案例分析：故障提前知！先进的多功能软件如何监控电动公交车队充电站

充电设施始终处于视野中。

图片来源：© Stadtwerke Jena / Anna Schroll

本文将介绍德国耶拿公共交通系统是如何监测其电动公交车队的充电桩，并使用先进的诊断功能来提高其可用性并优化维护活动。

在德国耶拿，电动汽车以有轨电车形式出现，并已投入使用了120年。随着柴油动力公交车队的出现，该市已逐渐形成高效的公共交通系统。去年，电动汽车被纳入该市公共交通运营，首批投入运行的三辆电动车已于2020年开始定期服务，旨在减少二氧化碳排放（每辆电动公交车每年约5.3万公斤）以及城区的颗粒物排放和噪音污染。

公共交通本质上是通过平稳和准时的运行来提升并维持其长期运营。在这种情况下，有轨电车的运营尤其需要可靠和不间断的电力供应，这是城市公共交通运营商Jenaer Nahverkehr公司供电部门的责任。尽管如此，在极少数情况下仍有可能发生系统技术故障。为了尽量减少故障对运营过程及乘客的影响，有必要减少停机时间。这需要可靠的控制和远程控制系统来支持，而这一系统可通过PcVue SCADA软件来实施。

多年来，德国Actemium公司法兰克福自动化业务部一直是耶拿公共交通系统的合作伙伴，负责实施和进一步开发供电控制和远程控制技术，并监测信号和安全系统。

供电部门负责维护新引进的电动公交车充电设施，他们希望将充电器集成到控制系统中，因此法兰克福Actemium自动化公司受其委托来执行该操作。

这次扩建的主要目标是通过供电部门对充电设施进行远程监控，以便尽早发现并避免故障发生。与此同时，需尽量减少服务人员的出行时间，尤其是在同一城市内，主要是因为该城市位于萨勒河谷内，少数路线交通密度很高。

现有的控制系统已形成一套标准，可通过各种工业通信协议及远程报警来处理数据，以实现可视化、归档并与外部系统进行数据交换。

OCPP——与充电站通信的驱动程序

充电站监测一般采用开放标准协议OCPP（开放充电点协议），确保不同制造商产品之间的互操作性。

通过最新的PcVue版本，制造商ARC Informatique可为OCPP协议提供通信驱动程序，它可以支持现有的1.6-J和2.0.1协议版本以及1和2安全配置文件。该软件还克服了典型的OCPP问题，即一个充电站只能与一个充电站管理系统（CSMS）通信。使用代理功能，充电器的OCPP信息可以传递至第三方系统。这表明开放式PcVue系统的典型特征是它本身就具有广泛的数据交换选项。

集成式操作功能

新增的用户界面入口与现有的系统可无缝集成，它通过地图形式，将分布在整个城市区域的充电站显示为符号标记。对多年来熟悉控制系统现有功能和操作理念的用户来说，新增的可视化功能的学习曲线非常短，这一点也体现在充电站监控区域。

数据分析和监测

Actemium实施的核心功能是警报和日志数据管理，它允许在实时操作和历史数据评估中进行精确的故障分析。其报警系统便于值班人员通过公用事业单位的安全远程访问系统提前诊断故障，然后进行调整或采取适当措施。

此外，由于交通控制中心与充电基础设施相连，因此其调度员工作站可实时显示公交车在相应充电点的位置，并指出影响运行的故障。这意味着可以在车辆部署计划中迅速做出调整，避免取消或延误路线。事后，维修人员还可以确定真实原因。

图片来源：© Jenaer Nahverkehr GmbH

优先级特别高的警报会以远程信息形式发送到待命服务的移动终端。

该系统的用户可以通过趋势数据显示并监测正在进行的充电过程，从而可以直观地比较所有的测量值，如电流、电压和功率值。同样，它可以从交易历史记录中调用已经完成的充电过程进行回顾和对比；还能识别相应车辆并记录其当前的充电状态。

用户只需按下按钮就可以导出交易历史，或自动导出并存储为每周和每月报告，需要特别注意的是每辆车和充电过程的能耗，以及错误交易的数量。

该系统的用户界面进一步实现了以下功能：

- 充电站访问管理系统

- 锁定或解锁充电站以供使用

- 远程激活或取消充电过程

- 存储和检索充电站具体文件

仅用几周就证明了其实际效益

德国耶拿公共交通系统的测试和维护工程师Christian Zeh对该解决方案充满信心。

"在集成电子充电站后可以在监控系统中看到所有的运行状态，这为我们提供了即时干预选项。因此，充电设施被完全集成到供电部门的运营工作流程中。该系统的实用性在短短几周的日常运行中就得到了证明，特别是在控制充电站温度波动方面。"

随着充电设施在控制和远程控制系统中的实施，供电团队为计划增加的电动公交车队和充电设施的相关扩展已做好了准备。