新能源汽車數據檢測處理系統需求分析

摘要：互聯網技術的進步促進了車聯網的快速發展，新能源汽車數據信息中越來越多地應用到大數據技術HADOOP及SPARK，通過車聯網信息平臺的數據庫，挖掘新能源汽車行駛信息。對新能源汽車數據檢測處理系統特點及角色進行了分析，并基于大數據研究了新能源汽車的系統功能和非功能的需求。研究結論為新能源汽車的數據檢測、維護及產品質量提供理論支撐和借鑒。

關鍵詞：新能源汽車；大數據；需求分析；數據檢測

中圖分類號：U469? 收稿日期：2023-09-26

DOI：1019999/jcnki1004-0226202401022

1 前言

伴隨科學技術發展及社會經濟水平提升，環境逐漸成為社會和公眾關注的話題。不可再生能源的稀缺使新能源汽車開始走進公眾的視野，它具有能耗低和環境污染相對較小的優勢，這也是傳統燃油汽車所不及的。新能源汽車對我國未來能源結構有了一定的改善，對汽車產業競爭力有了較大提高，對我國低碳交通具有重要的意義。發達國家最先布局汽車產業發展，而新能源汽車具有環保、低碳、節能的優勢，成為全球汽車產業總體布局的戰略方向，這也是未來汽車產業發展的趨勢。

與傳統汽車相比，新能源汽車的發動機同樣重要，它是汽車重要的驅動部件，其運行穩定性對整車性能影響較大，故障的檢測與維修起著關鍵作用[1]。黨妮[2]以新能源車輛行駛故障為研究對象，探討了新能源車輛行駛的故障因素，深入剖析了新能源汽車故障的危害、修復方式及技術措施，為我國新能源車輛故障修復提供參考。田振芳[3]主要針對EPS系統進行性能測試，測試了其在不同轉速、不同阻力下方向盤的轉向力矩和轉向系統的助力力矩的關系，以及在轉向助力的作用下，電機電流與助力力矩的關系；對新能源ESP動力轉向系統性能檢測數據進行分析，研究結果有助于汽車產品生產的質量提高，以及后市場的維護、診斷與維修。周松[4]以重慶新能源汽車檢測站為例，介紹了新能源汽車檢測站的意義，為我國公安部新能源汽車年檢提供了參考依據與借鑒。劉文軍等[5]通過對采集到的大規模車輛數據進行挖掘和分析，可以服務于車輛參數優化、故障診斷等潛在應用，提出了新能源汽車車載數據收集模塊，為新能源汽車數據采集、傳輸及監控提供了便利和技術支撐。劉建洲[6]以吉利EV300進行了案例研究，闡述了新能源汽車的維修與安全防護問題，為新能源汽車的性能測試提供了參考。

2 系統特點及角色分析

新能源汽車與傳統汽車不同之處在于能耗、數據處理系統及服務系統的不同。新能源汽車由車輛監控管理平臺來控制汽車的數據檢測處理系統和大數據服務系統，進行數據讀取和數據分析。新能源汽車在行駛過程中可以實時上報相關數據，相關平臺可以對全國新能源汽車上報的數據進行處理和分析，然后儲存HDFS中，后期新能源汽車需要檢測時，可以隨時調取歷史報文數據，進行實施分析和數據讀取，通過大數據處理手段對新能源汽車進行計算、分析和查詢；基于新能源汽車的功能需求視域下來看，底層數據的分析處理是汽車數據檢測處理系統的核心問題。

因此，在新能源汽車數據檢測處理系統構建過程中，高效儲存、快速查詢和有效分析處理底層數據是關鍵，只有對新能源汽車底層數據實現快速的分析，才能正常展示上層數據的分析。從新能源汽車的非功能視角來說，數據處理系統需要更多的性能保證，比如在查詢數據的實時性、數據擴展性及數據檢測系統的可維護性等，這些性能需求需要新能源汽車考慮整個系統的性能，來構架一個完備的底層數據分析系統，進而支撐整個系統的數據擴展和實時可用性，以完成對車輛的數據檢測。

基于以上新能源汽車系統特點分析，將新能源汽車主要分為三種角色，即普通用戶、車企用戶和系統管理員，三個角色具有不同的功能，主要功能的說明如圖1所示。

從該系統數據來源角度分析，離線數據和Web端應用是數據檢測的重要組成部分，而數據處理平臺是新能源汽車數據檢測處理系統的核心。一方面新能源汽車的基本功能在于Web系統通用功能的使用數據，其中用戶信息管理和權限配置等數據起著關鍵作用；另一方面，新能源汽車數據檢測系統的關鍵是數據分析功能和離線計算結果數據，系統角色的重要作用是要準確分析汽車的里程信息和新能源汽車歷史報表等基礎數據。

3 系統功能需求分析

篩選新能源汽車的真實里程數據是數據檢測處理系統的核心任務。通過系統的數據處理，較快識別系統中的偽數據，能提升車聯網平臺的數據質量，從而為進一步評估新能源汽車的現狀提供準確數據支撐，也可以為當地政府出臺有關新能源方面的政策提供真實數據參考，因此，數據檢測系統在新能源汽車系統功能需求中占據重要地位，能為我國新能源汽車制造銷售企業提供技術數據支撐，從而改進新能源汽車的性能，使得我國新能源汽車向更好的方向發展，為新能源汽車用戶提供優質的服務。該系統從普通用戶、車企用戶及管理員三個方面進行設計，該系統的周境圖如圖2所示。

可見，記錄新能源汽車的行駛信息是汽車數據檢測處理系統的主要目的。分析新能源汽車的歷史數據，并根據汽車的行駛信息進行對比，可實現對新能源車輛的相關信息管理。在整個分析過程中，可有效使用大數據技術與新能源汽車歷史數據核查和統計的融合，其中系統管理員是核心，要針對用戶信息管理、登錄權限及車輛信息管理等7項內容進行管理，及時掌握新能源汽車的數據。管理員角色用例圖如圖3所示。

從圖3中可見，異常新能源車輛統計是新能源的車輛歷史數據統計中的重點，而定位異常車輛統計和數據處理方面異常車輛統計是系統管理員必須重點核查的內容。系統管理員通過重點核查異常新能源車輛可以有效發現車輛的具體問題，從而根據問題制定新能源汽車的服務系統，為車輛異常判定提供依據，新能源汽車數據異常判定規則如圖4所示。

4 非功能需求分析

不同用戶的功能性需求和行駛需求是新能源汽車數據檢測處理系統最主要的功能。除此功能以外，新能源汽車還需要考慮其他非功能需求，以滿足不同用戶的需求，新能源汽車的系統只有同時滿足功能用戶和非功能用戶的全部需求，才能確保整個系統的正常運行，以保證用戶的需求。對于新能源汽車數據檢測處理系統而言，從新能源汽車安全性、易用性、使用高效性、可擴展性和系統可維護性等方面滿足非功能性需求。

4.1 新能源汽車檢測處理系統的安全性與易用性

普通用戶及游客、消費者、新能源汽車銷售企業及系統平臺管理人員是新能源汽車檢測處理系統的主要用戶。由于沒有用戶的權限和功能各具不同，而且用戶數量較為龐大，這就需要系統具有良好的性能，數據訪問的安全性是系統設計的關鍵，確保在系統運行過程中會出現訪問度高時，不出現卡頓現象。系統數據儲存的用戶安全需求是新能源汽車檢測處理系統的安全性保障，系統底層儲存架構設計的數據安全必須保證安全性，從而保證新能源汽車檢測處理系統的安全性能。

4.2 新能源汽車檢測處理系統的高效性

新能源汽車檢測處理系統設計的功能較多，系統底層數據處理規模較大，因此，合理的系統設計在能夠保證系統功能正常實現的同時，要保證檢測處理系統的響應時間，更為重要的是，該系統還要保障系統處理的相關執行性能的政策實現效率，確保在合理范圍內完成。其中數據分析模塊是新能源汽車檢測系統的功能需求，每一個功能模塊查詢都要對應底層復雜的行駛數據處理，這些復雜的數據常以日統計、周統計、月統計及年統計的單位出現。在系統中的查詢功能要設計成可視化，將數據計算呈現給用戶，要保證數據展示的速度。

4.3 新能源汽車檢測處理系統的可維護性

新能源汽車檢測處理系統在具體的使用過程中，尤其是系統剛剛運行的初期，會出現功能的調整改動和新需求的增加，系統維護和不斷的修改是系統初期的關鍵。如果在系統運行初期出現不同設計模塊的耦合度較低的狀況，需要系統管理員及設計人員針對不同模塊進行維護和調整，確保新能源汽車檢測系統的內部程序及不同程序間能夠獨立運行，實現新能源汽車檢測系統程序的移植性和可維護性，可以有助于該系統不斷更新新需求帶來的維護工作。

綜上所述，新能源汽車檢測系統需要維護時，設計人員及系統管理員只需要調整系統模塊的部件，對部分需要維護的程序進行修改，而其他的模塊影響不大，進一步降低檢測系統的維護難度，實現后期系統維護的成本，給不同用戶帶來方便。

4.4 新能源汽車檢測處理系統的可擴展性

伴隨國家對新能源汽車的政策傾向，車輛數目逐年增多，因此，從數據存儲角度來說，系統上傳的新能源汽車行駛數據會越來越多。

新能源汽車行駛數據的增加會導致系統儲存壓力，在系統設計中要考慮底層數據計算規模，從而提升新能源汽車檢測系統的處理數據的能力，不斷提高系統良好的響應性和系統集群的計算能力，才能滿足系統數據的處理能力需求，這就要系統開發過程中具有較大的擴展能力來不斷滿足數據儲存和數據計算能力，系統集群的擴展性可以分為橫向擴展和縱向擴展兩個方面，系統中通過增加集群的節點數目和計算能力來提升橫向擴展的目的，進一步提升系統的整體性能；增加系統CPU的數量和計算機內存是新能源汽車檢測系統的縱向擴展的提升的關鍵。另外，通過提升現有機器硬件的配置也可以擴大系統磁盤存儲容量，同樣也可以達到新能源汽車檢測處理系統擴展的目的。

5 結語

伴隨新能源汽車數量的增加，研究新能源汽車的公共數據采集與系統分析勢在必行，通過車聯網平臺采集大量新能源汽車的歷史數據，基于大數據平臺和互聯網平臺，可以對新能源汽車的歷史行駛數據進行深入分析和里程數據的核查，從而為申請新能源汽車補貼提供數據支撐。本文概述了新能源汽車數據檢測處理系統的功能需求，并對新能源汽車檢測處理系統面臨的主要問題進行總結，該系統要不斷升級來滿足用戶的功能需求和非功能需求，進而保證系統數據的可靠性和真實性，為后續數據利用和使用提供可靠的技術支撐。

參考文獻：

[1]邱祖漢汽車發動機的故障檢測和維修技術探討[J]專用汽車，2023（1）：72-74

[2]黨妮新能源汽車故障維修方法與關鍵技術探討[J]專用汽車，2022（8）：96-98

[3]田振芳新能源汽車EPS性能檢測及數據分析[J]內燃機與配件，2023（1）：106-108

[4]周松新能源汽車檢測站為國家檢驗標準出臺提供數據支撐[J]新能源科技，2022，30（12）：5

[5]劉文軍，蔣中，蔣驪冬新能源汽車數據采集與狀態監測系統[J]計算機系統應用，2017，26（6）：103-107

[6]劉建洲新能源汽車維修安全防護及性能測試方法研究[J]專用汽車，2023（3）：90-92

作者簡介：

趙蕊，女，1986年生，實驗師，研究方向為汽車檢測與維修。