CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution车联网及大数据应用黄亮博士/副教授武汉理工大学自动化学院CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution研究方向1•提供设备级网络接入技术•基于人工智能的大数据分析服务、数据挖掘技术CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution研究内容21、设备远程接入：•基于CAN/RS485/RS232的数据采集•Wi-Fi、RFID、Zigbee局域网接入•4G网络接入，未来5G升级3、平台展示：•实时监控中心与分控中心•全屏全网络覆盖与分网络覆盖相结合•Web端智能监控软件•APP+微信公众号2、后台建设：•基于Hadoop的架构设计•网络硬件部署•平台软件部署•网络安全体系建立4、数据挖掘：•监管对象安全性分析•基于大数据的设备诊断专家系统•新型运营模式挖掘•研发/市场/售后数据分析CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution效果展示3CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution车联网简介CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution车联网云平台解决方案5CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution数据采集与移动终端6前装TBOX即插即用TBOXOBD无线收发嵌入式无线收发模块CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution车联网云平台解决方案7•GBT32960.1电动汽车远程服务与管理系统技术规范第1部分：总则•GBT32960.2电动汽车远程服务与管理系统技术规范第2部分：车载终端•GBT32960.3电动汽车远程服务与管理系统技术规范第3部分：通讯协议及数据格式CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution车联网云平台系统架构8CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution佛山市南海新能源（氢能）汽车综合监管平台92017.9.7日科技部/联合国计划开发署“促进燃料电池汽车商业化发展项目”启动仪式2018科技部重大专项4.5典型区域多种燃料电池汽车示范运行研究CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution新能源（氢能）汽车综合监管平台10登录界面车辆管理CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution新能源（氢能）汽车综合监管平台11地图实时监控历史轨迹查询CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution新能源（氢能）汽车综合监管平台12整车实时数据燃料电池发动机实时数据CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution新能源（氢能）汽车综合监管平台13数据统计数据分析CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution云平台计算运维服务系统14CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution云平台计算运维服务系统15服务实时运行情况实时监控和告警CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution云平台计算运维服务系统16服务器资源预警CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution云平台计算运维服务系统17应用状态监控CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution云平台计算运维服务系统18单个服务器资源监控和历史查询CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution桩联网简介CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution桩联网云平台解决方案20CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution桩联网云平台解决方案21CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistributionWEB端监控界面•数据中心平台•运营商平台22CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistributionWEB端监控界面23CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution移动端（APP、微信公众号）24CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution移动端（APP、微信公众号）25CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution智易充桩联网监控大屏幕26CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution新能源汽车大数据人工智能研究中心（在建项目）27CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution大数据分析与应用CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution新能源汽车大数据分析29CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution司机驾驶行为分析•通过分析司机驾驶行为把司机驾驶行为划分为若干类，例如：激进型（超速驾驶行为），一般型（中速驾驶行为），较为温和型（正常驾驶行为）以及温和型（低速驾驶行为）。•车辆驾驶系统可以根据所划分的行为类别，对司机的行为进行评价，分析此时司机的行为是否具有安全隐患等问题。从而有效防止不必要交通事故的发生。30CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution司机驾驶行为分析•1、首先从数据库中提取一部分的车辆数据作为训练样本：车辆的速度直接反应了驾驶的激进程度。而加速度反应了司机对油门和刹车的掌控。•2、先对这些样本进行因子分析，分析这些因子与哪些样本参数有关。然后对这些因子进行因子旋转，因子转后后得到的旋转因子往往比旋转前的因子包含了更多的信息，分析旋转因子的方法同上。•3、分析完参数后，我们选取与样本参数关联最大的那几个因子，对该类因子分别进行聚类分析（K-MEANS算法，KFCM算法，以及谱聚类算法）。•4、将样本集放入神经网络分类器中进行训练，得到分类器。31CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution基于云计算的远程故障诊断•故障诊断常用的分类算法：321()()iiinjjjPBPABPBAPBPAB朴素贝叶斯算法人工神经网络算法,,Kxyxy支持向量机算法决策树算法CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution燃料电池发动机故障诊断系统33燃料电池发动机的特征监测方案燃料电池发动机特征符号表示监测范围监测精度压力进堆氢气压力P10-1.5MPa0.01MPa进堆空气压力P20-0.3MPa风机出口压力P30-0.5MPa温度进堆空气温度T10-60℃0.1℃出堆空气温度T20-80℃进堆氢气温度T30-60℃出堆氢气温度T40-80℃风机出口温度T50-100℃电压电堆电压V10-600V1V电流电堆电流A10-200A0.1A净输出电流A20-180A焓轮电流A30-10A功率总功率Pw10-80kW0.1kW故障级别级别说明故障代码故障原因处理措施A类需要立刻处理0x1000储氢瓶故障1、紧急停机并暂停氢气供应2、断开高压开关并进行具体的检查0x1001氢气回路管道故障0x1002电堆故障0x1003控制器故障B类需要立刻处理0x0100减压阀故障1、按正常操作停机，同时记录故障2、根据故障原因进行具体的检查0x0101空气压缩机故障0x0102循环水泵故障0x0102氢气循环泵故障0x0104空气回路管道故障B类需要立刻处理0x0105冷却风扇故障1、按正常操作停机，同时记录故障2、根据故障原因进行具体的检查0x0106电力输出回路故障0x0107气水分离器故障C类不可长期运行在此车况下0x0010储氢瓶剩余容量较低1、检查燃料电池发动机主要运行指标是否异常，异常的话需要停机检查。0x0011焓轮加湿器故障0x0012水箱冷却水容量较低0x0013燃料电池发动机过载0x0014尾气阀故障D类正常运行0x0000无故障1、实时监测车况燃料电池发动机监测特征技术指标燃料电池发动机故障代码表CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution燃料电池发动机故障诊断系统•基于阈值和数据分析的二级故障诊断架构：ü一级故障诊断在底层通过燃料电池发动机控制器或者车载终端，通过比较逻辑实现。ü二级故障诊断在远程服务器端通过智能算法实现。二级故障诊断结合了随机森林和专家系统两种算法，同时专家系统的知识库能够实现自我完善。通过该方法能够对燃料电池汽车进行远程的实时故障诊断，及时发出故障警告，保障燃料电池汽车的安全运行。34CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution燃料电池发动机故障诊断系统35燃料电池发动机历史数据建立样本数据库基于C4.5算法构造决策树，通过随机抽取样本集训练构造随机森林利用众数投票进行故障判断CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution燃料电池发动机故障诊断系统•随机森林和专家系统相结合：36CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution基于大数据的氢电匹配技术研究37加氢充电时间成本经济成本续驶里程多目标优化：113ymin[yyy]权重权重2权重3目标函数目标目标2目标CopyrightreservedbyHuangLiangConfidentialNodistribution期待您的合作