一种面向新能源城市公交车的数据融合方法及V2X系统技术方案

本发明专利技术公开了一种面向新能源城市公交车的V2X系统，其将公交站台作为V2X网络的重要中间环节，实现公交客车与远程服务器之间的数据与信息交互。同时通过连接在V2X系统上的其他应急响应设备及时合理的为运行中公交客车可能出现的突发事故与故障提供应急响应方案。本发明专利技术同时公开了一种多维数据信息融合方法，该方法结合城市公交客车的运行特点，将电动公交客车电池的关键参数信息，站台和整车运行区间所表征的地理位置信息，以及车辆运行的状态信息等进行有机融合，使得服务器可以按公交线路的运行区间分段对公交客车上传的数据进行收集、整理、分析，为电动公交客车的运行提供及时有效的状态监控，为电池运行的安全性提供评估与预警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及城市公交车的运行监控领域，特别涉及一种面向新能源城市公交车的数据融合方法及V2X系统。
技术介绍
随着新能源汽车的推广普及，采用电池技术的电动汽车的应用也日益广泛。在国内外很多城市，新能源电动城市客车作为新一代节能环保公共交通工具的应用日益得到普及。其推广应用已经成为实现国家节能减排战略目标的重要环节，对降低城市二氧化碳和有害废气的排放，降低PM2.5细颗粒等污染物资具有及其重要的意义。有别于传统内燃机车，电动汽车依靠电池驱动电机为车辆运行提供动力。而电池作为新能源电动汽车的核心技术之一，对其工作数据信息进行及时有效的采集，分析，整理，以及存储具有着非常重要的意义。为了满足新能源汽车普及推广过程中的安全性和信息化要求，针对新能源汽车的远程监控系统也应运而生。目前这些系统的架构通常包含车载终端，无线通信网络，远程服务器等。其通信通常选用移动通信服务商提供的类似移动电话的数据流量套餐来实现。通常车载终端在通信模块之外还会配置GPS模块来记录车辆的位置信息。以上的方法能比较好的适应非运营车辆如小型家用电动乘用车的使用情况，因为其使用具有单程运行时间和行驶里程较短，产生的电池数据信息量少等特点。电动客车在城市公交中的应用有其自身的特点，也面临着与小型家用乘用车不同的特殊问题。首要的问题是其运行的安全性问题。动力电池是高能量的载体，在失效的时候常常会发生剧烈的燃烧和爆炸。常用的10-12米公交巴士通常只有两个车门供乘客在正常运行时上下车和故障发生时逃生使用。而车上乘客的人数在运行的高峰期常常有几十甚至上百人。所以电动城市公交车运行的安全性，尤其是其电池的安全性需要高度的重视。其次，作为城市公共交通的电动客车在使用上也有其自身的特点，包括运行时间长，负载持续随运行区间动态变化，电池系统电压平台普遍较高，BMS采集数据量大等。基于这些特点，目前提出的类似GPS+GPRS的方案在电动公交的运行监控方面存在一定的问题。主要体现在实时性和数据发送时机的不确定性；运行时间长导致数据流量大，通信费用较高；使用环境的局限性，例如在一些山区的城市，涵洞和隧道的存在对信号的传输也有一定的影响。此外，由于电动城市公交车的特殊性，在发生故障或事故时，所需要采取的应急响应与传统的内燃机公交车也不尽相同。因此，随着新能源公交车的普及推广，如何构建一个面向公共交通，为新能源电动城市客车提供系统化运行监控及事故故障应急响应措施提供系统的解决方案的需求也变得日益迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种面向新能源城市公交车的数据融合方法，该方法将公交站台作为V2X系统的重要数据信息交互中间环节，实现公交车与远程服务器之间的数据与信息的交互，同时通过远程服务器与其他应急设施实现互联，根据实际运行状况的需要提供相应的应急响应方案。本专利技术的另一目的在于提供一种面向新能源城市公交车的V2X系统，其中V2X(VehicletoX)，是未来智能交通运输系统的关键技术，它使得车与车、车与基站、基站与基站之间能够通信，从而获得实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，从而提高驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、提供车载娱乐信息等。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种面向新能源城市公交车的数据融合方法，包含以下步骤：S1、采集监测公交车运行过程中重要运行工作参数信息，所述重要运行工作参数信息包括：(a)通过电池管理系统BMS读取的电池监控传感器信号、故障信息，以及基于相关算法所得到的核心参数的计算值；(b)其他核心零部件(包括电机、电控等)的关键工作状态信息；(c)整车运行状态监控信息；S2、站台位置与靠站信息的拾取：在公交车实际运行过程中，为完成其公共交通工具的主要功能，客车需要在运行线路的每一个站台进行靠站停车，给予乘客一定的时间完成上下车的动作；可以将靠站停车这一过程中产生的特殊步骤或信号作为标记性信息进行拾取，表征车辆是否靠站停车；所述特殊步骤为开关车门的步骤，所述特殊信号包括开关车门按键动作所触发的信号；S3、重要运行工作参数信息的标定处理：将每一时刻采集到的重要运行工作参数信息与相同时刻的靠站信息按时间序列进行一一对应，从而区分各工作数据对应的是行驶过程中的数据还是靠站停车过程中的数据；此外根据线路运行的靠站顺序，将行驶过程中的重要运行工作参数信息与相应的行驶路段一一对应，从而利用站台沿公交线路自然分布的特征，对各重要运行工作参数信息完成分段处理，为各重要运行工作参数信息的按区段分析处理提供合理的依据；S4、已标定各重要运行工作参数信息的处理与发送：在靠站停车和离站的过程中，通过车载终端与站台之间建立起来的通信连接，将经过标定的数据进行打包整理并发送给站台。步骤(a)中，所述核心参数包括SOC、SOH、剩余容量。步骤(a)中，所述相关算法包括荷电状态SOC估算算法，健康状态SOH计算模型。步骤(b)中，所述关键工作状态信息包括电机转速，电机转矩，电机旋转方向，母线电流，电机及电机控制器温度。步骤(c)中，所述整车运行状态监控信息包括整车车速、累计行驶里程、档位信号、驻车指令。本专利技术的另一目的通过以下的技术方案实现：一种面向新能源城市公交车的V2X系统，包括安装在新能源城市公交车的车载终端、安装在公交站台的站台数据及通信模块、远程服务器，所述车载终端采集监测公交车运行过程中重要运行工作参数信息；站台数据及通信模块实现公交客车与远程服务器之间的数据与信息的交互，同时通过远程服务器与其他应急设施实现互联，根据实际运行状况的需要提供相应的应急响应方案。所述面向新能源城市公交车的V2X系统，还包括充电站、应急响应设备，其中通过远程服务器与应急响应设备相连，充电站为新能源城市公交车充电。所述新能源公交客车在运行过程中通过其车载终端与各经停公交站台进行通信，将运行过程中收集整理的整车，电池，以及其他核心零部件的数据分段上传给站台。在这一过程中，可以同时把与运行相关的信息发布给车上的乘客以及在相关站台的候车人员。所述车载终端的主要功能是:(A)读取整车端收集到的重要运行工作参数信息，以及相应的靠站状态信息等；(B)在公交客车靠站离站的过程中，建立起与站台之间的通信，将相关数据上传至站台，并接收来自站台及远程服务器的信息；(C)在某些特殊情况下直接与远端的服务器进行交互通信；(D)车载终端还具有和车上搭乘乘客进行信息交互的功能。所述公交站台构成V2X中的主要数据接入及信息发布节点。通过安装在站台的站台数据及通信模块与运行的新能源公交客车和远程的数据服务器进行数据信息的交互。同时通过站台数据及通信模块将相关信息发布给在站台候车的乘客。所述站台数据及通信模块的主要功能是与靠站的公交客车建立通信连接，接收公交客车上传来的数据信息，并通过站台与服务器之间的通信网络将收集到的客车数据上传至服务器。同时通过与服务器的通信接收下发给靠站停车的公交客车的信息。除了作为公交客车与远程服务器的接口之外，站台模块还可具有一定的数据信息处理及存储功能；所述远程数据服务器的主要功能是：(A)获取各运行车辆的工作数据信息；(B)数据信息的加工，整理，存储，管理；(C)基于数据信息对各运行车辆的工作及安全状态进行评估；(D)对存在安全隐患本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向新能源城市公交车的数据融合方法，其特征在于，包含以下步骤：S1、采集监测公交车运行过程中重要运行工作参数信息，所述重要运行工作参数信息包括：(a)通过电池管理系统BMS读取的电池监控传感器信号、故障信息，以及基于相关算法所得到的核心参数的计算值；(b)其他核心零部件的关键工作状态信息；(c)整车运行状态监控信息；S2、站台位置与靠站信息的拾取：在公交车实际运行过程中，为完成其公共交通工具的主要功能，客车需要在运行线路的每一个站台进行靠站停车，给予乘客一定的时间完成上下车的动作；可以将靠站停车这一过程中产生的特殊步骤或信号作为标记性信息进行拾取，表征车辆是否靠站停车；所述特殊步骤为开关车门的步骤，所述特殊信号包括开关车门按键动作所触发的信号；S3、重要运行工作参数信息的标定处理：将每一时刻采集到的重要运行工作参数信息与相同时刻的靠站信息按时间序列进行一一对应，从而区分各工作数据对应的是行驶过程中的数据还是靠站停车过程中的数据；此外根据线路运行的靠站顺序，将行驶过程中的重要运行工作参数信息与相应的行驶路段一一对应，从而利用站台沿公交线路自然分布的特征，对各重要运行工作参数信息完成分段处理，为各重要运行工作参数信息的按区段分析处理提供合理的依据；S4、已标定各重要运行工作参数信息的处理与发送：在靠站停车和离站的过程中，通过车载终端与站台之间建立起来的通信连接，将经过标定的数据进行打包整理并发送给站台。...

【技术特征摘要】
1.一种面向新能源城市公交车的数据融合方法，其特征在于，包含以下步骤：S1、采集监测公交车运行过程中重要运行工作参数信息，所述重要运行工作参数信息包括：(a)通过电池管理系统BMS读取的电池监控传感器信号、故障信息，以及基于相关算法所得到的核心参数的计算值；(b)其他核心零部件的关键工作状态信息；(c)整车运行状态监控信息；S2、站台位置与靠站信息的拾取：在公交车实际运行过程中，为完成其公共交通工具的主要功能，客车需要在运行线路的每一个站台进行靠站停车，给予乘客一定的时间完成上下车的动作；可以将靠站停车这一过程中产生的特殊步骤或信号作为标记性信息进行拾取，表征车辆是否靠站停车；所述特殊步骤为开关车门的步骤，所述特殊信号包括开关车门按键动作所触发的信号；S3、重要运行工作参数信息的标定处理：将每一时刻采集到的重要运行工作参数信息与相同时刻的靠站信息按时间序列进行一一对应，从而区分各工作数据对应的是行驶过程中的数据还是靠站停车过程中的数据；此外根据线路运行的靠站顺序，将行驶过程中的重要运行工作参数信息与相应的行驶路段一一对应，从而利用站台沿公交线路自然分布的特征，对各重要运行工作参数信息完成分段处理，为各重要运行工作参数信息的按区段分析处理提供合理的依据；S4、已标定各重要运行工作参数信息的处理与发送：在靠站停车和离站的过程中，通过车载终端与站台之间建立起来的通信连接，将经过标定的数据进行打包整...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶国华，王一歌，
申请(专利权)人：叶国华，王一歌，
类型：发明
国别省市：广东;44