アンコリー劉秋霞

要旨：新エネルギー自動車の発展に伴い、新エネルギー自動車産業チェーンの整備が鍵となる。充電杭は新エネルギー自動車の電気量を補充する装置として、新エネルギー自動車と相互接続しているため、充電杭の知能化を実現することは重要な発展傾向である。本文は新エネルギー自動車充電杭の運行維持現状及びIoT技術の応用優位性を分析した上で、IoT技術に基づく新エネルギー自動車充電杭の知能管理システムを構築し、新エネルギー自動車充電杭施設の知能管理に新しい構想と方向を提供する。

キーワード：モノのインターネット技術、新エネルギー車、充電杭インテリジェント管理システム

0はじめに

充電杭は新エネルギー自動車に電気エネルギーを供給する装置であり、現在の市場需要は日増しに増加している。ユーザーの充電需要を満たし、充電杭の運行の安全性、安定性を高め、充電杭の運行状況を管理、監視するために使用できる知能管理プラットフォームを構築することは業界の発展傾向の中である。モノのインターネット技術はセンサーなどの末端施設を利用してデータを収集し、特定の技術を通じてデータを伝送し、処理することでモノとモノ、ヒトとモノの間に緊密なつながりを構築することができ、その重要な技術は充電施設の運行維持過程における運行データのリアルタイム監視制御を実現し、有効に補助する運行維持意思決定を提供することができる。モノのインターネット技術を新エネルギー自動車充電杭の知能管理システムに応用することは、充電杭の知能化を実現する有効なルートである。

1新エネルギー自動車充電杭の運行維持現状

現在、新エネルギー車の充電杭の敷設総量が限られているため、新エネルギー車の所有者は一般的に「充電不安」の問題が存在している。限られた充電施設に基づいて充電杭の運行維持を実現することは新エネルギー車産業とインフラシステムの協同発展を促進する肝心な措置である。

新エネルギー自動車の充電杭の運行維持過程には情報の遅れと運行維持の遅れがある。情報の遅れとは、充電杭の使用中、その運行データがタイムリーに更新できず、充電杭の使用状況がユーザー側に更新できず、充電杭の資源利用率が高くなく、車主の充電の利便性が低いことを意味する。運維がタイムリーでないことは、充電杭に問題が発生した場合、問題の種類に応じて異なる等級の判定を行うことができず、柔軟な意思決定を行うことができないことを意味する。また、充電杭が置かれている環境の多くは屋外であり、天気の影響が大きく、豪雨、強風などの*端天気が発生すると、充電杭のデータ転送に問題が発生しやすく、一部の充電杭は比較的辺鄙な場所に建設され、通信が円滑ではないという問題点がある。このように、充電杭の運行維持を実現するには、充電杭の情報化レベルを高め、ビッグデータ支援運行維持決定機能を広げ、データ伝送と使用過程における信頼性と安全性を高めなければならない。

新エネルギー自動車充電杭インテリジェント管2理システムにおける2物ネットワーク技術の応用優位性

新エネルギー自動車充電杭のインテリジェント管理システムは、IoTの重要技術の中の*センシング技術、ビッグデータ技術、通信技術を利用してインテリジェント化管理を実現することができる。ユビキタスネットワーク技術は、システムのインテリジェント化を推進する過程で、3つの利点を有する。

*一、モノのインターネット技術における双方向通信技術は物と物、人と物との緊密なつながりを実現し、それを新エネルギー自動車充電杭知能管理システムに応用し、充電設備と施設間の情報伝送能力、ユーザー及び運行維持者と充電杭との相互作用能力、データ収集と伝送の効率を高めることができる。充電ステーション中の充電杭に問題が発生した場合、充電杭知能管理システムは充電杭の運行データの変化を追跡し、直ちに問題を発見して問題の発生位置とタイプを判断し、システムが判定して具体的な問題を報告することができる。運行維持者は警報情報を受け取った後、具体的な状況に応じてリアルタイム処理を行うことができる。

*二、モノのインターネット技術におけるビッグデータ技術には*強いデータ処理と分析能力があり、充電杭の故障を分析して実際の状況に応じて等級別に報告することができ、そして補助的な運行維持決定を提供し、充電杭の知能化管理を実現する。例えば、検出された充電杭の正常運転時のデータを収集し、システム中で定期的に各種問題データベース中のデータと比較し、発生する可能性のある故障を予測し、システムの予見性機能を高める。

*3、モノのインターネット技術におけるデータ暗号化技術は、充電スタンドのインテリジェント管理システムを攻撃しようとするマルウェアを発見したときに、ユーザーの個人情報を取得しようとする行為をブロックし、状況を報告するために、送信された情報を暗号化保護することができる。また、データ伝送の過程で、情報セキュリティ技術はシステムのデータを暗号化し、情報漏洩事件の発生を防止し、システムのセキュリティをさらに向上させることができる。

モノのインターネット技術を新エネルギー自動車充電杭の知能管理システムに応用することは、現在の新エネルギー自動車充電杭の運行維持過程に存在する情報の遅延及び運営維持の遅れを効果的に改善することができ、充電杭の使用率を高め、経済効果を増加することに有利であり、充電杭施設の知能化発展を推進する有効な措置である'.

3 IoT技術に基づく新エネルギー自動車充電杭のインテリジェント管理システムの全体設計

3.1システム全体の枠組み

新エネルギー自動車充電杭のインテリジェント管理システムの信頼性、リアルタイム性、安全性と経済性の面での発展ニーズを総合的に考慮して、モノのインターネット技術を充電杭のインテリジェント管理システムに応用し、モノのインターネット技術に基づく「クラウド、エッジ、エンド'3層式充電杭インテリジェント管理システムを構築する。システムの全体的な枠組みは図1に示す通りである。

図1充電杭知能管理システム全体

「クラウド」はマスタクラウドプラットフォームであり、遠隔のデータ処理中*であり、大量のデータを蓄積し、IoT技術を通じて複雑なデータを処理し、より効果的な情報を提供し、結果を端末装置とエッジサーバにフィードバックし、システム全体の知能化レベルを向上させることができる。「エッジ」はエッジ計算であり、端末装置に近いエッジサーバを指し、端末装置のデータを迅速に処理と分析し、処理結果を端末装置に送信することができる。「エンド」は端末装置であり、充電ステーション知能管理システムには、端末装置に充電ヘッド、ホール電流センサ、超音波センサ、カメラ：計量装置などがある。これらのデバイスはデータを収集して処理し、同時に有効なデータをエッジサーバに送り、ユーザーとメンテナンス担当者の対話を完了するための基礎を築く。

3.2端末装置のデータ収集

端末装置によるデータの収集は、充電杭インテリジェント管理システム全体の重要な一環である。*一、充電杭の正常な電力供給を保証する観点から、端末装置は充電杭の運転状態を監視して充電杭の充電状況を収集することができ、充電杭の異常をタイムリーに発見するのに便利である。*二、インテリジェント管理システムの信頼性を高める観点から、充電杭の充電データを収集し、充電の電力量の総数、充電費用の金額、充電時間の統計などを含み、資源を合理的に分配するために重要な根拠を提供する。*三、ユーザー体験の最適化から使用者のユーザー情報を連携させ、使用者の充電記録に充電車の型番、充電場所、充電時間帯、充電航続需要などを引き出し、所有者のユーザーの消費習慣を理解し、ユーザーへのサービス品質を高める。

3.3エッジサーバのアーキテクチャモデル

現在のインテリジェント管理システムは集中式クラウドプラットフォームアーキテクチャモデルを採用することが多く、図2に示すように、各端末装置は測定した運行データをクラウドプラットフォームに転送し、クラウドプラットフォームからデータ分析を行ってから端末装置に返却し、相応の動作を行い、運行データの伝送速度に対する要求が低く、運行データが少ない場合に適用する。

図2集中型クラウドプラットフォームアーキテクチャモデル

新エネルギー自動車所有者の充電需要を満たすために、充電杭の数が多く、運行データが膨大であり、従来の集中型クラウドプラットフォームアーキテクチャモデルはすでに運行データのリアルタイム監視の需要を満たすことができなくなり、分散型のエッジサーバアーキテクチャモデルを研究することによって、図3に示すように選択した。端末装置は測定した運行データをエッジサーバに転送し、エッジサーバがデータを分析した後、処理結果を端末装置に転送するとともに、エッジサーバは処理したデータと結果をマスタクラウドプラットフォームに転送する任務を引き受け、クラウドプラットフォームが関連データをさらに分析し、倉庫に保管する。分散式のエッジサーバアーキテクチャモデルは新エネルギー自動車充電杭の実際の状況に適合し、充電杭の知能管理システムの処理効率を高め、より便利な充電サービスを提供することができる。

3.4マスタクラウドプラットフォームのビッグデータ応用

充電杭に対してインテリジェント化の管理を行うには、充電杭が運行中に発生した種類が豊富で複雑な大量のデータを効果的に処理しなければならない。通常のデータ処理技術ではこの要求を達成することはできないが、ビッグデータ技術はこのような状況に適している：データ統合管理技術はマスデータのリポジトリを効果的に行うことができ、データマイニング技術はマス運行データに対して関係分析を行い、有効な運行次元決定を提供することができ、データ処理技術は大量データのリアルタイム分析と処理を実現することができる。ビッグデータ技術を充電杭インテリジェント管理システムのマスタクラウドプラットフォームに応用し、各種充電杭の運行状態モニタリングを実現し、モニタリングしたデータに対して分析判断を行い、タイムリーな故障警報、警報、警報通知を実現し、それによって充電杭の運行維持効率を高めることができる。

図3分散エッジサーバアーキテクチャモデル

4 IoT技術に基づく新エネルギー自動車充電杭のインテリジェント管理システムの運用原理

充電杭知能管理システムは端末装置を利用して充電杭の運行情報、環境情報、充電データ情報などをリアルタイムに監視し、イーサネット、5 G通信を通じてエッジサーバにデータをアップロードする。図4に示すように、充電杭がアップグレード、起動停止または障害が発生する必要がある場合、エッジサーバは受信したデータ情報に基づいて処理方式を端末装置の近くにフィードバックして処理し、関連情報をクラウドプラットフォームにアップロードし、クラウドプラットフォームは収集したデータを識別し、分類してデータベースに格納し、後続のビッグデータ分析を容易にする。問題が発生したエッジサーバが修復できない場合、クラウドプラットフォームのデータ管理において*はさらに現在の状況を評価し、評価結果と対応するデータをAppに報告し、さらに運営者に報告し、人間と人間の相互作用を実現する。メインステーションのクラウドプラットフォームに応用されたビッグデータ技術により、充電杭の知能管理システムに完全な保護機能、例えば過電圧保護、過電圧保護過電流保護、短絡保護、過温度保護、出力反接続保護急停止機能などを持たせ、そしてリアルタイムに検出された充電杭の動態データを通じて積極的な保護を実現し、電池の安全を保護し、システム全体の安全性、信頼性を十分に高める。

図4充電杭インテリジェント管理システムトポロジー

5安科瑞充電杭の有料運営クラウドプラットフォームシステムの選択方案

5.1概要

AcrelCloud-9000アンコリー充電カラム有料運営クラウドプラットフォームシステムはモノのインターネット技術を通じてアクセスシステムの電動電動電動自転車充電ステーション及び各充電整法行に対して途切れることなくデータ収集と監視を行い、リアルタイムに充電杭の運行状態を監視し、充電サービス、支払い管理、取引決済、資本管理、電力管理、明細照会などを行う。同時に充電器の過温度保護、漏電、充電器の入出力過電圧、不足電圧、絶縁低各種故障に対して早期警報を行う、充電杭はイーサネット、4 GまたはWIFIなどの方式でインターネットに接続することをサポートし、ユーザーは微信、支付宝、クラウドフラッシュスキャンコードを通じて充電する。

5.2応用場所

民間建築、一般工業建築、居住団地、実業単位、商業総合体、学校、園区などの充電杭モードの充電インフラ設計に適用する。

5.3システム構造

システムは4つの階層に分かれています。

1）データ収集層、ネットワークトランスポート層、データ中の＊層、クライアント層である。

2）データ収集層：バッテリー車インテリジェント充電杭を含む通信プロトコルは標準modbus-rtuである。バッテリー車のスマート充電杭は充電回路の電力パラメータを収集し、電気エネルギーの計量と保護を行うために使用される。

3）ネットワークトランスポート層：4 Gネットワークを介して構築されたデータベースサーバにデータをアップロードする。

4）データ中＊層：応用サーバーとデータサーバーを含み、応用サーバーはデータ収集サービス、WEBサイトを配置し、データサーバーはリアルタイムデータベース、履歴データベース、基礎データベースを配置する。

5）クライアント層：システム管理者はブラウザでバッテリー車充電杭料金プラットフォームにアクセスできる。端末充電ユーザは、カードでコードをスキャンすることにより充電を開始する。

団地充電プラットフォームの機能は主に充電施設のインテリジェント化大画面、リアルタイム監視、取引管理、故障管理、統計分析、基礎データ管理などの機能をカバーし、同時に運行メンテナンス人員に運行メンテナンスAPPを提供し、充電ユーザーに充電ウィジェットを提供する。

5.4アンコリー充電杭雲プラットフォームシステム機能

5.4.1インテリジェント化大画面

インテリジェント化大画面はサイトの分布状況を展示し、設備の状態、設備の使用率、充電回数、充電時間の長さ、充電金額、充電度数、充電杭の故障などを統計的に表示すると同時に、各サイトのサイト情報、充電杭のリスト、充電記録、収益、エネルギー消費、故障記録などを見ることができる。団地の充電杭を統一的に管理し、設備の使用率を調べ、資源を合理的に分配する。

5.4.2リアルタイム監視

充電施設の運行状況をリアルタイムで監視し、主に充電杭の運行状態、回路状態、充電過程における充電電力量、充電電圧/電流、充電杭警報情報などを含む。

5.4.3取引管理

プラットフォーム管理者は充電ユーザーアカウントを管理し、口座に対してチャージ、返金、凍結、ログアウトなどの操作を行い、団地ユーザーの毎日の充電取引の詳細情報を見ることができる。

5.4.4障害管理

装置は故障情報を自動的に報告し、プラットフォーム管理者はプラットフォームを通じて故障情報を見て配布処理を行うことができ、同時に運行メンテナンス者は運行メンテナンスAPPを通じて故障プッシュを受け取ることができ、運行メンテナンス者は運行メンテナンス作業が完了した後に結果を報告する。充電ユーザは、充電アプレットを介して現場の問題をフィードバックすることもできる。

5.4.5統計分析

システムプラットフォームを通じて、充電サイト、充電施設、充電時間、充電方式などの異なる角度から、充電取引統計情報、エネルギー消費統計情報などを検索する。

5.4.6基礎データ管理

システムプラットフォームに運営者の口座を構築し、運営者はその運営に必要なサイトと充電施設を構築、管理し、充電施設情報、価格戦略、割引、割引活動を維持することができ、同時にオンラインカードユーザーのチャージ、凍結、和解縛りを管理することができる。

5.4.7運行メンテナンスAPP

運行維持者の使用に向けて、サイトと充電杭の管理、故障閉ループ処理、トラフィックカードの使用状況の照会、充電\チャージ状況の照会、遠隔パラメータの設定を行うことができ、同時に故障プッシュを受け取ることができる。

5.4.8充電アプレット

充電ユーザー向けに使用すると、付近の空き機器を見ることができ、主にスキャン充電、口座チャージ、充電カードバインディング、取引照会、故障訴えなどの機能を含む。

5.5システムハードウェア構成

6おわりに

新エネルギー自動車の充電杭の運行維持の現状から出発し、モノのインターネット技術を充電杭の知能管理システムに応用する利点を分析し、充電杭の知能管理の発展需要を結合し、モノのインターネット技術に基づく「クラウド、エッジ、エンド'3層式充電杭の知能管理システムを構築し、信頼性が強く、リアルタイム性が良く、安全性が高く、経済性が良い充電杭の知能化管理の運行維持システム設計を実現する。しかし、充電杭の知能管理システムを構築する際、現場の干渉要素がデータ収集に影響することを考慮していない場合が発生する可能性があり、その後、特殊な環境のケースの状況に基づいて充電杭の知能管理システム全体に対して一定の最適化を行い、そして現場に出現した典型的な現実的なケースを収集し、データを分析した後、その伝人データを処理中*、データベースを改善し、知能管理システム全体の実際の応用性を強化する。

参考文献：

[1]付若琪、薛婧怡、郭玉琦、など。中国の新エネルギー自動車充電杭施設の発展現状と提案[J].時代自動車、2024（8）：130-132.

[2]張小莉、何艶.IoT技術に基づくエネルギーデータサービスプラットフォーム[J].電気伝動自動化、2023（2）：59-63.

［3］アンコール企業マイクログリッド応用マニュアル2020.06版。

(四)張洋、張清小.モノのインターネット技術に基づく新エネルギー自動車充電杭知能管理システムの研究[J]。