电动汽车充电站综合管理

电动汽车充电站综合管理系统

总体解决方案

第一章 方案概述

一、系统组成

电动汽车充电站的主要功能是为电动汽车补充电能。充电站按功能可划分为7个子系统，如下图所示。

电动汽车充电站 充电系统 配电系统 通信系统 监控系统 应急通话 车位管理 收费系统

我司主要为其提供通信系统、监控系统、应急通话、车位管理这4个子系统。 通信： 通过远程接入网络监控系统可以实时或者定时监控充电桩的电量电

流、电压、功率、开关等运行参数，通过远程控制充电开关以及修改充电桩的参数。可以实时监控充电桩的运行状态以及故障情况，一旦出现故障告警，通过远程接入可以远程进行处理或者派人到现场进行维修。通过将充电桩接入网管中心，提供基础数据；同时还可以收集用户的交易数据以及用户行为习惯信息，实现大数据整合

监控：采用高清摄像机对充电桩区域设备及车辆人员的情况进行监控，图像

本地存储同时通过通信光缆传输至控制中心存储。

应急通话：安装应急通话系统，采用IP网络双向语音对讲系统，通过通信

光缆传输。可在车主遇到无法处理的情况下，通过应急通话与控制中心联系，沟通解决。 车位管理：充电桩车位管理，在车辆进出车位时车位管理系统发送相关车辆

信息至控制中心生成相关文档。管理人员对充电车位进行管理，能实时或调取信息记录。

二、参考标准

Q/GDW 235-2009 《电动汽车非车载充电机通信规约》 Q/GDW 236-2009 《电动汽车充电站通用要求》 Q/GDW 237-2009 《电动汽车充电站布置设计导则》 Q/GDW 238-2009 《电动汽车充电站供电系统规范》 YD/T 1436-2006 《室外型通信电源系统》

ISO/IEC 14496-2 《MPEG4视音频编解码标准-视听对象的编码》

ITU-T H.323 《网络电视电话系统和终端设备标准》 ITU H.263 《视音频编解码标准》

CCITT G.703 《脉冲编码调制通信系统网路数字接口参数标准》 GB 2423.10-2008 《电工电子产品基本环境试验规程》 GB 12322-1990 《通用型应用电视设备可靠性试验方法》

GB 4798.4-2007 《电工电子产品应用环境条件无气候防护场所使用》 GB 50217-2007 《电力工程电缆设计规范》 GB 12663-2001 《防盗报警控制器通用技术条件》 GBJ 115-87 《工业电视系统工程设计规范》 GB 50303-2002《建筑电气安装工程施工质量验收规范》 GB 50198-2011《民用闭路监视电视系统工程技术规范》 GB 7401-1987《彩色电视图像质量主观评价方法》 GB/T8567《软件工程国家标准》 GB 2894-1996《安全标志》

GA/T367-2001《视频安防监控系统技术要求》 GA/T308-2001《安全防范系统验收规则》 GA/T74-2000《安全防范系统通用图形符号》 GA308-2001《安全防范系统验收规则》 JGJ/T16-2008《民用建筑电气设计规范》

DB11/Z384 《图像信息管理系统技术规范》系列标准

《国家电网公司电动汽车充电设施建设指导意见》[国家电网营销（2009）1561号]

三、系统总体架构

四、充电站系统结构

第二章典型方案设计

一、通信接入方案

1．方案概述

中电飞华为****充电桩提供通信接入业务，本次方案，中电飞华拟通过有线传输方式，对充电桩完成通信接入覆盖：

 由**楼宇内的节点机房布放一条12芯光缆至充电桩的管理机柜内

两端架设机架式光配架并成端，作为主通信链路。  提供一台数据设备为整个充电桩群提供数据传输的接口。  布放网线至每台充电桩的以太口，作为每台终端的通信链路。  每台设备的IP由用户自行规划。

1.1管理机柜示意图：

1.2传输线路拓扑示意图：

二、视频监控系统解决方案

本设计方案的目标是对一座电动汽车充电站的充电桩及其他相关辅助设施进行高清视频监控，预防和及时发现突发事件。

充电桩的视频监控系统，由对车位车辆及人员监控的高清枪机，以及对充电桩环境整体监控的高清智能球形摄像机组成。

视频监控系统将预留消防、门禁和周界安全的监控接口，通过通信管理机获取配电系统监控及充电机的相关告警信息，用以完成视频联动监控。

1.系统架构

系统采用模块化设计思路，分为数字编解码系统（视频源、视频显示）、传输交换系统、管理控制系统、视频音频存储系统4大部件。

1、数字视频编解码系统

数字视频编解码支持H.264、MPEG4、MPEG2、MJPEG等多种标准编码格式，提供各种密度的规格，可支持实时流和存储流等四流设计，码流可以根据用户需求任意调整，数字编解码设备应采用电信级制造工艺，可以基于各种网络环

境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求。

2、网络视频存储系统

采用专业的IP存储技术和强大的数据管理服务器构建完善的网络存储系统，存储资源可以根据需求分布式部署并加以统一资源管理和调度，支持动态存储资源管理、在线部署，可以基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的需求。计划存储30天，采用本地存储结合控制中心集中存储模式。

3、系统管理平台

包括专用的管理电脑、分控客户端和软件平台系统，管理电脑是用于集中认证、注册、配置、虚拟矩阵控制的专用服务器。

客户端可以提供友好方便的人机界面功能，包括监控对象的实时监视监听、查询、云台控制、接警处理。

4.、承载网络系统

采用网络资源对前端视频编码器传输的数据进行接入、汇聚、交换，通过设备自身安全特性和防火墙等实现对边界安全接入的控制，同时可通过网络本身的设备、协议冗余实现整个监控网络的稳定性。

2.监控位示意图：

3.监控系统设备组成

前端高清摄像机：

Smart功能

· Smart侦测：10项行为分析,4项异常侦测,1项识别检测,1项统计功能 · Smart录像：支持断网续传功能保证录像不丢失，配合Smart NVR/SD卡实现事件录像的智能后检索、分析和浓缩播放

· Smart编码：支持低码率、低延时、ROI感兴趣区域增强编码、SVC自适应编码技术

· Smart控制：ABF（-A可选）、P-Iris（-P可选） 图像相关

· 支持HD1080p@30fps实时输出

· 支持走廊模式，增加纵向狭长环境下监控区域 · 支持区域裁剪，小带宽看清大细节

· 码流平滑设置，适应不同场景下对图像质量、流畅性的不同要求

· 支持H.264/MJPEG/MPEG4视频压缩算法，支持多级别视频质量配置、H.264编码复杂度Baseline/Main/High Profile

· 支持GBK字库，支持更多汉字及生僻字叠加，支持OSD颜色自选 · 支持透雾、电子防抖、强光抑制 系统功能 · 支持ONVIF(profile S/profile G)、CGI、PSIA、ISAPI、GB/T28181和EHOME协议接入

· 支持WiFi无线传输（-W可选）

· 支持三码流技术，双路高清，支持同时20路取流 · 支持防雷、防浪涌、防静电 · 支持宽压输入 接口功能

· 支持标准的128G Micro SD/SDHC/SDXC卡存储 · 支持10M/100M自适应网口

· 支持1对音频输入/输出，支持双声道立体声音频 · 支持1对报警输入/输出 · 支持BNC模拟输出 安全服务

· 支持三级用户权限管理，支持授权的用户和密码，支持IP地址过滤，支持匿名访问

· 支持HTTPS,SSH等安全认证，支持创建证书 · 支持用户登录锁定机制

硬盘录像机（存储）

• 独特的机箱专利设计，设备运行低噪环保；前置插槽式的硬盘安装方式，安装维护更加便捷；

• HDMI与VGA输出分辨率最高均可达1920x1080p； • 支持HDMI、VGA、CVBS同时输出；

• 支持SDI高清数字摄像机，所有通道可支持1080p实时编码； • 支持预览图像与回放图像的电子放大；

• 采用HIKVISION云台控制协议时候，可通过鼠标选定画面任意区域并进行中心缩放；

• 支持假日录像和抓图配置；

• 支持计划抓图、手动抓图、报警抓图以及图片的回放、备份； • 支持冗余录像、抓图设置；

• 支持多画面分割下不同通道并行预览与回放； • 支持4路/8路1080p录像实时同步回放； • 支持标签定义、查询、回放录像文件；

• 支持回放时对录像场景的自定义区域进行智能搜索； • 支持录像文件倒放功能；

• 支持按事件查询、回放、备份录像文件； • 支持重要录像文件保护功能；

• 支持硬盘配额管理，不同通道可分配不同的录像保存容量； • 支持硬盘盘组管理，不同通道可设置不同的录像保存周期； • 支持eSATA盘库，可用于录像和备份；

• 双千兆网卡，可支持网络容错、负载均衡以及双网络IP设定等应用； • 支持IPv6协议；

• 支持网络检测（网络流量监控、网络抓包、网络通畅）功能；

• 支持SNMP（简单网络管理）、NTP（网络校时）、SADP（自动搜索IP地址）、SMTP（邮件服务）、NFS（接入NAS）、iSCSI（IP SAN应用）、PPPoE（拨号上网）等协议；

• 首创的双操作系统设计，系统运行更加可靠。 集中存储（控制中心）：

功能特性：

高稳定易维护的硬件平台

采用无线缆模块化设计，SBB2.0标准架构，64位嵌入式多核处理器，4GB高速缓存，2个千兆网口，关键部件冗余设计。

磁盘检测修复及RAID优化技术 磁盘检测及修复

提供磁盘使用前的预检技术，做到未使用先预防； 提供磁盘使用中的巡检技术，做到及时报警；

提供磁盘故障后的修复技术和复活技术，提高磁盘使用效率。 RAID优化技术

支持RAID 0、1、3、5、6、10、50、60、VRAID多种RAID模式，以及全局热备和局部热备，多重保护数据安全； 支持监控级硬盘组建RAID；

支持RAID即建即用，支持RAID和逻辑卷的动态在线扩展。

高级数据保护 系统信息实时备份

系统关键信息在系统卡和硬盘中进行同步实时备份，防止部分硬件故障导致应用不可恢复。 数据防篡改

提供基于RAID的写一次读多次数据防篡改技术，数据一旦写入WORM空间，将不能被删除或者更改，确保数据的真实性。 数据同步

提供设备间的数据同步功能，无须服务器参与。 卷克隆

当RAID不可用时，只要硬盘物理上可读，即可通过卷克隆技术恢复数据。

绿色节能 CPU智能调频

根据CPU的利用率动态调节其频率，从而降低系统功耗。 风扇精智能调速

提供智能精细化调速策略，有效提高散热效率、降低噪声。 硬盘智能休眠

可依据业务负载的情况，使部分或全部无读写的硬盘进入休眠模式，减少能源浪费，延长硬盘寿命。

人性化的运维界面

提供一键配置功能，用户可快速完成系统配置；

提供亲切友好的图形化界面，用户可及时获知设备运行状态信息（关键部件、存储资源、环控信息等）；

同时设备提供丰富的报警管理方式，支持指示灯、手机短信以及邮件等告警方式，提升设备维护效率；

支持SADP协议，可自动搜索局域网内在线存储；

支持通过SNMP与主流网管系统的对接，支持多设备集中管理。

安防专用直写技术（CVR） 高性能的流数据管理结构

实现基于裸空间的预分配策略，规避文件系统损坏引起的文件不可读或丢失的问题，同时避免因文件碎片累积造成的覆盖写入性能衰减，保证性能稳定。

混合流直存

支持支持视频流、图片流、SMART流混合直存。 简单开放的架构

支持从IPC/DVS/DVR/NVR直接取流录像，亦支持从流媒体服务器取流录像，集成流媒体转发服务；

可省去存储服务器、流媒体转发服务器；

支持前端以RTSP/SIP（GB/T28181）/ONVIF/PSIA等协议接入。 丰富的视频应用服务

支持报警录像、定时录像、手动录像等多种录像方式； 支持抽帧存储，可减少存储容量；

支持CVR集群/N+1设备级保护，提供设备级保护，保证系统业务的持续性； 支持智能补录（ANR）、录像丢失检测报警，可确保网络异常时录像数据的完整性；CVR应用自我监测及异常修复，可确保配置信息异常时数据不丢失、业务不中断；

支持存储设备内部数据备份和设备间异地数据备份，进一步提高数据的安全可靠

性；

支持关键视频数据的加锁保护功能，防止循环覆盖。

VRAID（VideoRAID）数据保护

RAID组坏多盘时，录像业务“读、写”均不中断。

监控系统系统拓扑图：

三、IP网络双向对讲语音通讯系统

充电桩安装IP网络双向对讲语音通讯系统，具有纯数字音频、双向对讲、免提对讲、紧急呼叫、远程呼叫、等先进使用功能的数字IP网络双向对讲语音通讯系统。

采用稳定可靠的组网结构，有着占用带宽小，广域网直接通信、网络环境要求低等诸多优点；在充电车辆遇到问题需求助时可通过该按钮与控制中心联系。

本系统是基于IP网络传输方式。管理对讲主机、应急对讲分机之间均利用通信现有的网络连接，采用RJ45标准网线，接入网络交换机端口即可；音频接线箱接到音视频终端为RJ45标准网线。

一、网络架构

系统组成：

系统硬件由管理中心设备、终端求助设备、以及将管理设备和终端设备连接起来的网络设备。通常情况下，系统利用局域网构建，使建设成本大大降低。 系统软件由服务器软件、工作站软件和来电显示软件组成。提供SDK开发包，可实现与其它后台系统的无缝整合。

系统采用的主要技术有：IP网络技术、H.264和MPEG4数字音视频技术、回音消除技术、多方通话技术。

二、系统特点和功能

1、 一键呼叫，音像结合，管理中心人员和紧急求助者进行视频语音全双工

通话，简单明了。

2、 IP网络传输，不受距离或地域限制，有IP网络联通的地方就可以安装

IP紧急求助终端，成为一个求助点。

3、 支持多层网络架构，可实现按照等级、片区和业务等多种模式管理，也

可根据实际需要，动态调整管理层级，或进行分组、合群等管理操作。 4、 音质清晰、视频流畅，不受外界电磁波的干扰，占用带宽极小 。 5、 终端配置有中断触发口、红外检测等，可外接警笛、警灯、扩音喇叭等，

在有突发事件发生时，将结合现场情况，智能给予驱动控制。支持联动多路感应器，适用于不同应用场合。如：联动报警、震动报警、语音提示。

6、 安装、调整简便，系统采用标准的RJ45接口，安装、调试、维护、以

及变换地址安装都按照标准化的以太网规范进行，无需专门培训。 7、 极易扩容，系统总容量基本不受限制，简单增加求助终端就可完成系统

扩容。

8、 人性化的操作界面，简单易用，操作难度大大降低。有报警信号或呼叫

时，可自动显示发生事件所在地点的电子地图，并弹出相应事件处理流程的窗口，作为操作人员参考,自动保存对讲过程的音视频数据。 9、 监控广播：中心值班人员发现充电终端终端有异常时，可对助终端喊话

和监视监听，报警中心也可对多个求助终端进行广播喊话。

三、产品介绍

中心管理机

安装方式：台式或壁挂式 摄像头：数字CMOS 显示尺寸：10″

显示屏分辨率：1024×600 音频输入电平(Vp-p)：< 1V 输入电源：DC12V 功耗：< 7W

协议/接口：TCP/IP，RJ45 工作温度：-10℃ ～ 55℃ 相对湿度：10%~95%

求助呼叫终端

产品型号：

安装方式：嵌入式 摄像头：数字CMOS

视频码流：96Kb ～ 512Kb

内置扬声器阻抗功率：8Ω，2W MIC输入灵敏度：10mV 输入电源：DC12V 功耗：< 4W

单键用于紧急求助，双键用于紧急求助和咨询。 协议/接口：TCP/IP，RJ45 工作温度：-40℃ ～ 70℃ 相对湿度：10% ～ 95%

安装环境：室内，室外（防雨型）。 尺寸：111×162×41mm

系统拓补图：

充电桩补光

充电桩补光采用红外感应灯方式，在每个充电桩安装紧急呼叫系统的同时安装红外补光灯，对充电桩操作区域进行补光。

补光灯采用光控方式，日间不亮夜间有车辆及人员靠近通过红外线感应方式打开补光灯对充电桩操作区域进行照明。

四、车位管理

方案1（地感线圈监测法）：

1.方案概述

车位管理系统是通过计算机、网络设备、车辆感知传输设备、客户终端设备等搭建的一套对充电桩车位车俩进出告知的综合管理平台。它通过利用地感线圈车辆检测器作为车位状态采集设备、对停车位的状态做实时检测，获取实时车位状态信息，通过网络形式向管理部门做动态信息发布。 2. 工作原理

采用地感线圈检测的原理来检测机动车辆。地感线圈充分利用了物理学中的磁场感应原理，地感线圈是一个振荡电路，将多匝导线埋于地表的圆弧型沟槽，形成电感线圈，产生磁场，车辆本身是金属铁质，车辆进人、会发生电磁感应原理、改变线圈内的磁通，从而引起电感电流的变化，产生电流信号、电流信号传递停控制系统、实现车位状态信息的采集工作。

地感线圈车辆检测器埋于车位表面下，每当有车辆停入时根据地感线圈检测到车辆的到来，并在信号稳定后，将此信号发送到安装在适当位置的车位检测器基站。同样，当车辆离开时，地感线圈检测器测器检测到此信息并告知无线地磁车位检测器基站。车位检测器基站通过通信网络交换机将信息传至中心控制室。 2、示意图

地感线圈的施工方法

A、感应线圈的埋入方法 缠绕形状：

感应线圈的两条导线引出时，必须互相缠绕在一起。每米至少20次缠扭。 感

应线圈之引出线段不能超过500CM，并尽可能的短。越长，则灵敏度越低。 感应线圈的铜导线截面积一般为1.0—1.5mm2

，或AWG16~20。外皮要有特殊防水层，与耐磨、耐高温的特性。 地下之排列形状：

感应线圈的导线被封埋在地下时：

填封密封物之后的导线不可以再能自由晃动。 不可以在湿地上施工，也要排除湿气后再封胶。

切槽内不可以有空隙，避免渗水接触导线，降低绝缘阻抗。

在水泥地里，感应线圈应在混泥土钢筋之上方，距离至少3公分以上。 B、应线圈的埋设计划与作业

Step 1: 首先察看现场地形、地面材质、车辆动向、被侦测的车辆种类、被侦测的目的、现场是否积水，以及确定 业主真正的需求。 Step 2: 再依车道宽度、车道限制措施、地下钢筋的干扰、路面铺设的材质、旁边铁门的干扰、感应侦测器型号等，来决定感应线圈的位置、面积、线材、适当的圈数、与引线出孔箱的位置、出孔箱的尺寸（至少为感应侦测器体积的3倍大）。

Step 3: 开挖感应线圈的槽孔，至少为线圈外线径之3倍宽。若加埋线槽支架，则需更宽。检查地下钢筋的状况（水泥地面），决定埋线之深浅，或再加减圈数。 Step 4: 在车道路面干燥的情况下才可埋线、填充密封物。

Step 5: 埋线前，要预留引线长度。埋线时，每一环线要上下紧贴。在环线之角落开始两条引线出去时，即要互相缠绕埋入引线槽孔内。

Step 6: 封胶时，要充满槽孔内，确保导线不会晃动。同时导线与槽壁以胶隔离，使水 不会渗入接触导线。封胶至引 线出孔箱的位置为止，并与地面齐平。 Step 7: 以感应线圈测量仪器检查电感量与绝缘阻抗。若符合规范，待胶干后，即完成感应线圈之埋设作业。若不合适，需重新处理。 地感线圈安装图

线圈总长度应在24米左右，地感线应用横截面大于等于0.25平方毫米的耐高温绝缘线；用切地机在

坚硬水泥地面切槽，深度为 5-7cm左右，宽以切刻片厚度为准一般为5mm；然

后将线一圈一圈放入槽中，再用水泥将槽封固，注意线圈不可浮出地面，在放入线圈时注意不要把线的绝缘层破坏，以免造成漏电或短路．引出线要双绞在一起并行接入地感两个32，24端，长度不能超过10米，每米中双绞数不能少于20个，引出线最好不使用金属套管，埋入地下最佳。

方案2（视频识别检测法）： 1.方案概述

视频监测车位管理系统是通过计算机、网络设备、高清摄像机、客户终端设备等搭建的一套对充电桩车位车俩进出告知的综合管理平台。它通过采用“视频流触发”模式进行车牌号码自动抓拍识别车辆（无需地感触发、）进出；识别倾斜角度可达40度满足了使用环境复杂的场所、高达99%的识别通过率让车辆通过更具高效性，通过网络形式向管理部门做动态信息发布，可生成含有车牌信息的车辆进出车位记录。

与地感线圈识别模式区别在于，地感线圈只能感应车辆进出无法生成车辆信息。视频监测车位管理可生成文本或图片模式的车辆进出停车位记录。

2.系统架构

视频监测车位管理可与视频监控系统共用摄像机及后台存储设备，只需在前端每个车位增加一台摄像机，无需再增加附加设备。

系统示意图：