智能充换电服务系统为FA39电动汽车提供便利

1.概述

建设跨区域电动汽车智能充换电服务网络运营管理系统，需要研究跨区域电动汽车智能充换电服务网络运营管理模式、计费模型及清分结算模型，开发电动汽车运营管理系统，完成运营管理系统与站控系统、离散充电桩、车载EVT等接入及联调实施，实现与95598网站等的业务应用集成。

建设跨区域电动汽车智能充换电服务网络运营管理系统，涵盖客户服务管理、计量计费、收费账务、清分结算、资产管理、配送管理、检修管理、集中监测、综合统计分析等功能模块。满足电动汽车智能充换电服务网络运营业务。实现充换电服务网络运营的智能化管理，为电动汽车智能充换电服务提供信息化支撑，保障充换电服务网络运行高效、可靠、安全，为电动汽车提供智能、方便快捷的充换电服务。

2.系统方案

（1）系统架构设计

1）业务架构设计

业务分析：电动汽车智能充换电服务网络的基本运营业务包括客户服务管理、计量计费、收费账务、清分结算、资产管理、配送管理、检修管理、集中监测、综合统计分析等。这些业务从管理职能上覆盖省、地市、站三个业务应用层。每个业务应用层主要管理职能如下：

①省级运营管理负责对本省电动汽车智能充换电服务网络运营进行监控和管理，汇集所辖区域的结算信息、运行信息以及客户信息等，并对这些信息提供海量存储，在深度分析的基础上，负责区域内全局性业务的决策和调度。向总部提交包括跨区域清分结算数据、运营状况和资产状况等在内的宏观统计信息。

②地市级管理负责对本地市电动汽车智能充换电服务网络运营进行监控和管理，在深度分析的基础上，负责区域内全局性业务的决策和调度。并向省级提交运营状况、资产状况等统计信息。

③站级管理位于地市级管理之下，负责充换电站、电池配送站等站级单位的本地化客户服务管理、资产管理、计量计费、收费账务及检修管理等。

运营管理系统业务架构如图1所示。

图1 运营管理系统业务架构

从图1中可以看出运营管理系统的业务构成。以下是各业务模块的描述：

a）客户服务管理：为用户提供开户、变更、销户等业务。通过95598呼叫中心或营业厅等服务渠道受理客户的咨询、投诉/举报、故障报修及查询等服务请求，并进行相应处理及回访。

b）计量计费：根据国家相关部门、公司发布的计费政策标准，结合本省实际情况，制定适合本省的计费模型，并对用户充换电进行计量，同时按照充换电计费模型计算充换电业务费用。

c）收费账务：收费账务业务包括智能电卡管理、缴费管理、账务管理三部分。智能电卡管理主要包括售卡、充值、冲正、挂失、解挂、补卡、换卡、退卡、解锁、更改口令、黑名单管理等业务；缴费管理是对电动汽车业务中涉及缴费的业务进行管理，包括缴费充值、用户鉴权、费用结转和退费等；账务管理主要完成对账业务。

d）清分结算：对交易数据进行验证、分类，最终将交易清分到交易地，为最终的对账、清算提供依据。

e）资产管理：对电动汽车智能充换电服务网络中的公司资产进行管理。包括验收管理、资产建档、库房管理、报废管理、丢失管理、设备返厂、台账查询和投运管理等业务。

f）配送管理：省级运营公司根据全省电池等资产的分布状况提出内部配送申请，或者各站根据资产使用情况、使用计划提出内部配送申请，由省级配送管理部门统一配送；针对客户充换电订单进行客户配送。

g）检修管理：检修管理主要实现对电池、充换电设备、其他设施的运行状态进行巡视、检测和异动管理，及时消除设备存在的各种缺陷和故障，确保设备安全、稳定、经济运行。

h）集中监测：对整个充换电服务网络进行集中监测。包括通过对充换电站、充电桩、车辆、电池配送站业务、运营过程和安防监控等信息的实时监测，以及对电池的实时信息进行监测。

i）综合统计分析：对运营公司所辖区域内的业务运营状况、资产状况及设备运行情况进行统计分析，为制定相关决策和调度提供依据。包括报表模板维护、报表统计、报表查询等业务应用。

2）技术架构设计

基于SOA的架构体系，面向服务的设计可采用WebService技术和规范来实现SOA架构的应用接口。

按照运营管理业务应用系统的应用架构和数据架构的设计，运营管理业务应用采用满足技术先进性与成熟性相结合的基于J2EE的多层技术构架，以提高系统的灵活性、可扩展性、安全性以及并发处理能力。

采用多层架构的运营管理系统采用组件技术将界面控制、业务逻辑和数据映射分离，实现系统内部的松耦合，以灵活、快速地响应业务变化对系统的需求。系统技术架构如图2所示。

图2 多层分布式体系技术架构

a）面向服务的业务组件设计：在运营管理系统标准化设计中，运营管理业务的各项具体功能应用分为界面控制组件、业务逻辑组件进行了业务逻辑封装，所有的业务应用功能按照业务耦合程度被分解为基本的处理单元，通过组件的组合、装配适应运营管理业务的动态变化和业务伸缩需要。

具体的业务组件可采用Web服务的方式为其他应用提供标准的服务接口，其他应用系统可以通过标准的服务获得相关的组件服务信息，包括服务调用信息、数据规约等，并根据具体需要通过Web服务实现相应功能，并整合到其应用中。

b）基于J2EE的技术实现：按照运营管理系统的应用架构和数据架构的设计，运营管理业务应用采用满足技术先进性与成熟性相结合的基于J2EE的多层技术构架，以提高系统的灵活性、可扩展性、安全性以及并发处理能力。

采用多层架构的运营管理业务、应用技术支持系统、采用组件技术将界面控制、业务逻辑和数据映射分离，实现系统内部的松耦合，以灵活、快速地响应业务变化对系统的需求。系统层次结构总体上划分为客户层、接入表示层、业务逻辑层、数据层（包含数据映射层和数据源）和基础架构平台，通过各层次系统组件间服务的承载关系，实现系统功能。

①客户层：用于访问应用系统和处理人机交互的客户端，包括浏览器、桌面应用程序、无线应用等。

②界面控制层：可进一步细分为接入服务层和页面展现层。(www.xing528.com)

接入服务层：支持企业内部网络、电话、短信和传真等多样化的接入模式，提供统一的认证和授权、服务调度、接入监控等服务，同时实现交互界面的关联和控制。

页面展现层：在J2EE技术体系，可采用MVC应用框架，由界面控制器组件、界面操作组件、页面组件和服务代理单元组成。

③业务逻辑层：用于部署业务逻辑组件，可细分为业务处理逻辑组件和基础应用支撑组件。

业务处理逻辑：具体的业务逻辑实现，总体上包括清分结算、资产管理、95598业务处理、计量计费、集中监测、客户资料档案管理等业务处理逻辑。

系统应用支撑：为各个组件提供统一共享的公共服务和平台支撑，包括工作流管理、组织人员、权限服务、参数管理、服务监控、安全认证、消息服务和日志服务等，提高系统的灵活性与可扩展性，此外还提供统一的集成服务与系统管理对应。

④数据层：数据层由数据映射层和数据源构成，数据映射层完成对数据源的访问封装，并使得业务逻辑层的设计和实现更集中于系统本身的功能。同时，数据映射层的存在屏蔽了业务逻辑层对底层数据存储形式的依赖，使应用系统能够适应多种类型的数据库。数据源主要包括数据库、内存数据、消息队列、磁盘文件等。

3）物理架构设计

系统物理架构部署如图3所示。

（2）系统安全防护设计

1）防护目标

①防止由于运营管理系统崩溃或人为破坏影响正常充换电业务，确保业务系统正常、连续运行；

②抵御内部和外部人员通过网络对运营管理系统、充电桩监控系统、充电桩发起的攻击和破坏；

图3 物理架构部署

③防止非授权人员对系统的非法操作和破坏，确保操作的合法性；

④防止计算机病毒的感染和侵袭系统；

⑤防止非授权人员对系统的配置、数据库结构、数据库文件和数据的修改和破坏；

⑥保证监测数据的生成、存储、传输和使用过程的安全。

2）总体描述

运营管理系统信息安全防护参照信息系统安全等级保护第三级标准，同时根据《电力二次系统安全防护总体方案》和《国家电网公司SG186工程安全防护总体方案》要求，依据“分区分域、安全接入、动态感知、精益管理、全面防护”的安全策略，进行安全防护设计。

总体防护框架如图4所示。

（3）通信总体方案

电动汽车运营管理系统通信建设以满足今后电动汽车运营信息交互可靠性、安全性、实时性为目的，以智能化、网络化、互动化需求为今后扩展应用的远期发展目标，建设高速、双向、实时、集成的，便于管理、具有良好扩展性的电动汽车充换电服务网络通信系统为总体目标。

因此电动汽车通信系统的整体架构，应满足电动汽车城际互联网络的各项功能，以及实现电动汽车服务在城市区域和省际城际的无缝提供需求。

通过对电动汽车省内城市区域和省际城市业务数据流向的分析，要实现电动汽车服务在城市区域和省际城际的无缝提供，电动汽车通信系统必须覆盖总部数据中心、省级数据中心及各站点。电动汽车通信网络整体网络架构如图5所示。

图4 总体防护框架

图5 电动汽车通信系统架构图

建成后的电动汽车充换电服务网络通信系统将能满足区域内各通信终端的通信需求，包括省级运营管理中心、地市级运营管理中心、站级管理中心、充电桩、集中器、营业厅、配送站的业务管理需求；满足充电桩、配电网等设备的自动化采集终端的采集与监控需求。

根据智能充电服务网络运营管理的体系架构，运营管理系统的通信网络将基于物联网技术，结合多种无线通信技术手段，充分利用电力公司专用电力骨干传输网络进行构建。其中，终端设备之间采用RFID技术、传感器技术、无线通信技术等技术手段实现充电设施之间的互联互通。站级管理内部，可通过内部工业以太网、无线通信网等多种灵活的通信方式实现内部网络的构建；各充电站、配送点及服务网点通过地（市）光纤通信网传至地（市）调度通信中心，再经省级光纤通信网传至省级运行管理中心。具体通信网络构建图如图6所示。

图6 通信结构示意图

3.结束语

电动汽车充换电服务运营管理系统涵盖客户服务管理、计量计费、收费账务、清分结算、资产管理、配送管理、检修管理、集中监测、综合统计分析等功能模块。系统已全面覆盖了总部、省、地市、站四个业务应用层，实现了充换电服务网络运营的智能化管理，为电动汽车智能充换电服务提供信息化支撑，保障充换电服务网络运行高效、可靠、安全，为电动汽车提供智能、方便快捷的充换电服务。

（作者：厦门亿力吉奥信息科技有限公司 庄玉林 樊永涛罗兴星 郑千活 叶燕彬）