【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電動(dòng)汽車充電，具體為一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、智能充電管理系統(tǒng)作為its的重要組成部分，主要目的是通過智能算法和多源數(shù)據(jù)分析，提供個(gè)性化的充電方案，提升電動(dòng)汽車的充電效率。電動(dòng)汽車充電涉及多個(gè)維度的數(shù)據(jù)來源，如歷史充電數(shù)據(jù)、駕駛行為、地理位置和季節(jié)性因素等，這些數(shù)據(jù)可以通過智慧管理系統(tǒng)加以分析和處理，為用戶提供更符合個(gè)人需求的充電方案。
2、在申請(qǐng)公布號(hào)為cn215552653u的專利技術(shù)專利中，公開了一種基于大數(shù)據(jù)的電動(dòng)汽車充電樁智慧管理系統(tǒng)，通過對(duì)充電樁的維修預(yù)警對(duì)維修人員進(jìn)行警示，充電樁損壞后，其上的充電頭便無法充電，當(dāng)前車主在使用充電頭和電動(dòng)汽車連接的時(shí)候，充電頭上無電流通過，電流檢測系統(tǒng)檢測到充電頭無電流通過以后，會(huì)同時(shí)將此信號(hào)傳遞到警示系統(tǒng)、維修提示系統(tǒng)和實(shí)地提示系統(tǒng)，警示系統(tǒng)可對(duì)當(dāng)前車主進(jìn)行此充電樁無法使用的警示。
3、但是上述的功能很難讓開車的人員找到最適合自身的充電站，而且目前，電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的現(xiàn)狀主要依賴于用戶的手動(dòng)決策或簡單的充電站管理系統(tǒng)。存在諸多不足，未能有效考慮用戶的個(gè)性化需求、駕駛習(xí)慣和行駛路徑，導(dǎo)致充電過程過于機(jī)械化，無法靈活應(yīng)對(duì)實(shí)際需求。這種缺乏智能分析的充電方式容易導(dǎo)致用戶在充電過程中遇到諸如充電時(shí)間過長、充電站分布不合理、充電成本波動(dòng)較大問題，
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，解決了
技術(shù)介紹
中提到的
2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、特征提取與權(quán)重分配模塊、個(gè)性化充電方案生成模塊、用戶反饋與學(xué)習(xí)模塊和系統(tǒng)監(jiān)控與維護(hù)模塊；
3、所述數(shù)據(jù)采集模塊通過傳感器和車載設(shè)備實(shí)時(shí)采集多源數(shù)據(jù)，包括用戶的歷史充電數(shù)據(jù)hc、駕駛行為數(shù)據(jù)db、地理位置信息gp和季節(jié)性因素ts，組成原始數(shù)據(jù)集wx；
4、所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對(duì)原始數(shù)據(jù)集wx進(jìn)行清洗、去噪和歸一化處理，獲取多源數(shù)據(jù)集w；
5、所述特征提取與權(quán)重分配模塊通過使用pca特征提取技術(shù)，從多源數(shù)據(jù)集w提取出特征包括充電時(shí)間t，充電量q和充電站選擇d的特征；
6、所述個(gè)性化充電方案生成模塊根據(jù)加權(quán)推薦模型的輸出，結(jié)合用戶的充電需求，生成充電方案，包括最佳充電時(shí)間tc、最佳充電量qc和最佳充電地點(diǎn)dloc；
7、所述用戶反饋與學(xué)習(xí)模塊根據(jù)用戶對(duì)充電方案的反饋進(jìn)行記錄，并調(diào)整權(quán)重分配策略；
8、所述系統(tǒng)監(jiān)控與維護(hù)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控充電過程中汽車的狀態(tài)，檢測異常和故障，并進(jìn)行定期評(píng)估。
9、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括傳感器數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)整合與存儲(chǔ)單元；
10、所述傳感器數(shù)據(jù)采集單元對(duì)歷史充電數(shù)據(jù)hc、駕駛行為數(shù)據(jù)db、地理位置信息gp和季節(jié)性因素ts進(jìn)行采集，歷史充電數(shù)據(jù)hc通過對(duì)充電樁通信設(shè)備的交互記錄進(jìn)行固定周期提取組成，駕駛行為數(shù)據(jù)db通過車載ecu采集，地理位置信息gp通過車輛的gps模塊采集，季節(jié)性因素ts通過系統(tǒng)中的時(shí)間與日期信息獲??；
11、其中，歷史充電數(shù)據(jù)hc包括充電時(shí)間t、充電量q、充電功率pc和充電站選擇d；駕駛行為數(shù)據(jù)db包括平均車速，駕駛時(shí)長和駕駛模式；
12、所述數(shù)據(jù)整合與存儲(chǔ)單元對(duì)傳感器數(shù)據(jù)采集單元采集的歷史充電數(shù)據(jù)hc、駕駛行為數(shù)據(jù)db、地理位置信息gp和季節(jié)性因素ts進(jìn)行初步的整合，形成原始數(shù)據(jù)集wx。
13、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊包括數(shù)據(jù)清洗與去噪單元和數(shù)據(jù)歸一化單元；
14、所述數(shù)據(jù)清洗與去噪單元對(duì)原始數(shù)據(jù)集wx進(jìn)行清洗和去噪處理，清洗包括缺失值處理，去噪包括使用平滑濾波器去除噪聲；
15、缺失值處理對(duì)原始數(shù)據(jù)集wx進(jìn)行缺失填充處理，獲取原始填充數(shù)據(jù)集wxf，再對(duì)原始填充數(shù)據(jù)集wxf使用平滑濾波器進(jìn)行去噪處理，獲取原始去噪數(shù)據(jù)集wxs；
16、所述數(shù)據(jù)歸一化單元對(duì)原始去噪數(shù)據(jù)集wxs進(jìn)行歸一化處理，獲取多源數(shù)據(jù)集w。
17、優(yōu)選的，所述特征提取與權(quán)重分配模塊包括特征提取單元和權(quán)重分配單元；
18、所述特征提取單元從多源數(shù)據(jù)集w中提取出歷史充電數(shù)據(jù)hc，通過使用pca對(duì)多源數(shù)據(jù)集w中的歷史充電數(shù)據(jù)hc進(jìn)行提取，獲取用戶充電時(shí)間t，充電量q和充電站選擇d的特征，組成多維特征z，并進(jìn)行特征矩陣轉(zhuǎn)換，獲取特征矩陣hz：
19、所述特征矩陣hz通過以下轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換：
20、；
21、式中，p表示pca的變換矩陣；
22、所述特征矩陣hz通過線性組合后，獲取加權(quán)處理后的特征矩陣hz：
23、hz；
24、式中，分別表示充電時(shí)間t，充電量q和充電站選擇d的預(yù)設(shè)權(quán)重值，同步對(duì)充電時(shí)間t的預(yù)設(shè)權(quán)重值，充電量q的預(yù)設(shè)權(quán)重值和充電站選擇d的預(yù)設(shè)權(quán)重值，組成權(quán)重值組。
25、優(yōu)選的，所述個(gè)性化充電方案生成模塊包括方案生成單元和方案優(yōu)化單元；
26、所述方案生成單元根據(jù)特征提取與權(quán)重分配模塊獲取的加權(quán)處理后的特征矩陣hz和權(quán)重組，針對(duì)不同地區(qū)，計(jì)算每個(gè)地區(qū)的綜合評(píng)分s，獲取最佳充電時(shí)間tc、最佳充電量qc和最佳充電地點(diǎn)dloc；
27、所述綜合評(píng)分s通過以下公式獲取：
28、s；
29、式中，表示第j個(gè)地區(qū)的第i個(gè)特征值，和表示特征非線性貢獻(xiàn)的參數(shù)，表示描述特征的平方項(xiàng)影響，表示特征的對(duì)數(shù)變化；
30、根據(jù)綜合評(píng)分s，獲取最高得分的時(shí)間段、最高得分的充電量和最高得分的充電地點(diǎn)：
31、，，；
32、式中，分別表示充電時(shí)間的評(píng)分、充電量的評(píng)分和充電地點(diǎn)的評(píng)分；
33、根據(jù)最高得分的時(shí)間段獲取最佳充電時(shí)間tc；
34、所述最佳充電時(shí)間tc通過以下公式獲?。?/p>
35、tc；
36、式中，pr表示汽車剩余的電量，ce表示充電效率，表示季節(jié)對(duì)充電效率的影響夏季效率高，冬季效率低；
37、根據(jù)最高得分的充電量獲取最佳充電量qc；
38、qc；
39、式中，表示車輛電池的總?cè)萘浚瑂oc表示剩余電量的百分比，取值范圍0到1，表示未來行駛所需的預(yù)留電量；
40、根據(jù)最高得分的充電地點(diǎn)獲取最佳充電地點(diǎn)dloc；
41、所述最佳充電地點(diǎn)dloc通過以下公式獲取：
42、dloc；
43、式中，dloc表示最佳充電地點(diǎn)，具體表示推薦的充電站，表示用戶所在位置與充電站之間的距離，表示充電站的負(fù)載系數(shù)，表示調(diào)節(jié)因子，表示最小值函數(shù)。
44、優(yōu)選的，所述方案優(yōu)化單元根據(jù)用戶當(dāng)前的需求、外部條件和車輛當(dāng)前電池狀態(tài)對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整，所述方案優(yōu)化單元通過使用約束優(yōu)化算法對(duì)最佳充電時(shí)間tc和最佳充電地點(diǎn)dloc進(jìn)行調(diào)整；...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、特征提取與權(quán)重分配模塊、個(gè)性化充電方案生成模塊、用戶反饋與學(xué)習(xí)模塊和系統(tǒng)監(jiān)控與維護(hù)模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集模塊包括傳感器數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)整合與存儲(chǔ)單元；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊包括數(shù)據(jù)清洗與去噪單元和數(shù)據(jù)歸一化單元；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：所述特征提取與權(quán)重分配模塊包括特征提取單元和權(quán)重分配單元；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：所述個(gè)性化充電方案生成模塊包括方案生成單元和方案優(yōu)化單元；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：所述方案優(yōu)化單元根據(jù)用戶當(dāng)前的需求、外部條件和車輛當(dāng)前電池狀態(tài)對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整，所述方
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：所述用戶反饋與學(xué)習(xí)模塊包括反饋記錄單元和強(qiáng)化學(xué)習(xí)優(yōu)化單元；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：所述強(qiáng)化學(xué)習(xí)優(yōu)化單元通過使用Q-learning算法，根據(jù)反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，逐步調(diào)整權(quán)重分配策略；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)監(jiān)控與維護(hù)模塊包括實(shí)時(shí)監(jiān)控單元和維護(hù)優(yōu)化單元；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：所述維護(hù)優(yōu)化單元根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控單元檢測到的異常情況，進(jìn)行響應(yīng)，包括調(diào)整充電功率、暫停充電和切換充電模式。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、特征提取與權(quán)重分配模塊、個(gè)性化充電方案生成模塊、用戶反饋與學(xué)習(xí)模塊和系統(tǒng)監(jiān)控與維護(hù)模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集模塊包括傳感器數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)整合與存儲(chǔ)單元；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊包括數(shù)據(jù)清洗與去噪單元和數(shù)據(jù)歸一化單元；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：所述特征提取與權(quán)重分配模塊包括特征提取單元和權(quán)重分配單元；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管理系統(tǒng)，其特征在于：所述個(gè)性化充電方案生成模塊包括方案生成單元和方案優(yōu)化單元；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于多源數(shù)據(jù)分析的電動(dòng)汽車充電智慧管...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：瞿奕然，林毅，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：四川大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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