼叫救援車輛、救援人員趕赴現場。同時，技術人員根據上傳監(jiān)控平臺的歷史數據進行分析，可快速定位引發(fā)本次事故的源頭，并協(xié)調安排離事故發(fā)生地較近的維修人員到事故現場解決技術問題。對于涉及設計缺陷引起的重大安全事故，遠程監(jiān)控系統(tǒng)能提供最直接的證據，這也為主機廠技術部門優(yōu)化設計方案提供數據依據。

6 結語

綜上所述，遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以通過實時采集電池相關信息、整車運行數據，隨時掌握車輛的運行狀態(tài)，通過建立事前預警、事中報警、事后緊急響應等處理機制，完善遠程監(jiān)控系統(tǒng)的故障預警報警流程及配套措施，保障電動汽車的運營安全。

參 考 文 獻

[1]周雪松，許立瑾，邵寶福，等.基于GPRS遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究[J].機械設計與制造，2010（1）：148-149.

[2]卜峰，李傳江，李歡，等.基于GPS/GPRS的客車遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現[J].計算機測量與控制，2014（1）：79-81.

[3]周新宇，姜久春，牛利勇，等.基于GPRS的純電動汽車遠程監(jiān)控終端研究與設計[J].電測與儀表，2013（11）：96-101.

[4]邱新紅.基于GPS+GPRS的電動汽車運營監(jiān)控系統(tǒng)設計研究[J].河北能源職業(yè)技術學院學報，2013（4）：58-59.

[5]溫陽東，楊玲，馮英峰.基于CAN-GPRS技術的汽車遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J].化工自動化及儀表，2015（3）：320-323，354.

[責任編輯：陳澤琦]