基于L-ERP的純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車智能服務(wù)平臺(tái)

　　一、研究背景和意義

　　工業(yè)與信息化部在最近頒布的新能源汽車準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)中，明確規(guī)定了要對(duì)車輛使用情況進(jìn)行跟蹤，以適當(dāng)?shù)姆绞健匆?guī)定的比例對(duì)車輛運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。隨著國(guó)家大力推進(jìn)新能源汽車，車輛管理部門對(duì)汽車運(yùn)營(yíng)狀態(tài)及與外界互聯(lián)互通信息的迫切性和重要性也不斷增加。

　　在北京市純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車項(xiàng)目中，為滿足環(huán)衛(wèi)部門對(duì)于垃圾清運(yùn)的空間信息需要和對(duì)車輛性能、安全與可靠性實(shí)時(shí)診斷的需求，具有高度集成的信息化、智能化環(huán)衛(wèi)車服務(wù)平臺(tái)和車載導(dǎo)航通信信息終端不但符合北京市電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車發(fā)展規(guī)劃，對(duì)提高城市環(huán)衛(wèi)的裝備水平落實(shí)北京市電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車發(fā)展規(guī)劃的具有重要戰(zhàn)略意義。

　　目前國(guó)內(nèi)基于L-ERP（移動(dòng)資產(chǎn)管理服務(wù)平臺(tái)，是合眾思?jí)岩恢袊?guó)位置位置服務(wù)中心集成“3S”、IT、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)推出的一套針對(duì)移動(dòng)資產(chǎn)進(jìn)行管理、監(jiān)控調(diào)度以及運(yùn)營(yíng)管理的綜合服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)。）的智能服務(wù)平臺(tái)在環(huán)衛(wèi)行業(yè)的應(yīng)用少之又少，如何在環(huán)衛(wèi)行業(yè)的管理中引入L-ERP管理及服務(wù)；如何對(duì)現(xiàn)有的環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)營(yíng)運(yùn)、業(yè)務(wù)等各個(gè)流程進(jìn)行基于L-ERP的改進(jìn)；如何對(duì)現(xiàn)有的環(huán)衛(wèi)管理系統(tǒng)作進(jìn)一步的探索開發(fā)出更加適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用需求的L-ERP的純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)智能服務(wù)平臺(tái)，成為提高我國(guó)環(huán)衛(wèi)技術(shù)水平、優(yōu)化能源需求結(jié)構(gòu)、維持環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、推進(jìn)數(shù)字化城市建設(shè)步伐的關(guān)鍵所在。

　　本文將要介紹的是2011年初啟動(dòng)的基于L-ERP的電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車車載導(dǎo)航通信信息終端（以下簡(jiǎn)稱終端）及智能服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱平臺(tái)）的開發(fā)項(xiàng)目，歷時(shí)一年于2012年3月16日正式通過北汽福田汽車有限股份公司驗(yàn)收。通過在北汽福田汽車股份有限公司工程研究院研制生產(chǎn)的千余輛2T純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)汽車上安裝車載信息顯示終端進(jìn)行示范應(yīng)用，推動(dòng)新能源環(huán)衛(wèi)車智能服務(wù)平臺(tái)及其終端在環(huán)衛(wèi)行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用。

　　二、市場(chǎng)需求分析

　　根據(jù)環(huán)衛(wèi)行業(yè)的工作內(nèi)容、信息流、業(yè)務(wù)流的分析，合眾思?jí)烟岢隽藨?yīng)用L-ERP軟件進(jìn)行智能服務(wù)平臺(tái)建設(shè)的思路。通過將衛(wèi)星導(dǎo)航、無線通信、CAN總線等技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基于L-ERP的電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車車載導(dǎo)航通信信息終端及智能服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)。該平臺(tái)已達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際同類產(chǎn)品的技術(shù)水平，可以提供“終端—通信—中心服務(wù)”的運(yùn)營(yíng)模式，完成環(huán)衛(wèi)行業(yè)在信息化及智能管理與服務(wù)方面的以下需求：

　　電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車狀態(tài)信息實(shí)時(shí)顯示

　　通過CAN總線接收數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車的相關(guān)信息，如檔位、車速、電壓、電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速、SOC、電池信息等；

　　電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車狀態(tài)信息回傳

　　通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車輛主要運(yùn)行信息，如電池電量/溫度、電機(jī)轉(zhuǎn)速、ECU溫度等傳回至指揮控制中心，以便對(duì)電動(dòng)車輛的運(yùn)行情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)車輛的故障進(jìn)行預(yù)警及診斷；

　　環(huán)衛(wèi)垃圾清運(yùn)的空間分析與輔助決策

　　針對(duì)北京市垃圾處理現(xiàn)狀，嚴(yán)格執(zhí)行垃圾分類，拓展不同類型垃圾的處理手段，加強(qiáng)垃圾清運(yùn)的調(diào)度管理。針對(duì)不同處理場(chǎng)的處理能力進(jìn)行空間分析、實(shí)時(shí)調(diào)配，最大化的提高清運(yùn)車輛及處理場(chǎng)的工作效率。同時(shí)，改變單一的填埋模式，根據(jù)工農(nóng)業(yè)的空間分布，將分類垃圾作為原料定時(shí)定量輸送到生產(chǎn)地，實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”，為綠色北京做出貢獻(xiàn)；

　　環(huán)衛(wèi)垃圾清運(yùn)實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)度

　　可實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)能運(yùn)力的監(jiān)控調(diào)度、安全生產(chǎn)監(jiān)控、基于交通信息的疏導(dǎo)指引、車輛充電與維護(hù)提示、遠(yuǎn)程客戶服務(wù)等功能。同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)從市政管委到各區(qū)縣環(huán)衛(wèi)部門的分布式、多層次信息化管理。

　　三、系統(tǒng)建設(shè)結(jié)構(gòu)

　　1、系統(tǒng)建設(shè)原則

　　·可靠性：充分考慮后備以及災(zāi)難恢復(fù)系統(tǒng)，使系統(tǒng)在部分故障時(shí)仍然能夠提供對(duì)用戶的服務(wù)，并且盡快排除故障恢復(fù)正常運(yùn)行。

　　·先進(jìn)性：引入成熟的GIS技術(shù)、領(lǐng)先的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)確保系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)性。

　　·穩(wěn)定性：系統(tǒng)軟件以合眾思?jí)殉墒斓腉IS開發(fā)平臺(tái)為基礎(chǔ)，保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，界面合理、友好、容錯(cuò)提示詳盡。

　　·擴(kuò)展性：依據(jù)最經(jīng)濟(jì)的原則，可隨著業(yè)務(wù)發(fā)展需要在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能擴(kuò)展。

　　·開放性：采用技術(shù)均符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，充分保證系統(tǒng)開放性，確保信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和共享能力。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車車載導(dǎo)航通信信息終端與智能服務(wù)平臺(tái)主要由服務(wù)平臺(tái)、通信網(wǎng)絡(luò)及運(yùn)行終端三大部分構(gòu)成，各部分協(xié)作運(yùn)行模式如圖1所示：

　　圖1

　　其中，服務(wù)平臺(tái)包含硬件平臺(tái)、軟件平臺(tái)及人工語音服務(wù)等幾個(gè)主要組成部分，為降低成本，智能服務(wù)平臺(tái)采用現(xiàn)有的運(yùn)營(yíng)商移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為通信服務(wù)平臺(tái)，利用GPRS傳輸數(shù)據(jù)，此種方式具有技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、設(shè)備價(jià)格低、信號(hào)覆蓋好等優(yōu)點(diǎn)，但系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)須向運(yùn)營(yíng)商繳納通信費(fèi)用。為確保智能服務(wù)平臺(tái)的運(yùn)行質(zhì)量，建設(shè)10名左右坐席，用于智能服務(wù)平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)，對(duì)車輛狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并對(duì)車輛運(yùn)行進(jìn)行調(diào)度指揮。

　　新能源環(huán)衛(wèi)車智能服務(wù)平臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循統(tǒng)一的體系標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)模型從邏輯上分為移動(dòng)終端、無線通信層、網(wǎng)絡(luò)通信層、系統(tǒng)服務(wù)層以及應(yīng)用服務(wù)層。在數(shù)據(jù)庫(kù)訪問上遵循標(biāo)準(zhǔn)的MVC體系結(jié)構(gòu)，分為業(yè)務(wù)邏輯層，數(shù)據(jù)訪問層和數(shù)據(jù)層。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示：

　　圖2

　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　硬件平臺(tái)主要由網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、服務(wù)器和監(jiān)控終端設(shè)備三大部分組成，如圖3所示：

　　其中網(wǎng)絡(luò)環(huán)境主要包括交換機(jī)、防火墻、路由器以及VPN線路等，為系統(tǒng)

　　圖3

　　平臺(tái)提供可靠的網(wǎng)絡(luò)連接。系統(tǒng)平臺(tái)為B/S結(jié)構(gòu)的分布式平臺(tái)，利用VPN線路可以方便且安全的連接市環(huán)衛(wèi)調(diào)度中心及各區(qū)縣環(huán)衛(wèi)局。

　　服務(wù)器方面主要包括通訊服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器三部分。通訊服務(wù)器負(fù)責(zé)服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)與車載終端設(shè)備之間的通信；數(shù)據(jù)服務(wù)器主要對(duì)系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)行所涉及的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)，以保證平臺(tái)的安全可靠運(yùn)行；應(yīng)用服務(wù)器主要運(yùn)行用戶自身的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，如電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)顯示及故障診斷、環(huán)衛(wèi)垃圾清運(yùn)的空間分析與輔助決策、環(huán)衛(wèi)垃圾清運(yùn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)度等。

　　監(jiān)控終端設(shè)備主要包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)以及多屏投影設(shè)備和打印機(jī)等，其中多屏視頻系統(tǒng)適用于多屏的拼接，是一套性能強(qiáng)大的高端圖像處理系統(tǒng)，可同時(shí)顯示不同場(chǎng)景下的多個(gè)動(dòng)態(tài)畫面，也可將多個(gè)終端組成一個(gè)大終端來顯示超大、超寬畫面，讓顯示內(nèi)容更精細(xì)。

　　圖4

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　中心系統(tǒng)軟件采用三層結(jié)構(gòu)建設(shè)，保證系統(tǒng)各軟件模塊的獨(dú)立性和穩(wěn)定性，當(dāng)系統(tǒng)的其中某一模塊發(fā)生故障不至于影響整個(gè)系統(tǒng)。中心軟件結(jié)構(gòu)如圖5所示：

　　圖5

　　其中客戶顯示層是智能服務(wù)平臺(tái)的客戶顯示端，是與客戶的人機(jī)交互界面，用戶的所有操作均通過其進(jìn)行；業(yè)務(wù)層為智能服務(wù)平臺(tái)最核心的部分，主要包括權(quán)限服務(wù)、通信服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)和業(yè)務(wù)服務(wù)四大部分，所有的業(yè)務(wù)邏輯及流程均在此部分實(shí)現(xiàn)；數(shù)據(jù)層為智能服務(wù)平臺(tái)提供底層的數(shù)據(jù)支撐，可存儲(chǔ)包括車輛信息、用戶權(quán)限、充電站及垃圾處理廠等全部信息。

　　四、系統(tǒng)功能介紹

　　1、智能服務(wù)平臺(tái)主要功能

　　·分布式空間信息系統(tǒng)：從總部監(jiān)控指揮中心、區(qū)縣管理部門到環(huán)衛(wèi)作業(yè)車輛的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控指揮平臺(tái)建設(shè)；

　　·車輛智能故障診斷功能：基于位置與路況信息匹配的整車設(shè)計(jì)優(yōu)化數(shù)據(jù)收集、零部件質(zhì)量跟蹤、整車性能動(dòng)態(tài)跟蹤、整車故障模態(tài)分析、零部件故障模態(tài)分析、整車性能跟蹤以及其他增值服務(wù)；

　　·車輛運(yùn)營(yíng)管理功能：基于位置的路徑跟蹤優(yōu)化，電量補(bǔ)給優(yōu)化，垃圾清運(yùn)負(fù)載動(dòng)態(tài)跟蹤，配件實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)配給，維修記錄分析，零部件保養(yǎng)優(yōu)化，車隊(duì)管理等。

　　2、車載導(dǎo)航通信終端主要功能

　　·電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車車輛狀態(tài)信息顯示：如檔位、車速、電壓、電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速、SOC、電池信息等；

　　·電動(dòng)車輛信息數(shù)據(jù)回傳：如電池電量/溫度、電機(jī)轉(zhuǎn)速、ECU溫度等傳回至指揮控制中心，以便對(duì)電動(dòng)車輛的運(yùn)行情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)車輛的故障進(jìn)行預(yù)警及診斷；

　　·指揮中心指令接受與處理：實(shí)時(shí)接收指揮中心的調(diào)度、車輛狀態(tài)監(jiān)控、預(yù)警等信息；

　　·基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)航、通訊一體化：終端具有高精度的導(dǎo)航服務(wù)功能以及便捷的通信功能，能夠?qū)崟r(shí)與服務(wù)中心進(jìn)行通信，將自身位置及狀態(tài)上報(bào)。

　　圖6  2頓環(huán)衛(wèi)車車載信息終端安裝效果圖               圖7  車輛狀態(tài)信息顯示

　　五、應(yīng)用前景分析

　　新能源環(huán)衛(wèi)車智能服務(wù)平臺(tái)作為高技術(shù)產(chǎn)品，目前處于產(chǎn)業(yè)化的前期，平臺(tái)一期僅支持純電動(dòng)新能源環(huán)衛(wèi)汽車數(shù)量在1000輛左右。但環(huán)衛(wèi)部門保有的傳統(tǒng)環(huán)衛(wèi)車輛共計(jì)近萬輛，隨著信息化的發(fā)展以及環(huán)衛(wèi)領(lǐng)域的應(yīng)用需求，必將這些車輛全部納入智能服務(wù)平臺(tái)。

　　鑒于智能服務(wù)平臺(tái)良好的擴(kuò)充性，在車輛上安裝衛(wèi)星導(dǎo)航通信外置模塊，就可將已有的傳統(tǒng)環(huán)衛(wèi)車輛全部利用平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控調(diào)度；如在車輛上同時(shí)加裝車載信息顯示終端，可將中心平臺(tái)對(duì)調(diào)度車輛結(jié)合當(dāng)前位置、目的地位置、規(guī)劃路線、任務(wù)情況等一并在車載信息顯示終端上進(jìn)行顯示，利于駕駛員作業(yè)。

　　新能源環(huán)衛(wèi)智能服務(wù)平臺(tái)的推廣在經(jīng)濟(jì)效益方面將表現(xiàn)為節(jié)能減排、優(yōu)化環(huán)衛(wèi)車輛的運(yùn)營(yíng)體系、提高運(yùn)行效率等；社會(huì)效益方面，能夠減少污染、節(jié)約能源、優(yōu)化能源需求結(jié)構(gòu)，維護(hù)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，對(duì)提高我國(guó)環(huán)衛(wèi)行業(yè)技術(shù)水平和推動(dòng)環(huán)衛(wèi)事業(yè)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。

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