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王震坡|深度解析新(xīn)能(néng)源客車(chē)車(chē)联网大数据平台技术与应用(yòng)
时间:2019-01-17 08:59来源:网络 作者:网络

2019年1月12日,由中國(guó)客車(chē)网联手中國(guó)土木(mù)工程學(xué)会城市公共交通分(fēn)会联合主办的第13届影响中國(guó)客車(chē)业系列活动在北京隆重举行。活动现场,北京理(lǐ)工大學(xué)電(diàn)动車(chē)辆國(guó)家工程实验室副主任、北理(lǐ)新(xīn)源董事長(cháng)王震坡教授发表演讲,详细介绍了新(xīn)能(néng)源客車(chē)車(chē)联网大数据平台的关键技术与应用(yòng)。

》》王震坡教授发表演讲

以下為(wèi)演讲实录:
 

Part1
 

 

新(xīn)能(néng)源汽車(chē)数据的融合我认為(wèi)有(yǒu)这么几个特征和特点:

 

首先,现在新(xīn)能(néng)源汽車(chē)产业已经从每辆車(chē)的单点数据呈现出了一个跨界的数据融合态势,形成了一种三层的构架體(tǐ)系,这种三层的构架體(tǐ)系带来了整个汽車(chē)产业的价值链提升。

 

為(wèi)什么说从单点的数据到大数据的跨界融合?我给了一张图,这张图里面很(hěn)多(duō)数据在传统汽車(chē)产业里面有(yǒu)的,首先是整車(chē)企业,在参数设计的时候有(yǒu)大量的数据产生,在生产的过程中各个生产體(tǐ)系又(yòu)会产生相应的数据,销售體(tǐ)系同样是数据产生的过程,包括我们售后以及应用(yòng)的过程,都是大量数据的产生过程。唯有(yǒu)这里面增加了一个环节,就是在运行应用(yòng)这个环节,我们采集車(chē)辆运行的数据,导致在应用(yòng)这个环节数据大量的暴增。我们很(hěn)多(duō)企业还在采集驾驶员的行為(wèi)数据、車(chē)辆前方交通数据等,这样就涉及到了结构化数据和非结构化数据的融合问题,在这个环节是新(xīn)增数据点。我们把整車(chē)企业微缩到产业链环节里面,在原材料零部件的生产过程中,也有(yǒu)大量的数据产生,在全产业链里面也是原有(yǒu)的数据产生的过程。我们讲跨界融合,新(xīn)能(néng)源产业早就跟很(hěn)多(duō)产业融合,包括提到的金融、保险、停車(chē)、新(xīn)能(néng)源汽車(chē)充電(diàn)、道路运输、交通等各个环节,在这里面都会有(yǒu)数据产生,但是我们的数据给谁用(yòng)了?為(wèi)交通、金融、停車(chē)来服務(wù),这就是跨界融合,这才真正是大数据的应用(yòng)。

 

 

这种跨界的融合,这种数字化的建设也带来了整个行业质的变化,带来了四大智慧。第一个智慧就是对于信息全面的感知,现在車(chē)辆装了各种各样传感器,有(yǒu)各种各样数据采集系统,我们所想要了解信息实现了可(kě)测、可(kě)试、可(kě)控。这些数据能(néng)够获取的基础之上,第二个智慧就是信息之间的融合,各种数据信息的融合,以及我们业務(wù)相互之间的打通和沟通,由于数据的融合带来了各种业務(wù)之间深度的融合。同时也是因為(wèi)有(yǒu)了这些数据,可(kě)以做得一件事情就是主动的服務(wù),所谓主动服務(wù)就是根据数据融合的特点,可(kě)以实时感知車(chē)辆的技术状态,做出科(kē)學(xué)判断,為(wèi)科(kē)學(xué)化的售后服務(wù)和特质化的金融服務(wù)提供相应的服務(wù)数据基础,从而可(kě)以主动的為(wèi)用(yòng)户提供服務(wù)。另外从决策部门,比如说公交公司规划部门、交通委的规划部门,在做科(kē)學(xué)决策的时候需要实时的数据,也是因為(wèi)我们有(yǒu)了这些数据,就可(kě)以实时科(kē)學(xué)化的决策。因此,数字化建设我认為(wèi)带来了行业发展过程中的四大智慧。
 

同时,也带来了我们三纵三横价值链的體(tǐ)系。首先我们从整車(chē)厂角度来说,整車(chē)厂可(kě)以利用(yòng)我们经销商(shāng)经销的数据,利用(yòng)消费者的应用(yòng)特征数据来优化设计,根据市场的变化来调整产品。经销商(shāng)也是一样,经销商(shāng)可(kě)以获取生产企业的車(chē)辆特征数据,以及消费者車(chē)辆使用(yòng)的特征数据,实现精准的营销。对于消费者来说,消费者首先是一个数据的制造者,在車(chē)辆使用(yòng)过程中产生了大量的使用(yòng)特征数据和車(chē)辆特征数据,消费者产生的数据首先是為(wèi)了生产商(shāng)和经销商(shāng)服務(wù),但是同时也是為(wèi)消费者服務(wù),应用(yòng)消费者所产生的数据,制造商(shāng)和销售商(shāng)可(kě)以给消费者提供精准的售后服務(wù),可(kě)以给消费者提供特质化的具有(yǒu)应用(yòng)特征定制化的保险服務(wù)。消费者既是数据的产生者,也是受益者。
 

Part2
 

 

在車(chē)联网平台,或者大数据平台建设过程中,当然也存在着行业痛点。
 

第一个痛点跟整車(chē)制造企业相关,在車(chē)辆生产过程中和車(chē)辆应用(yòng)过程中发现一个问题,就是我们的业務(wù)系统之间很(hěn)难打通,比如销售體(tǐ)系、零部件采購(gòu)體(tǐ)系都有(yǒu)独立的数字化體(tǐ)系,都有(yǒu)相应的办公系统。但是由于这些系统在开放过程中应用(yòng)的原代码不一样、数据格式不一样、数据库不一样,所以他(tā)们之间的数据打通反而成為(wèi)了一个问题。同时随着数字化的进展,我们这种业務(wù)系统不能(néng)够跟踪大数据的产业变化和发展,形成了对于大数据产业发展的制约。
 

第二个痛点在于我们在应用(yòng)过程中数据量的集聚增長(cháng),导致存储困难。原有(yǒu)的数据存储,比如说在最早进行数据平台建设的时候,就是麦塞口(英)数据库就能(néng)满足建设,当我们开始建造國(guó)家级大平台的时候,发现前面投入的几百万白投了,必须采用(yòng)分(fēn)布式构架大数据模型才能(néng)满足,导致了我们数据结构急剧的变化。在现在这种情况下没有(yǒu)考虑结构化和非结构化数据融合的问题,我们还需要存储驾驶员视频的数据,車(chē)前交通环境的结构化数据,这样又(yòu)会带来数据存储量的增加以及数据存储手段的变化。
 

第三个痛点就是数据的孤岛,全世界都知道大数据有(yǒu)价值,都在想用(yòng)数据挖掘的方式挖掘数据,谁都想有(yǒu)自己的小(xiǎo)数据库,但是想要做大数据,想要做数据之间的融合、分(fēn)析和挖掘,数据的共享是第一位的。我和许多(duō)专家交流的时候,大家也在谈数据共享是不是我的隐私没有(yǒu)了,我也经常在讲一句话,也借用(yòng)了我们外交部发言人讲过的一句话做了一些延伸,如果你拒绝数据的共享,请你拒绝使用(yòng)一切现代化的交通工具和通讯工具。
 

从数据共享角度来说我们能(néng)做到什么样的程度?在两个系统之间的融合现在还很(hěn)有(yǒu)难度,在不同数据系统之间融合很(hěn)有(yǒu)难度,有(yǒu)技术问题、理(lǐ)念问题。即使是在一个企业内部想实现不同数据融合也存在各种各样的问题,应该说现在最多(duō)两个系统之间做到接口互通已经了不得,想做到数据互通和服務(wù)的融合是很(hěn)难的。
 

从产业的发展角度来说我想多(duō)讲一句,现在我们的数据驱动、数据化的发展趋势,应该说软件驱动在改写着汽車(chē)竞争的法则,从最初的硬件驱动时代,就是传统的制造业时代向一个新(xīn)的制造业时代在变化,软件驱动的时代即将来临。我讲软件驱动并不是否认传统的制造业,我也是搞汽車(chē)的,搞了将近20年的汽車(chē)设计和集成工作,只是在现代大数据驱动情况下,我们除了传统制造业以外,需要互联网、互联网+、人工智能(néng)、数据基因融合,在这种趋势情况下,多(duō)传感器融合技术、高精度地图技术、車(chē)载终端模块技术、算法和决策芯片成為(wèi)了主导我们产业发展的关键核心因素。
 

Part3
 

 

下面再讲一讲新(xīn)能(néng)源汽車(chē)車(chē)联网平台的核心和关键技术。
 

首先,就是我们要建立一个車(chē)車(chē)、車(chē)云,以及車(chē)路之间协同的云服務(wù)平台,就要有(yǒu)一个多(duō)层次构架的云服務(wù)平台构架體(tǐ)系,刚才我讲到了車(chē)联网的数据是多(duō)元化的过程,是同时存储的过程,是多(duō)車(chē)相互之间融合和信息沟通的过程,因此它的平台构架體(tǐ)系建设相对来说比较复杂,既需要可(kě)靠性,也需要实时性,还需要保证数据的安全性,在这方面的技术有(yǒu)一定的难度。现在在北理(lǐ)工已经建立了这样一个云构架的平台體(tǐ)系,可(kě)以满足千万辆级車(chē)辆的同步存储和数据挖掘。
 

第二,就是通讯高并发的技术,車(chē)辆数据的发送是具有(yǒu)随机性,并且延时时间比较長(cháng),有(yǒu)一次数据沟通失败,对于車(chē)联网来说一旦上線(xiàn)以后可(kě)能(néng)的运行时间就是以小(xiǎo)时计数的,并且在运行过程中為(wèi)了保证車(chē)辆的安全是不能(néng)掉線(xiàn)、断電(diàn)的,计算机死一次机可(kě)以重启,車(chē)辆数据一旦丢失,第一不可(kě)复制,第二可(kě)能(néng)会引发一系列的交通事故和安全事故,通讯高并发技术在車(chē)联网里面显得极其重要。
 

下面就是通讯技术。这个是在平台建设和终端研发过程中探讨使用(yòng)的一项技术,就是采用(yòng)加密芯片的方式。现在我们大量的终端里面是没有(yǒu)加密芯片,因為(wèi)加密芯片应该说会带来我们的電(diàn)动构型、数据采集构型的变化,导致生产企业成本的增加,这个我们在做相应的计算,在生产过程中由于技术的进步如何规避成本显著增加的问题。采用(yòng)加密芯片是技术发展的趋势,有(yǒu)了加密芯片在数据交互过程中,一旦有(yǒu)人截获、更改,从車(chē)联网平台可(kě)以预知和感知。
 

再下一个是数据压缩和快速检索技术,当把结构化和非结构化数据进行采集的时候,数据存储量成数量级增長(cháng),这种情况下如何进行数据存储?大量压缩存储情况下如何快速的进行检索?成為(wèi)了不能(néng)避而不谈的问题,我们必须解决。尤其在数据平台现在大量的数据我们是不用(yòng)的,如何把数据转成温存储,以及进行冷存储,把温、冷、热存储之间如何进行交互,这方面已经提到了议事日程。
 

下一个关于数据的真实性和有(yǒu)效性检测性的问题,你传回来的大量数据有(yǒu)没有(yǒu)用(yòng)?是不是真实存在?是不是真实反映了車(chē)辆运行状态和情况?你要对数据之间的有(yǒu)效性、异常和差异、逻辑进行相应的判断,对数据的有(yǒu)效性进行检测。
 

最后一项技术是数据可(kě)视化技术,数据分(fēn)析结果以什么样的形式可(kě)以體(tǐ)现在各位面前?
 

》》新(xīn)能(néng)源汽車(chē)國(guó)家监测与管理(lǐ)平台
 

下面展示一下我们现在在做的工作,首先从新(xīn)能(néng)源國(guó)家监测与管理(lǐ)平台建设角度来说,这个平台建设分(fēn)三个层次,首先是各个整車(chē)企业有(yǒu)平台,定义為(wèi)新(xīn)能(néng)源汽車(chē)安全和管理(lǐ)的第一责任主體(tǐ)单位要建设企业监测平台,作為(wèi)車(chē)辆应用(yòng)的各个直属省市应该有(yǒu)地方平台,同时在北理(lǐ)工建设了新(xīn)能(néng)源汽車(chē)运行监测的國(guó)家级平台,就建设在我们中心。现在平台运行两年,已经接入的車(chē)辆数据160万辆車(chē),我们预计在2020年会有(yǒu)500万辆車(chē)接入到我们的平台里来,下面就是数据平台的界面。

》》新(xīn)能(néng)源汽車(chē)國(guó)家监测与管理(lǐ)平台


Part4

 

 

有(yǒu)了这些数据还可(kě)以做什么样的工作?
 

有(yǒu)了大量的数据我们可(kě)以提供给政府,给政府做宏观的决策,車(chē)辆运行安全的分(fēn)析,做产业政策的制定提供相应的数据依据。我们同时也可(kě)以在商(shāng)业服務(wù)侧来提供我们汽車(chē)的金融服務(wù),車(chē)卖出去了,或者以贷款的方式出去了,車(chē)在哪里,应用(yòng)的怎么样,我们可(kě)以有(yǒu)详细的数据进行支撑,我们可(kě)以根据驾驶员的行為(wèi)特征进行定制化的保险服務(wù)。同时有(yǒu)这些数据还可(kě)以把这些数据提供给整車(chē)设计、生产、制造企业,知道你的一系列車(chē)型存在什么样的问题,在不同區(qū)域应用(yòng)體(tǐ)现出什么样的特征,来改进优化我们的设计。另外,我们可(kě)以定制各种各样的基于車(chē)辆实时运行数据的APP,為(wèi)出行提供相应的服務(wù)。下面举几个例子,对于不同领域服務(wù)的例子。
 

比如对于政府服務(wù)领域里面,我们可(kě)以把一个固定區(qū)域的充電(diàn)热力图做出来,在我讲这个图的时候也有(yǒu)专家曾经问我,你是車(chē)辆运行的监控平台,你哪里来的充電(diàn)热力图?所谓的数据分(fēn)析你要做算法,很(hěn)简单,当車(chē)辆GPS車(chē)辆位置不变的时候有(yǒu)電(diàn)流反向可(kě)以认為(wèi)車(chē)辆是充電(diàn)的状态,車(chē)辆应用(yòng)的電(diàn)流和電(diàn)压的乘积就可(kě)以得到充電(diàn)的功率,对时间进行积分(fēn)可(kě)以把充電(diàn)量算出来,这个充電(diàn)量用(yòng)计量是不行的,但是统计意义上就可(kě)以得到,这样既可(kě)以得到实时的充電(diàn)功率信息,也可(kě)以进行积分(fēn)得到一天充電(diàn)量的信息,做了今天,可(kě)以有(yǒu)昨天、前天,就可(kě)以看到充電(diàn)量在一个區(qū)域的变化,同时有(yǒu)历史的数据,就可(kě)以对这个區(qū)域变化发展趋势进行判断。我们有(yǒu)了这些数据,对于政府在一个地區(qū)如何进行充電(diàn)设施和道路规划可(kě)以提供依据。同时可(kě)以把数据计划到一个一个道路上去,比如以北京市為(wèi)例,北京市运营主體(tǐ)12米的公交車(chē)在線(xiàn)路上运行為(wèi)例,可(kě)以对于區(qū)域的减排效果和區(qū)域减排效果进行相应的分(fēn)析。
 

作為(wèi)國(guó)家平台,我们还承担了一项工作,有(yǒu)了这些数据以后可(kě)以把車(chē)辆运行轨迹进行描述,对車(chē)辆运行里程进行核算,这样应对财政部提出的运行里程核查和补贴政策的实施,现在补贴核查的工作落在我们平台。另外把数据汇集汇总以后提供各种各样的报告提供给政府做决策,并且这项工作在2018年4月份形成全國(guó)新(xīn)能(néng)源统计月报,报给工信、财政、科(kē)技相关部门,為(wèi)宏观政策制定提供相应的依据。
 

再介绍一下对于企业,从企业服務(wù)侧角度来说讲一讲我们的应用(yòng)。我们同样是有(yǒu)車(chē)辆运行用(yòng)的基础数据,就可(kě)以建立一系列模型对車(chē)辆的特征进行相应的分(fēn)析,来优化車(chē)辆的配置,提高車(chē)辆运行的品质。这里面不但有(yǒu)一个企业的数据,还有(yǒu)多(duō)个企业的数据,我们不能(néng)说把A企业的数据分(fēn)析给了B企业,但是在这方面可(kě)以做整个行业的分(fēn)析工作,对整个行业进行服務(wù)。
 

下面还有(yǒu)对安全保障方面来说,也是发挥我们車(chē)辆技术中心的特征和特点,我们就可(kě)以对車(chē)辆的运行将要出现的故障进行分(fēn)析,现在我们已经建立了一系列的模型,对車(chē)辆运行过程中電(diàn)池電(diàn)机参数的变化进行分(fēn)析,通过这个累积看看有(yǒu)没有(yǒu)故障隐患,已经建立了一系列的模型。
 

再下面通过数据的分(fēn)析可(kě)以来為(wèi)运营企业提供相应的服務(wù),提升运营的效率,优化驾驶行為(wèi),降低运营成本。
 

另外再介绍一下关于電(diàn)池残值的计算方面,在这方面应该说在我们的新(xīn)能(néng)源汽車(chē)运行监测和管理(lǐ)平台基础之上,2018年7月31号又(yòu)建设了一个新(xīn)能(néng)源汽車(chē)溯源的國(guó)家平台,要求每一块電(diàn)池将动力電(diàn)池的动态数据和静态数据进行上传,构建了新(xīn)能(néng)源汽車(chē)大数据库,通过这些数据对電(diàn)池残值进行相应的评估。
 

另外可(kě)以对驾驶员行為(wèi)进行相应的分(fēn)析,通过驾驶员行為(wèi)分(fēn)析优化他(tā)的驾驶行為(wèi),看看什么样是节能(néng)的驾驶,我们建立了一系列的特征参数进行相应的分(fēn)析。