基于L-ERP的純電動環衛車智能服務平臺

　　一、研究背景和意義

　　工業與信息化部在最近頒布的新能源汽車準入標準中，明確規定了要對車輛使用情況進行跟蹤，以適當的方式、按規定的比例對車輛運行狀態實時遠程監控。隨著國家大力推進新能源汽車，車輛管理部門對汽車運營狀態及與外界互聯互通信息的迫切性和重要性也不斷增加。

　　在北京市純電動環衛車項目中，為滿足環衛部門對于垃圾清運的空間信息需要和對車輛性能、安全與可靠性實時診斷的需求，具有高度集成的信息化、智能化環衛車服務平臺和車載導航通信信息終端不但符合北京市電動環衛車發展規劃，對提高城市環衛的裝備水平落實北京市電動環衛車發展規劃的具有重要戰略意義。

　　目前國內基于L-ERP（移動資產管理服務平臺，是合眾思壯一中國位置位置服務中心集成“3S”、IT、網絡與通信技術推出的一套針對移動資產進行管理、監控調度以及運營管理的綜合服務系統平臺。）的智能服務平臺在環衛行業的應用少之又少，如何在環衛行業的管理中引入L-ERP管理及服務；如何對現有的環衛系統營運、業務等各個流程進行基于L-ERP的改進；如何對現有的環衛管理系統作進一步的探索開發出更加適應實際應用需求的L-ERP的純電動環衛智能服務平臺，成為提高我國環衛技術水平、優化能源需求結構、維持環境可持續發展、推進數字化城市建設步伐的關鍵所在。

　　本文將要介紹的是2011年初啟動的基于L-ERP的電動環衛車車載導航通信信息終端（以下簡稱終端）及智能服務系統平臺（以下簡稱平臺）的開發項目，歷時一年于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的千余輛2T純電動環衛汽車上安裝車載信息顯示終端進行示范應用，推動新能源環衛車智能服務平臺及其終端在環衛行業內的應用。

　　二、市場需求分析

　　根據環衛行業的工作內容、信息流、業務流的分析，合眾思壯提出了應用L-ERP軟件進行智能服務平臺建設的思路。通過將衛星導航、無線通信、CAN總線等技術相結合，開發出具有自主知識產權的基于L-ERP的電動環衛車車載導航通信信息終端及智能服務系統平臺。該平臺已達到國內領先、國際同類產品的技術水平，可以提供“終端—通信—中心服務”的運營模式，完成環衛行業在信息化及智能管理與服務方面的以下需求：

　　電動環衛車狀態信息實時顯示

　　通過CAN總線接收數據并實時顯示電動環衛車的相關信息，如檔位、車速、電壓、電流、電機轉速、SOC、電池信息等；

　　電動環衛車狀態信息回傳

　　通過GPRS網絡將電動環衛車輛主要運行信息，如電池電量/溫度、電機轉速、ECU溫度等傳回至指揮控制中心，以便對電動車輛的運行情況進行遠程監控，對車輛的故障進行預警及診斷；

　　環衛垃圾清運的空間分析與輔助決策

　　針對北京市垃圾處理現狀，嚴格執行垃圾分類，拓展不同類型垃圾的處理手段，加強垃圾清運的調度管理。針對不同處理場的處理能力進行空間分析、實時調配，最大化的提高清運車輛及處理場的工作效率。同時，改變單一的填埋模式，根據工農業的空間分布，將分類垃圾作為原料定時定量輸送到生產地，實現“變廢為寶”，為綠色北京做出貢獻；

　　環衛垃圾清運實時監控調度

　　可實現對運能運力的監控調度、安全生產監控、基于交通信息的疏導指引、車輛充電與維護提示、遠程客戶服務等功能。同時，還能夠實現從市政管委到各區縣環衛部門的分布式、多層次信息化管理。

　　三、系統建設結構

　　1、系統建設原則

　　·可靠性：充分考慮后備以及災難恢復系統，使系統在部分故障時仍然能夠提供對用戶的服務，并且盡快排除故障恢復正常運行。

　　·先進性：引入成熟的GIS技術、領先的數據庫技術等多項技術確保系統技術先進性。

　　·穩定性：系統軟件以合眾思壯成熟的GIS開發平臺為基礎，保證系統能夠穩定運行，界面合理、友好、容錯提示詳盡。

　　·擴展性：依據最經濟的原則，可隨著業務發展需要在現有系統的基礎上進行功能擴展。

　　·開放性：采用技術均符合工業標準，充分保證系統開放性，確保信息系統的數據交換和共享能力。

　　系統結構設計

　　電動環衛車車載導航通信信息終端與智能服務平臺主要由服務平臺、通信網絡及運行終端三大部分構成，各部分協作運行模式如圖1所示：

　　圖1

　　其中，服務平臺包含硬件平臺、軟件平臺及人工語音服務等幾個主要組成部分，為降低成本，智能服務平臺采用現有的運營商移動通信網絡作為通信服務平臺，利用GPRS傳輸數據，此種方式具有技術成熟、運行穩定、設備價格低、信號覆蓋好等優點，但系統運行時須向運營商繳納通信費用。為確保智能服務平臺的運行質量，建設10名左右坐席，用于智能服務平臺的運營，對車輛狀況進行實時監控并對車輛運行進行調度指揮。

　　新能源環衛車智能服務平臺的系統設計遵循統一的體系標準，系統模型從邏輯上分為移動終端、無線通信層、網絡通信層、系統服務層以及應用服務層。在數據庫訪問上遵循標準的MVC體系結構，分為業務邏輯層，數據訪問層和數據層。系統結構如圖2所示：

　　圖2

　　系統硬件設計

　　硬件平臺主要由網絡環境、服務器和監控終端設備三大部分組成，如圖3所示：

　　其中網絡環境主要包括交換機、防火墻、路由器以及VPN線路等，為系統

　　圖3

　　平臺提供可靠的網絡連接。系統平臺為B/S結構的分布式平臺，利用VPN線路可以方便且安全的連接市環衛調度中心及各區縣環衛局。

　　服務器方面主要包括通訊服務器、數據庫服務器和應用服務器三部分。通訊服務器負責服務系統平臺與車載終端設備之間的通信；數據服務器主要對系統平臺運行所涉及的各類數據進行管理和維護，以保證平臺的安全可靠運行；應用服務器主要運行用戶自身的業務系統，如電動環衛車狀態信息的遠程實時顯示及故障診斷、環衛垃圾清運的空間分析與輔助決策、環衛垃圾清運的實時監控調度等。

　　監控終端設備主要包括監控計算機以及多屏投影設備和打印機等，其中多屏視頻系統適用于多屏的拼接，是一套性能強大的高端圖像處理系統，可同時顯示不同場景下的多個動態畫面，也可將多個終端組成一個大終端來顯示超大、超寬畫面，讓顯示內容更精細。

　　圖4

　　系統軟件設計

　　中心系統軟件采用三層結構建設，保證系統各軟件模塊的獨立性和穩定性，當系統的其中某一模塊發生故障不至于影響整個系統。中心軟件結構如圖5所示：

　　圖5

　　其中客戶顯示層是智能服務平臺的客戶顯示端，是與客戶的人機交互界面，用戶的所有操作均通過其進行；業務層為智能服務平臺最核心的部分，主要包括權限服務、通信服務、數據服務和業務服務四大部分，所有的業務邏輯及流程均在此部分實現；數據層為智能服務平臺提供底層的數據支撐，可存儲包括車輛信息、用戶權限、充電站及垃圾處理廠等全部信息。

　　四、系統功能介紹

　　1、智能服務平臺主要功能

　　·分布式空間信息系統：從總部監控指揮中心、區縣管理部門到環衛作業車輛的三級網絡監控指揮平臺建設；

　　·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計優化數據收集、零部件質量跟蹤、整車性能動態跟蹤、整車故障模態分析、零部件故障模態分析、整車性能跟蹤以及其他增值服務；

　　·車輛運營管理功能：基于位置的路徑跟蹤優化，電量補給優化，垃圾清運負載動態跟蹤，配件實時動態配給，維修記錄分析，零部件保養優化，車隊管理等。

　　2、車載導航通信終端主要功能

　　·電動環衛車車輛狀態信息顯示：如檔位、車速、電壓、電流、電機轉速、SOC、電池信息等；

　　·電動車輛信息數據回傳：如電池電量/溫度、電機轉速、ECU溫度等傳回至指揮控制中心，以便對電動車輛的運行情況進行遠程監控，對車輛的故障進行預警及診斷；

　　·指揮中心指令接受與處理：實時接收指揮中心的調度、車輛狀態監控、預警等信息；

　　·基于GPRS網絡的導航、通訊一體化：終端具有高精度的導航服務功能以及便捷的通信功能，能夠實時與服務中心進行通信，將自身位置及狀態上報。

　　圖6  2頓環衛車車載信息終端安裝效果圖               圖7  車輛狀態信息顯示

　　五、應用前景分析

　　新能源環衛車智能服務平臺作為高技術產品，目前處于產業化的前期，平臺一期僅支持純電動新能源環衛汽車數量在1000輛左右。但環衛部門保有的傳統環衛車輛共計近萬輛，隨著信息化的發展以及環衛領域的應用需求，必將這些車輛全部納入智能服務平臺。

　　鑒于智能服務平臺良好的擴充性，在車輛上安裝衛星導航通信外置模塊，就可將已有的傳統環衛車輛全部利用平臺進行監控調度；如在車輛上同時加裝車載信息顯示終端，可將中心平臺對調度車輛結合當前位置、目的地位置、規劃路線、任務情況等一并在車載信息顯示終端上進行顯示，利于駕駛員作業。

　　新能源環衛智能服務平臺的推廣在經濟效益方面將表現為節能減排、優化環衛車輛的運營體系、提高運行效率等；社會效益方面，能夠減少污染、節約能源、優化能源需求結構，維護環境可持續發展，對提高我國環衛行業技術水平和推動環衛事業發展具有重要戰略意義。

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