前言

充電基礎設施為電動汽車提供充換電服務，是重要的交通能源融合類基礎設施。近年來，隨著新能源汽車產業快速發展，我國充電基礎設施持續增長，已建成世界上數量最多、服務範圍最廣、品種型別最全的充電基礎設施體系。著眼未來新能源汽車特別是電動汽車快速增長的趨勢，充電基礎設施仍存在佈局不夠完善、結構不夠合理、服務不夠均衡、運營不夠規範等問題。

建設背景

市場背景

新能源汽車作為國家七大戰略性產業之一，是我國從汽車大國走向汽車強國的必由之路。截至2022年底，我國新能源汽車保有量達1310萬輛，突破一千萬輛大關，同比增長66%。隨著新能源汽車產業快速發展，充電基礎設施建設提速，我國公共充電基礎設施保有量高速增長。根據中國充電聯盟統計，2023年5月我國充電基礎設施累計數量為635.6萬臺。據統計，截至2023年11月，我國充電基礎設施保有量達到826.4萬臺，同比增長67.0%。其中，公共充電基礎設施保有量達到262.6萬臺，私人充電基礎設施保有量為563.8萬臺，全國已建設充電停車位的服務區6000餘個，佔高速公路服務區總數的95%，全國高速公路服務區累計建成充電樁兩萬個。

政策背景

• 2022.01.《關於進一步提升電動汽車充電基礎設施服務保障能力的實施意見》，加快推進居住社群充電設施建設安裝，最佳化城市公共充電網路建設佈局。

• 2022.02.《“十四五”現代能源體系規劃》，最佳化充電基礎設施佈局，全面推動車樁協同發展，推進電動汽車與智 能電網間的能量和資訊雙向互動，開展光、儲、充、換相結合的 新型充換電場站試點示範。

• 2022.12.《擴大內需戰略規劃綱要(2022-2035年)》，推進汽車電動化、網聯化、智慧化，加強停車場、充電樁、換電站、加氫站等配套設施建設。

• 2023.01.《關於組織開展公共領域車輛全面電動化先行區試點工作的通知》，推進汽車電動化、網聯化、智慧化，加強停車場、充電樁、換電站、加氫站等配套設施建設。

• 2023.01.《關於進一步構建高質量充電基礎設施體系的指導意見》，適度超前建設，到 2030 年建成高質量充電基礎設施體系，形成城市面狀、公路線狀、鄉村點狀佈局的充電網路。

建設目標

聚焦智慧識別和安防監控相關場景應用，全面提升充電站管理的智慧化、視覺化、數字化水平，更好支撐充電站運維管理。系統設計遵循結構化、標準化、模組化、整合化，建成一套集中監控、統一管理的智慧充電站運維平臺，形成功能完善、反應快速的數字化運維體系,實現充電站裝置、資產的智慧化監控與管理，為覆蓋專案設計、基建、運營的全生命週期過程。

系統概述

智慧充電樁透過數字孿生和視覺化技術，構建充電站三維視覺化場景，實時監測和管理充電樁的狀態、診斷故障、調整引數等，為充電運營商和使用者提供更好的充電體驗。

需求分析

場站三維場景

系統基於WebGL標準下的B/S框架，前端採用HTML5+JavaScript技術為基礎，進入Sovit2D/Sovit3D視覺化平臺後，結合物理世界建立三維場景(也可上傳背景圖)，對場站、充電樁等進行視覺化呈現，涵蓋道閘、充電樁、地鎖、網路、佈線、執行、環境等檢測要索，並將資料接入 2D 皮膚，便於運維人員對整個充電站執行的有效掌控。

站點資訊概覽

提供場站、樁、車、物聯裝置等實際情況的定製化3D建模，建立智慧充電站孿生體，對站點、充電樁進行三維視覺化呈現，展示環境監控、安防監控、網路監控、充電監控等資料，輔助管理人員掌握站點態勢。

車位智慧管理

透過現場裝置精準識別車輛資訊，比對透過即可自動開啟車位鎖，允許電動汽車進入充電。支援聯動車位監測功能，當監測到車位上沒有停車時，就能自動升起預防燃油車進入。該功能可有效預防城區快充站被燃油車非法佔位的情況出現。

智慧裝置管理

基於物聯網技術，實時採集場站內充電樁等裝置的實時資料，對裝置的執行狀態、故障資訊進行視覺化展示，系統打破資料孤島，對場站間裝置功率、充電情況、故障情況等進行及時、準確監測，為決策者科學管理裝置、最佳化用電決策提供支撐。

智慧安防管理

透過影片監控、報警裝置等技術手段，實現對場站內部安全的實時監控和管理。智慧安防系統可以根據樓宇內的安全情況，自動發出警報和報警資訊，提高安全性。

影片監控管理

支援無縫融合 HTML5 各項多媒體功能，根據真實世界攝像頭分佈情況，在三維場景中1:1還原影片監控點位，以攝像頭圖示標註其位置。支對場站內進行安防動態監測，並可結合前端智慧感知裝置應用，對異常目標自動抓拍、留存，出現異常警告時，監控點位會有聲光報警效果。

智慧告警管理

系統對充電樁實時監控，並基於多個維度為各類重點事件建立閾值告警觸發機制，對故障進行告警，完成告警詳情和故障工單記錄跟蹤，實現問題終端實時預警、快速定位、快速解決。

智慧運維管理

透過對充電裝置進行24小時監控與日常運維巡檢，系統進行實時診斷和故障預測。自定義檢視工單數量、用時情況，結合異常告警工單統計，可減少大量業務處理時間。

……

開發平臺

數維圖(SovitJs)應用自主研發的 Sovit2D、Sovit3D 產品，無縫融合 2D、3D 技術，搭建了一套3D 視覺化智慧充電樁視覺化運維管理平臺。透過數維圖視覺化開發平臺實現可互動式的 Web 二三維場景，基於多維感知、場景物聯、物信融合的技術理念，不斷豐富與完善充電站全面感知，實現裝置設施智慧監控、環境風險監測預警，助力集控中心集中運維，輔助決策和全域性掌控。

建設價值

數字孿生智慧充電樁3D視覺化運維平臺有助於提高行業數字化水平，對使用者而言，有利於破解“找樁難、找樁慢”的難題，更好地滿足使用者充電需求，提升使用者體驗;對行業而言，有利於提高對新能源汽車產業的支撐能力，推動物聯網、大資料、人工智慧等新一代ICT技術與能源、汽車產業融合發展，提高行業運營效率和效益。

總結

我國在充電樁建設、資料平臺打造、個性化服務開發等方面仍有完善和提升的空間，建議未來以數字化、智慧化為導向，以促進多網融合為重點，以完善規劃佈局、健全充電資料庫、開發智慧充電服務為主要抓手，促進我國數字充電樁突破性、創新性的發展。