馬逸然，王　蔚

（1.山東科技大學(xué)，山東　濟(jì)南　250031；2.國網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南市章丘區(qū)供電公司，山東　濟(jì)南　250012）

0　引言

電動汽車作為一種清潔、高效交通工具，受到了世界各國的廣泛重視與大力推廣。發(fā)展綠色電動汽車產(chǎn)業(yè)也成為我國的重要能源產(chǎn)業(yè)政策，是未來交通工具的發(fā)展趨勢，是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展和新能源戰(zhàn)略的戰(zhàn)略決策[1]。

發(fā)展電動汽車是中國的重要產(chǎn)業(yè)政策，在未來電動汽車大規(guī)模普及的情景下，電動汽車及其充換電設(shè)施大量接入電網(wǎng)，必然對現(xiàn)有電網(wǎng)造成沖擊[2-3]。電動汽車及其充換電業(yè)務(wù)作為智能用電的一項(xiàng)新型業(yè)務(wù)，和傳統(tǒng)的電力業(yè)務(wù)相比，從業(yè)務(wù)范疇、業(yè)務(wù)邊界、業(yè)務(wù)流程、業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)上都幾乎沒有成熟經(jīng)驗(yàn)，而且歐美國家在電動汽車充換電的業(yè)務(wù)開展也尚處在探索和試驗(yàn)階段[4-5]。

為推動電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要通過現(xiàn)代化的技術(shù)手段和管理方法對電動汽車進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)電動汽車的安全和可靠運(yùn)行[2-5]。我國明確規(guī)定對新能源汽車進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，以對新能源汽車質(zhì)量進(jìn)行跟蹤。目前國內(nèi)的主要電動汽車監(jiān)控系統(tǒng)研制均采用了集中式監(jiān)控。在電動汽車運(yùn)營規(guī)模和地域較小、監(jiān)控目標(biāo)少、數(shù)據(jù)量小及數(shù)據(jù)處理算法相對簡單時，單純依靠異種設(shè)備互連和系統(tǒng)集成技術(shù)的集中式監(jiān)控可以滿足電動汽車運(yùn)營系統(tǒng)監(jiān)控需要。但隨著電動汽車規(guī)模和運(yùn)行地域的急劇擴(kuò)大和運(yùn)營環(huán)境的不斷復(fù)雜化，集中式監(jiān)控將越來難以滿足今后電動汽車運(yùn)營監(jiān)控的需要。這使得電動汽車監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性能要求高，系統(tǒng)可靠性和安全性面臨巨大挑戰(zhàn)[5]。為實(shí)現(xiàn)電動汽車及其充換電設(shè)施的有序運(yùn)營管理，進(jìn)一步完善電動汽車運(yùn)營、管理、維護(hù)，必然需要對電動汽車及其充換電設(shè)施進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和有序調(diào)度，實(shí)現(xiàn)電動汽車及其充換電設(shè)施的安全和可靠運(yùn)行[4-5]。

為了解決上述問題，本文分析了現(xiàn)有的電動汽車及其充換電設(shè)施的運(yùn)營特點(diǎn)，通過系統(tǒng)需求分析確定電動汽車運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求，應(yīng)用CIM（通用信息交互模型）框架模型，采用分層監(jiān)控的方法，提出了一種具有良好可靠性的電動汽車運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)。同時，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)中大量應(yīng)用框架和設(shè)計(jì)模式，提高系統(tǒng)的可靠性。

1　功能需求

1.1　系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

1.1.1　監(jiān)控設(shè)備種類較多

電動汽車運(yùn)營涉及配電網(wǎng)、充換電設(shè)施、電動車輛等多個系統(tǒng)，涉及設(shè)備復(fù)雜多樣，技術(shù)參數(shù)難以一致[5]。電動汽車監(jiān)控系統(tǒng)需要接入電動汽車運(yùn)營涉及的異構(gòu)系統(tǒng)和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)環(huán)境中進(jìn)行信息的共享、互聯(lián)和互操作[6-7]。

1.1.2　運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜

電動汽車運(yùn)營環(huán)境復(fù)雜多樣，在充換電站等區(qū)域內(nèi)電磁環(huán)境復(fù)雜多樣，極大考驗(yàn)著系統(tǒng)的可靠性。此外，電動汽車車載終端運(yùn)行工況復(fù)雜，運(yùn)行環(huán)境灰塵大，溫差大，對監(jiān)控設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行要求較高[8-11]。

1.1.3　系統(tǒng)功能需求特殊

電動汽車運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)對正常運(yùn)行狀態(tài)電動汽車的監(jiān)控，對處于充換電狀態(tài)的電動汽車及其充換電設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控。除系統(tǒng)監(jiān)控外，還需實(shí)現(xiàn)電動汽車安全防護(hù)子系統(tǒng)與充電設(shè)施、配電設(shè)施監(jiān)控等子系統(tǒng)的實(shí)時聯(lián)動。此外，還需在集中管控平臺中對監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，提前對電動汽車充換電進(jìn)行有序引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)電動汽車的有序充電，實(shí)現(xiàn)多個監(jiān)控、管理子系統(tǒng)在集中管控平臺上的融合。

1.2　系統(tǒng)功能需求

電動汽車運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過車載終端實(shí)現(xiàn)對電動汽車運(yùn)行速度、位置、電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，以及電動汽車充電設(shè)施有關(guān)的配電設(shè)備、充電設(shè)備、電池更換設(shè)備、安全防護(hù)設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控與管理，確保電動汽車的安全、可靠、高效運(yùn)行。

目前，電動汽車運(yùn)營管控系統(tǒng)從功能上主要分為車輛監(jiān)控、電池監(jiān)控、位置監(jiān)控、身份識別、遠(yuǎn)程控制、安全防護(hù)、充換監(jiān)控、換電監(jiān)控、車輛管理9個模塊。

2　系統(tǒng)方案

2.1　電動汽車監(jiān)控模式

電動汽車運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)從采用分層監(jiān)控模式，總體上分為集中監(jiān)控平臺、站級監(jiān)控平臺、車載終端3層，以電動汽車、充電站、換電站等相關(guān)電動汽車運(yùn)營主體為監(jiān)控對象，構(gòu)建以集中監(jiān)控平臺為核心，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、全覆蓋的電動汽車運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)。

分層監(jiān)控模式，其基本思路是通過將監(jiān)控對象分為不同的層級，各個層級在服從整體目標(biāo)的基礎(chǔ)上，相對獨(dú)立地開展控制活動。分層監(jiān)控思路清晰，易于擴(kuò)展，可靠性高，適用于大規(guī)模電動汽車的調(diào)度控制[12]?？梢杂行У卦诒O(jiān)控端和數(shù)據(jù)采集端之間通過層級式的中間層結(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置，有效兼容集中式監(jiān)控和分布式監(jiān)控，具有很好的靈活性，降低了單點(diǎn)失效的風(fēng)險(xiǎn)，提高了系統(tǒng)的負(fù)載能力[13-14]。

在分層的電動汽車運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)中，集中監(jiān)控平臺是整個系統(tǒng)的運(yùn)營管理核心，依據(jù)電動汽車信息、充換電設(shè)施、路況等約束信息，對電動汽車及其充換電設(shè)施進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)電動汽車有序充換電和安全可靠運(yùn)營。站級監(jiān)控平臺是本地充換電設(shè)施、電動汽車集群的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控中心，對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的電動汽車進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，對電動汽車充換電設(shè)施進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)電動汽車的有序充換電和可靠運(yùn)行。

2.2　監(jiān)控系統(tǒng)通信模式

如圖1所示，電動汽車運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)在站級監(jiān)控系統(tǒng)與集中監(jiān)控平臺之間通過國家電網(wǎng)公司SDH骨干傳輸網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和通信。國家電網(wǎng)公司SDH骨干傳輸網(wǎng)以骨干通信電路、跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)通信電路為主，各級通信網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的電力專用通信網(wǎng)。綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)中繼帶寬由n×155 Mbit／s增加至m×1 000 Mbit／s，通信網(wǎng)承載能力完全可以滿足電動汽車運(yùn)營監(jiān)控的要求。

電動汽車接入站級監(jiān)控平臺通過GPRS無線通信方式接入網(wǎng)。電動汽車移動范圍廣、流動性大、分散程度高。GPRS是目前無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中傳輸速率與經(jīng)濟(jì)性兼具的無線通信方式，在相對較低的網(wǎng)絡(luò)使用資費(fèi)情況下，具有較高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，可以快速有效接入站級監(jiān)控平臺。同時，由于GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控場景的大量應(yīng)用，其可選設(shè)備數(shù)量多，成本相對較低。GPRS支持SMS短消息服務(wù)，使其在靈活性和易用性方面更具優(yōu)勢。此外，GPRS多模芯片兼容3G和2G通信模式，使其在靈活性和易用性方面更具優(yōu)勢。因此，GPRS無線通信方式是目前無線監(jiān)控系統(tǒng)可采用的最好的通信方式[13-14]。此外，集中監(jiān)控平臺也可直接通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對電動汽車運(yùn)行位置信息的直接控制。

圖1　電動汽車運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)通信組網(wǎng)

Zigbee是一種具有近距離、低功耗、低成本特點(diǎn)的近距無線通信技術(shù)，主要適用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域[15-16]。本方案采用Zigbee近距通信方式，實(shí)現(xiàn)電動汽車與站級監(jiān)控之間的快速通信，將車載終端存儲的數(shù)據(jù)上傳到站級監(jiān)控平臺，站級監(jiān)控平臺將數(shù)據(jù)推送到監(jiān)控管理模塊。同時，通過站級監(jiān)控平臺通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對車載終端的遠(yuǎn)程控制。

2.3　電動汽車運(yùn)行模式

根據(jù)車輛運(yùn)行狀態(tài)的不同，可將電動汽車運(yùn)行分為兩種模式：車輛運(yùn)行模式和車輛充換電模式。車輛運(yùn)行模式是電動汽車運(yùn)行的正常模式，車輛處于正常運(yùn)行狀態(tài)，可正常駕駛。車載終端實(shí)時記錄車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)并實(shí)時上傳。

當(dāng)電動汽車需要進(jìn)行充換電時，車輛不能駕駛，進(jìn)入充換電模式，車載終端實(shí)時記錄電動汽車的充換電數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)并上傳。在充換電模式下，電動汽車車載終端通過Zigbee近距無線通信接入站級監(jiān)控平臺，實(shí)現(xiàn)電動汽車離線運(yùn)行批量數(shù)據(jù)的上傳和車輛充換狀態(tài)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)電動汽車的有序充換電。

3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1　CIM框架設(shè)計(jì)

基于分層監(jiān)控策略的電動汽車監(jiān)控系統(tǒng)，融合集中式控制和分布式控制，本身具有異構(gòu)環(huán)境中信息交互、共享和互操作的基本特征，涉及大量的異構(gòu)環(huán)境下的分布式組件之間的信息交互，需要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中跨平臺的信息請求和響應(yīng)[15-16]。為此，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用CIM通用信息交互框架，基于CIM框架的統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換方法和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口，通過公共對象請求代理引擎實(shí)現(xiàn)公共數(shù)據(jù)和交換信息的訪問和交互，如圖2所示[17]。各組件無需知道其他組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和環(huán)境，就可以有效實(shí)現(xiàn)異構(gòu)環(huán)境信息的交互、共享和互操作。CIM框架模型中組件具有系統(tǒng)和編程語言的無關(guān)性以及良好的通用性和可擴(kuò)展性[18]。

CIM模型一般依托于公共對象請求代理引擎實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中跨平臺和操作系統(tǒng)的交互操作，能夠較好滿足電動汽車監(jiān)控系統(tǒng)中大量的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中跨平臺和操作系統(tǒng)的異構(gòu)環(huán)境的交互需求[19]。通過對象組件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)組件的可插拔，提高組件的復(fù)用特性。

圖2　CIM框架架構(gòu)

基于CIM模型將系統(tǒng)從電動汽車監(jiān)控框架設(shè)計(jì)為由公共對象請求代理引擎、數(shù)據(jù)接口、公共信息模型、公共組件、應(yīng)用組件以及高級應(yīng)用6大要素組成。其中，公共對象請求代理引擎即支撐平臺構(gòu)建在已有的組件技術(shù)基礎(chǔ)之上，支持通用的公共信息模型，通過公共信息模型實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接入和交互。在電動汽車監(jiān)控系統(tǒng)中，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化的公共信息模型，定義電動汽車監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對象的邏輯結(jié)構(gòu)和關(guān)系模型。公共信息模型定義了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口規(guī)范，規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)化的交互方法。公共組件，提供系統(tǒng)運(yùn)行的公共基礎(chǔ)組件，為系統(tǒng)運(yùn)營提供公共支撐，包括通信組件、報(bào)表組件、圖形組件、權(quán)限組件、日志組件、數(shù)據(jù)庫管理組件等。應(yīng)用組件則包含電動汽車監(jiān)控中的基本的監(jiān)控功能，其組件包括充電設(shè)施監(jiān)控組件、換電設(shè)施監(jiān)控組件、車輛監(jiān)控組件、運(yùn)營GIS地圖等。高級應(yīng)用通過支撐平臺訪問應(yīng)用組件，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

3.2　系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖3所示，該系統(tǒng)集中監(jiān)控平臺在物理架構(gòu)上配置了3臺服務(wù)器，分別為GIS服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器。其中GIS服務(wù)器用于提供電動汽車運(yùn)行的地圖信息服務(wù)，解算車輛位置信息，跟蹤電動汽車車輛運(yùn)行軌跡，管理運(yùn)行路徑信息和相應(yīng)運(yùn)行歷史記錄。數(shù)據(jù)服務(wù)器用于對站級服務(wù)平臺和運(yùn)行車輛數(shù)據(jù)的收集和整理，對電動汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，消除數(shù)據(jù)冗余，形成電動汽車及其充換電設(shè)施的有效運(yùn)行數(shù)據(jù)，為集中監(jiān)控應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。應(yīng)用服務(wù)器上運(yùn)行相關(guān)車輛監(jiān)控、電池監(jiān)控、充電監(jiān)控、換電監(jiān)控、身份識別、安全防護(hù)、故障預(yù)警等應(yīng)用。通過3臺服務(wù)器的配置模式，有效降低大規(guī)模電動汽車運(yùn)行下數(shù)據(jù)集聚對服務(wù)器造成的負(fù)載壓力，確保系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。

圖3　系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖

在站級監(jiān)控平臺同樣配置了數(shù)據(jù)服務(wù)器，有效實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的收集和整理，對電動汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，消除數(shù)據(jù)冗余，形成電動汽車及其充換電設(shè)施的有效運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)上傳給集中監(jiān)控平臺，應(yīng)用服務(wù)專注于提供應(yīng)用服務(wù)，減少了數(shù)據(jù)通信和上傳的負(fù)載壓力。車載終端通過GPRS向集中監(jiān)控平臺上傳運(yùn)行位置、電池電量等數(shù)據(jù)量相對較小的運(yùn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)，同時向站級監(jiān)控平臺上傳運(yùn)行實(shí)時數(shù)據(jù)。此外，電動汽車車載終端通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)接入站級監(jiān)控平臺，實(shí)現(xiàn)電動汽車充換電的有效控制和有序充換電，完成車載終端離線數(shù)據(jù)的上傳。

3.3　系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)分為系統(tǒng)層、服務(wù)層、應(yīng)用層3層，如圖4所示。為了適應(yīng)不同地區(qū)、不同用戶的需求，系統(tǒng)兼容Linux，Unix和Windows等多種主流操作系統(tǒng)，支持跨平臺和混合平臺操作，提高系統(tǒng)的兼容度和可靠性。系統(tǒng)層為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)通信，通信平臺基于標(biāo)準(zhǔn)多并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議TCP／IP，以提高網(wǎng)絡(luò)通信及異構(gòu)操作系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)交換的可靠性。

服務(wù)層在系統(tǒng)層的基礎(chǔ)上把各類應(yīng)用共同需求抽象出來，基于CIM通用接口，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的服務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫訪問服務(wù)、控制命令服務(wù)、數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)、GIS服務(wù)、系統(tǒng)管理、權(quán)限管理、報(bào)表服務(wù)等CIM通用組件。應(yīng)用層通過CIM引擎調(diào)用相關(guān)服務(wù)組件，這提高了代碼的復(fù)用性，為公用服務(wù)的開發(fā)維護(hù)提供便利。

應(yīng)用層是通過服務(wù)層CIM引擎提供的各類CIM組件搭建出各類不同應(yīng)用，或者通過CIM組件來根據(jù)不同應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)的功能擴(kuò)展，最終實(shí)現(xiàn)車輛監(jiān)控、電池監(jiān)控、充電監(jiān)控、換電監(jiān)控、GPS監(jiān)控、身份識別、遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障告警等功能應(yīng)用。將各子功能在統(tǒng)一的平臺上有機(jī)整合，協(xié)同一致地為電動汽車的監(jiān)控管理目標(biāo)服務(wù)。

3.4　通信組網(wǎng)方式

電動汽車監(jiān)控系統(tǒng)對電動汽車采取分層監(jiān)控策略，這就要求電動汽車依據(jù)其集中式、分布式以及分層監(jiān)控的策略特點(diǎn)，結(jié)合應(yīng)用遠(yuǎn)程、近距以及有限組網(wǎng)方式[17]。

圖4　系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖

圖5　通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

集中監(jiān)控平臺與站級監(jiān)控平臺之間通過國家電網(wǎng)公司SDH骨干傳輸網(wǎng)實(shí)現(xiàn)大批量、實(shí)時數(shù)據(jù)的快速交互。

車輛運(yùn)行狀態(tài)下，站級監(jiān)控平臺與車載終端之間通過GPRS無線通信實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)的交互，實(shí)時傳輸車輛位置、電量、身份信息、車速等實(shí)時監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。充換電狀態(tài)下，站級監(jiān)控平臺與車載終端之間通過具有高靈活性的Zigbee無線通信技術(shù)用于實(shí)現(xiàn)電動汽車監(jiān)控離線數(shù)據(jù)的批量上傳，以及充換電狀態(tài)數(shù)據(jù)的交互和控制。

車載終端通過CAN總線接口與車輛總線相連接，實(shí)現(xiàn)電動汽車的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集和運(yùn)行控制。該通信方式將車載終端作為CAN總線的一個通信節(jié)點(diǎn)接入到電動汽車CAN總線通信網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)對電動汽車運(yùn)行里程、電池電量、車速等車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集。

4　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

4.1　設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用

在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，基于CIM框架技術(shù)，大量應(yīng)用了組件技術(shù)，以及適配器、訂閱者、命令、創(chuàng)造者、工廠和裝飾等設(shè)計(jì)模式，不但大大提升了代碼復(fù)用率，提升了開發(fā)效率，更實(shí)現(xiàn)了高層次的設(shè)計(jì)復(fù)用，從根本上解決了對電動汽車監(jiān)控系統(tǒng)軟件核心內(nèi)容的重復(fù)理解和重復(fù)設(shè)計(jì)的問題，并且提高了軟件質(zhì)量[19]。

適配器模式，應(yīng)用在異構(gòu)環(huán)境中多并發(fā)進(jìn)程通信的實(shí)現(xiàn)中，基于公共通用信息模型，實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)組件的通信[20]。訂閱者模式，應(yīng)用在站級監(jiān)控平臺組件輪詢通信中。以前的站內(nèi)監(jiān)控組件通信模式，是通過輪詢的方式實(shí)現(xiàn)通信組件匹配，例如電動汽車電池組件中電壓過低或者電量過低提示量發(fā)生了改變，其他關(guān)心該變量變化的組件需要立即做出相應(yīng)動作，這就需要變量變化的組件觸發(fā)消息發(fā)布模式，通知關(guān)心該變量變化的組件。該設(shè)計(jì)模式建立一種組件之間的通知依賴關(guān)系，一個對象（目標(biāo)對象）的狀態(tài)發(fā)生改變，所有的依賴對象（訂閱者對象）都將得到觸發(fā)通知，實(shí)現(xiàn)了松耦合狀態(tài)下異構(gòu)組件工作協(xié)同[20]。

電動汽車分層監(jiān)控框架中控制指令與消息指令是監(jiān)控系統(tǒng)的核心，命令模式，把請求或者操作方法封裝到對象中，允許系統(tǒng)使用不同的請求把客戶端參數(shù)化，尤其異構(gòu)環(huán)境下的控制指令予以抽象，實(shí)現(xiàn)控制指令的事務(wù)化管理。

設(shè)計(jì)模式在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)中的應(yīng)用，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)效率，改善系統(tǒng)的可靠性，降低研發(fā)和維護(hù)成本。

4.2　系統(tǒng)應(yīng)用

目前，該系統(tǒng)在臨沂焦莊、青島薛家島的運(yùn)行測試已經(jīng)結(jié)束，測試結(jié)果與設(shè)計(jì)相符并且性能穩(wěn)定，通過驗(yàn)收，并在臨沂、濟(jì)南、青島等地進(jìn)行了推廣，擔(dān)負(fù)電動汽車的自動化監(jiān)控和管理任務(wù)，運(yùn)行良好。該系統(tǒng)提高了電動汽車運(yùn)營維護(hù)的工作效率，節(jié)約了人力資源成本，為電動汽車的生產(chǎn)管理工作帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

5　結(jié)語

如何以相對較低成本實(shí)現(xiàn)電動汽車的有效監(jiān)控和有序運(yùn)營，提高電動汽車運(yùn)行的安全性和可靠性，是目前電動汽車產(chǎn)業(yè)全面推廣和應(yīng)用面臨的一個關(guān)鍵性問題。本文基于電動汽車運(yùn)營特點(diǎn)，以系統(tǒng)運(yùn)行可靠和安全為目標(biāo)，從電動汽車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)出發(fā)，大量應(yīng)用框架和設(shè)計(jì)模式，應(yīng)用電動汽車分層監(jiān)控策略，實(shí)現(xiàn)電動汽車運(yùn)營的有效監(jiān)控和有序調(diào)度，提高系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，降低系統(tǒng)的開發(fā)維護(hù)成本。

本文研究成果經(jīng)過工程實(shí)踐的不斷完善，系統(tǒng)架構(gòu)得以不斷擴(kuò)展、優(yōu)化，順利實(shí)現(xiàn)對電動汽車的有效監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷有序調(diào)控，有效保障電動汽車的安全、高效運(yùn)行，得到用戶的檢驗(yàn)、認(rèn)可。

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