一种基于互联网的充电站智能监控管理系统及方法与流程

1.本发明涉及充电站监控技术领域，具体为一种基于互联网的充电站智能监控管理系统及方法。


背景技术：

2.近年来，“碳达峰、碳中和”成为全球热点话题，同时也落实到很多国家的发展政策中，汽车电动化是实现减排目标的一项主要措施，部分国家正式或非正式的宣布了燃油车禁售计划；我国近些年来，一直大力推动新能源汽车的发展，在全国范围内落实充电站基层建设；随着充电站的数量在不断的增加，但是对于充电站的维护方面也产生了很多问题；当充电站发生故障事件时，需要维修人员赶往现场对故障源进行逐一排查，不仅费时费力而且存在盲目性，同时无法将设备端故障源与用户实际使用结合起来，从用户角度出发解决实际问题，尤其当维修人员不足或者故障事件紧急的情况下，很容易受到冗余故障源干扰，降低维修效率，并且很难快速精准的寻找到故障源。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于互联网的充电站智能监控管理系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
5.一种基于互联网的充电站智能监控管理系统，本系统包括：充电站故障事件库模块、集合计算模块、故障事件处理模块和智能化维修决策模块；
6.所述充电站故障事件库模块，用于预先建立充电站故障事件库，所述充电站故障事件库包括设备端故障事件库和用户端感知故障事件库；其中，一种设备端故障事件对应至少一种用户端感知故障事件；
7.所述集合计算模块，用于在预设故障采集周期内，采集某个充电站的故障事件库；获取该充电站的设备端故障事件库的设备端故障事件，并生成设备端故障事件集合；获取该充电站的用户端感知故障事件库的用户使用异常的故障事件，并生成用户端感知故障事件集合；根据设备端故障事件集合和用户端感知故障事件集合，生成该充电站故障事件关系集合和故障事件控制集合；
8.所述故障事件处理模块，用于基于故障事件关系集合和故障事件控制集合，计算每一个故障事件重要度，同时按照故障事件重要度从大到小的顺序进行排序，得到排序结果，所述排序结果记为该充电站的维修指导手册，所述故障事件包括设备端故障事件和用户端感知故障事件；依据每一个故障事件重要度，计算该充电站维修指数；
9.所述智能化维修决策模块，用于在预设采集周期内，当充电站智能监管区域内发生故障事件时，按照充电站维修指数和维修指导手册，生成智能化维修决策；所述智能化维修决策模块还包括智能监控管理终端，所述智能监控管理终端用于展示智能化维修决策。
10.进一步的，所述充电站故障事件库模块还包括映射关联单元和故障事件筛选单
元；
11.所述映射关联单元，用于根据历史故障维修日志数据，获取充电站的所有故障事件；将所有故障事件按照故障类型划分为设备端故障事件和用户端感知故障事件；根据历史故障维修日志，对设备端故障事件与用户端故障事件之间找寻对应时间映射关联，如果一个设备端故障事件发生后，继而触发引起至少一种用户端感知故障事件，则该设备端故障事件与触发引起的至少一种用户端感知故障事件存在对应时间映射关联；
12.所述故障事件筛选单元，用于将不存在时间映射关联的设备端故障事件和用户端感知故障事件标记为孤立故障事件，将孤立故障事件从充电桩故障事件库中剔除。
13.进一步的，所述集合计算模块还包括第一集合计算单元和第二集合计算单元；
14.所述第一集合计算单元，用于根据布尔代数运算，计算该充电站故障事件关系集合；
15.所述第二集合计算单元，用于根据布尔代数运算，计算该充电站故障事件控制集合。
16.进一步的，所述故障事件处理模块还包括故障事件重要度计算单元和充电站维修指数计算单元；
17.所述故障事件重要度计算单元，用于基于故障事件关系集合和故障事件控制集合，计算每一个故障事件重要度；
18.所述充电站维修指数计算单元，用于依据每一个故障事件重要度，计算充电站维修指数。
19.一种基于互联网的充电站智能监控管理方法，本方法包括以下步骤：
20.步骤s100：预先建立充电站故障事件库，所述充电站故障事件库包括设备端故障事件库和用户端感知故障事件库；其中，一种设备端故障事件对应至少一种用户端感知故障事件；
21.步骤s200：在预设故障采集周期内，采集某个充电站的故障事件库；获取该充电站的设备端故障事件库的设备端故障事件，并生成设备端故障事件集合；获取该充电站的用户端感知故障事件库的用户使用异常的故障事件，并生成用户端感知故障事件集合；根据设备端故障事件集合和用户端感知故障事件集合，生成该充电站故障事件关系集合和故障事件控制集合；
22.步骤s300：基于故障事件关系集合和故障事件控制集合，计算每一个故障事件重要度，同时按照故障事件重要度从大到小的顺序进行排序，得到排序结果，所述排序结果记为该充电站的维修指导手册，所述故障事件包括设备端故障事件和用户端感知故障事件；依据每一个故障事件重要度，计算该充电站维修指数；
23.步骤s400：返回步骤s200，分别计算充电站智能监管区域内每一个充电站维修指数和维修指导手册；在预设采集周期内，当充电站智能监管区域内发生故障事件时，按照充电站维修指数和维修指导手册，生成智能化维修决策发送至智能监控管理终端。
24.进一步的，所述步骤s100的具体实施过程包括：
25.步骤s101：根据历史故障维修日志数据，获取充电站的所有故障事件；将所有故障事件按照故障类型划分为设备端故障事件和用户端感知故障事件；根据历史故障维修日志，对设备端故障事件与用户端故障事件之间找寻对应时间映射关联，如果一个设备端故
障事件发生后，继而触发引起至少一种用户端感知故障事件，则该设备端故障事件与触发引起的至少一种用户端感知故障事件存在对应时间映射关联；
26.步骤s102：在所有故障事件中，对全部设备端故障事件和全部用户端感知故障事件遍历进行时间映射关联，并且将不存在时间映射关联的设备端故障事件和用户端感知故障事件标记为孤立故障事件；建立充电桩故障事件库，其中充电桩故障事件库中不存在孤立故障事件；
27.根据上述方法，将故障事件从设备端和用户端两个层面来分析，构建映射关联，便于找寻设备端故障与用户端故障之间的关系；其中，存在一些设备端发生故障时，但是不会导致用户无法使用，所以标记孤立故障事件；进而从用户端实际使用角度出发来分析，解决充电站不满足用户使用的实际问题。
28.进一步的，所述步骤s200中根据设备端故障事件集合和用户端感知故障事件集，生成该充电站故障事件关系集合和故障事件控制集合的具体实施过程包括：
29.步骤s201：根据充电桩故障事件库，将设备端故障事件库生成集合，记为a＝{x1，x2，...，xn}，将用户端感知故障事件库生成集合，记为b＝{y1，y2，...，ym}，n和m分别为常数；
30.步骤s202：在预设故障采集周期内，获取该充电站的设备端故障事件库的设备端故障事件，并生成设备端故障事件集合，记为a；获取该充电站的用户端感知故障事件库的用户使用异常的故障事件，并生成用户端感知故障事件集合，记为b；其中，a∈a，b∈b；
31.步骤s203：根据时间映射关联，将触发引起某个用户端故障事件的所有设备端故障事件生成对应的映射关联关系集合；其中，一个用户端故障事件对应生成一种映射关联关系集合，即yi对应生成的映射关联关系集合为ci，且yi∈b，ci∈a，i∈{1，2，...，m}；
32.步骤s204：根据布尔代数运算，计算该充电站故障事件关系集合，具体的计算过程如下：
[0033][0034]
其中，t表示该充电站故障事件关系函数，f(ci)表示将ci中每一个元素相加组成的多项式；则t右边等式中每一个加项式即为一种故障事件关系，所有故障事件关系组成的集合即为该充电站故障事件关系集合；
[0035]
根据上述方法，ci中任一个设备端故障事件的发生都会导致用户端故障事件yi的发生，因此需要将ci中的元素相加，f(ci)乘以yi表示当yi与ci的映射关系成立时，才能触发完整的故障连锁反应，因此用乘法；同时，每一个故障连锁反应代表一种故障事件关系，因此需要用求和公式，获取所有故障事件关系；
[0036]
根据布尔代数运算，计算该充电站故障事件控制集合，具体的计算过程如下：
[0037][0038]
其中，k表示该充电站故障事件控制函数，g(ci)表示将ci中每一个元素相乘组成的多项式；则k右边等式中每一个乘项式即为一种故障事件控制方式，所有故障事件控制方式组成的集合即为该充电站故障事件控制集合；
[0039]
根据上述方法，为了完全解决充电站的故障事件，必须同时解决ci中的每一个设
备故障事件，因此需要将ci中的元素相乘，同时只要g(ci)和yi中任一个故障问题解决，则会中断yi和ci的映射关联，因此将g(ci)和yi相加；并且，也要同时将所有故障连锁反应中断，才能破坏故障连锁反应，因此需要用求乘公式，从而为解决用户实际使用问题提供全面、科学和规范严谨的方案。
[0040]
进一步的，所述步骤s300的具体实施过程包括：
[0041]
步骤s301：基于故障事件关系集合和故障事件控制集合，计算每一个故障事件重要度，具体计算公式如下：
[0042][0043]
其中，v(i)表示任一故障事件i的故障事件重要度，h表示故障事件关系集合中包含故障事件i的数量，sj表示故障事件控制集合中包含故障事件i的第j个故障事件控制方式的元素数量，l表示故障事件控制集合中包含故障事件i的故障事件控制方式的总数量；
[0044]
步骤s302：依据每一个故障事件重要度，计算该充电站维修指数，具体计算公式如下：
[0045][0046]
其中，e表示该充电站维修指数，u为基于故障事件关系集合和故障事件控制集合的并集；
[0047]
步骤s303：将u中元素按照故障事件重要度从大到小的顺序进行排序，得到排序结果，所述排序结果记为该充电站的维修指导手册。
[0048]
进一步的，所述步骤s400的具体实施过程包括：
[0049]
步骤s401：返回步骤s200，分别计算充电站智能监管区域内每一个充电站维修指数和维修指导手册；
[0050]
步骤s402：在预设采集周期内，当充电站智能监管区域内发生故障事件时，获取智能化维修决策发送至智能监控管理终端，所述智能化维修决策为按照充电站维修指数从大到小的顺序依次进行维修，同时当在维修某个充电站时按照该充电站的维修指导手册进行维修。
[0051]
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明提供的一种基于互联网的充电站智能监控管理系统及方法中，通过获取多源故障源事件，从设备端和用户端两个层面分析，建立设备端故障和用户端故障映射关联，进而生成故障事件关系集合和故障事件控制集合，从故障事件关系中，智能化找寻故障事件控制方式，从而能够快速精准的找到故障点，帮助维修人员有效的解决故障源问题；同时按照故障事件重要度生成维修指导手册，再根据充电站维修指数提供给维修人员建议，尤其当维修人员不足或者故障事件紧急的情况下，能够从用户角度出发，生成智能化维修决策，解决实际问题，避免冗余故障源干扰，提高维修人员工作效率。
附图说明
[0052]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且且构成说明书的一部分，与本发明的
实施例一起用于解释本发明，并且不构成对本发明的限制。在附图中：
[0053]
图1是本发明一种基于互联网的充电站智能监控管理系统的结构示意图；
[0054]
图2是本发明一种基于互联网的充电站智能监控管理方法的步骤示意图。
具体实施方式
[0055]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0056]
请参阅图1-图2，本发明提供技术方案：
[0057]
请参阅图1，在本实施例一中：提供一种基于互联网的充电站智能监控管理系统，该系统包括：充电站故障事件库模块、集合计算模块、故障事件处理模块和智能化维修决策模块；
[0058]
充电站故障事件库模块，用于预先建立充电站故障事件库，其中充电站故障事件库包括设备端故障事件库和用户端感知故障事件库；其中，一种设备端故障事件对应至少一种用户端感知故障事件；
[0059]
集合计算模块，用于在预设故障采集周期内，采集某个充电站的故障事件库；获取该充电站的设备端故障事件库的设备端故障事件，并生成设备端故障事件集合；获取该充电站的用户端感知故障事件库的用户使用异常的故障事件，并生成用户端感知故障事件集合；根据设备端故障事件集合和用户端感知故障事件集合，生成该充电站故障事件关系集合和故障事件控制集合；
[0060]
故障事件处理模块，用于基于故障事件关系集合和故障事件控制集合，计算每一个故障事件重要度，同时按照故障事件重要度从大到小的顺序进行排序，得到排序结果，将排序结果记为该充电站的维修指导手册，其中故障事件包括设备端故障事件和用户端感知故障事件；依据每一个故障事件重要度，计算该充电站维修指数；
[0061]
智能化维修决策模块，用于在预设采集周期内，当充电站智能监管区域内发生故障事件时，按照充电站维修指数和维修指导手册，生成智能化维修决策；其中智能化维修决策模块还包括智能监控管理终端，智能监控管理终端用于展示智能化维修决策。
[0062]
其中，充电站故障事件库模块还包括映射关联单元和故障事件筛选单元；
[0063]
映射关联单元，用于根据历史故障维修日志数据，获取充电站的所有故障事件；将所有故障事件按照故障类型划分为设备端故障事件和用户端感知故障事件；根据历史故障维修日志，对设备端故障事件与用户端故障事件之间找寻对应时间映射关联，如果一个设备端故障事件发生后，继而触发引起至少一种用户端感知故障事件，则该设备端故障事件与触发引起的至少一种用户端感知故障事件存在对应时间映射关联；
[0064]
故障事件筛选单元，用于将不存在时间映射关联的设备端故障事件和用户端感知故障事件标记为孤立故障事件，将孤立故障事件从充电桩故障事件库中剔除。
[0065]
其中，集合计算模块还包括第一集合计算单元和第二集合计算单元；
[0066]
第一集合计算单元，用于根据布尔代数运算，计算该充电站故障事件关系集合；
[0067]
第二集合计算单元，用于根据布尔代数运算，计算该充电站故障事件控制集合。
[0068]
其中，故障事件处理模块还包括故障事件重要度计算单元和充电站维修指数计算单元；
[0069]
故障事件重要度计算单元，用于基于故障事件关系集合和故障事件控制集合，计算每一个故障事件重要度；
[0070]
充电站维修指数计算单元，用于依据每一个故障事件重要度，计算充电站维修指数。
[0071]
请参阅图2，在本实施例二中：提供一种基于互联网的充电站智能监控管理方法，该方法包括以下步骤：
[0072]
预先建立充电站故障事件库，其中充电站故障事件库包括设备端故障事件库和用户端感知故障事件库；其中，一种设备端故障事件对应至少一种用户端感知故障事件；
[0073]
例如，设备端故障数据库包含tcu运行故障数据、充电桩控制器故障数据、电表故障数据、bms系统故障数据、充电显示屏故障数据和监控设备故障数据，用户端感知故障数据库包含固体按键操控故障数据、锁枪故障数据和充电中断故障数据；
[0074]
根据历史故障维修日志数据，获取充电站的所有故障事件；将所有故障事件按照故障类型划分为设备端故障事件和用户端感知故障事件；根据历史故障维修日志，对设备端故障事件与用户端故障事件之间找寻对应时间映射关联，如果一个设备端故障事件发生后，继而触发引起至少一种用户端感知故障事件，则该设备端故障事件与触发引起的至少一种用户端感知故障事件存在对应时间映射关联；
[0075]
在所有故障事件中，对全部设备端故障事件和全部用户端感知故障事件遍历进行时间映射关联，并且将不存在时间映射关联的设备端故障事件和用户端感知故障事件标记为孤立故障事件；建立充电桩故障事件库，其中充电桩故障事件库中不存在孤立故障事件；
[0076]
在预设故障采集周期内，采集某个充电站的故障事件库；获取该充电站的设备端故障事件库的设备端故障事件，并生成设备端故障事件集合；获取该充电站的用户端感知故障事件库的用户使用异常的故障事件，并生成用户端感知故障事件集合；根据设备端故障事件集合和用户端感知故障事件集合，生成该充电站故障事件关系集合和故障事件控制集合；
[0077]
根据充电桩故障事件库，将设备端故障事件库生成集合，记为a＝{x1，x2，...，xn}，将用户端感知故障事件库生成集合，记为b＝{y1，y2，...，ym}，n和m分别为常数；
[0078]
例如，在预设故障采集周期内共发现3个需要维修的充电站，其中，3个充电站共有设备端故障事件{tcu运行故障数据x1，充电桩控制器故障数据x2，电表故障数据x3，bms系统故障数据x4，充电显示屏故障数据x5}，共有用户端感知故障事件{固体按键操控故障数据y1，锁枪故障数据y2，充电中断故障数据y3}；
[0079]
在预设故障采集周期内，获取该充电站的设备端故障事件库的设备端故障事件，并生成设备端故障事件集合，记为a；获取该充电站的用户端感知故障事件库的用户使用异常的故障事件，并生成用户端感知故障事件集合，记为b；其中，a∈a，b∈b；
[0080]
根据时间映射关联，将触发引起某个用户端故障事件的所有设备端故障事件生成对应的映射关联关系集合；其中，一个用户端故障事件对应生成一种映射关联关系集合，即yi对应生成的映射关联关系集合为ci，且yi∈b，ci∈a，i∈{1，2，...，m}；
[0081]
例如，充电站1的映射关联关系有，c2：y2→
{x2，x3}和c3：y3→
{x1，x2}；
[0082]
根据布尔代数运算，计算该充电站故障事件关系集合，具体的计算过程如下：
[0083][0084]
其中，t表示该充电站故障事件关系函数，f(ci)表示将ci中每一个元素相加组成的多项式；则t右边等式中每一个加项式即为一种故障事件关系，所有故障事件关系组成的集合即为该充电站故障事件关系集合；
[0085]
例如，该充电站故障事件关系有：t＝(x2+x3)*y2+(x1+x2)*y3＝x2y2+x3y2+x1y3+x2y3；则该充电站故障事件关系集合为{(x1，y3)，(x2，y2)，(x2，y3)，(x3，y2)}；
[0086]
根据布尔代数运算，计算该充电站故障事件控制集合，具体的计算过程如下：
[0087][0088]
其中，k表示该充电站故障事件控制函数，g(ci)表示将ci中每一个元素相乘组成的多项式；则k右边等式中每一个乘项式即为一种故障事件控制方式，所有故障事件控制方式组成的集合即为该充电站故障事件控制集合；
[0089]
例如，该充电站故障事件控制方式有：k＝(x2x3+y2)(x1x2+y3)＝x1x2x3+x2x3y3+x1x2y2+y2y3；则该充电站故障事件控制集合为{x1x2x3，x2x3y3，x1x2y2，y2y3}；
[0090]
基于故障事件关系集合和故障事件控制集合，计算每一个故障事件重要度，同时按照故障事件重要度从大到小的顺序进行排序，得到排序结果，将排序结果记为该充电站的维修指导手册，其中故障事件包括设备端故障事件和用户端感知故障事件；依据每一个故障事件重要度，计算该充电站维修指数；
[0091]
基于故障事件关系集合和故障事件控制集合，计算每一个故障事件重要度，具体计算公式如下：
[0092][0093]
其中，v(i)表示任一故障事件i的故障事件重要度，h表示故障事件关系集合中包含故障事件i的数量，sj表示故障事件控制集合中包含故障事件i的第j个故障事件控制方式的元素数量，l表示故障事件控制集合中包含故障事件i的故障事件控制方式的总数量；
[0094]
例如，对y3来说，其对应的h＝2，故障事件控制方式有{x2x3y3，y2y3}，则v(y3)＝1/2
3-1
+1/2
2-1
＝3/4；
[0095]
依据每一个故障事件重要度，计算该充电站维修指数，具体计算公式如下：
[0096][0097]
其中，e表示该充电站维修指数，u为基于故障事件关系集合和故障事件控制集合的并集；
[0098]
将u中元素按照故障事件重要度从大到小的顺序进行排序，得到排序结果，将排序结果记为该充电站的维修指导手册；
[0099]
分别计算充电站智能监管区域内每一个充电站维修指数和维修指导手册；在预设
采集周期内，当充电站智能监管区域内发生故障事件时，按照充电站维修指数和维修指导手册，生成智能化维修决策发送至智能监控管理终端。
[0100]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并且不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。