大数据智能下的新能源汽车运行风险管控策略研究

文｜姜良维

推进新能源汽车产业发展是国家实施的重大战略，保障新能源汽车运行安全是国家职能部门义不容辞的责任，而新能源汽车有别于传统燃油汽车，极端自然环境、复杂道路条件、异常交通状态等因素对新能源汽车运行安全提出挑战，同时“电池、电机、电控”（以下简称“三电”）长时间工作带来的性能风险也会对新能源汽车运行安全造成影响。为此，工信部建立了新能源汽车国家监测与管理平台，实现了新能源汽车“三电”状态的在线监测；围绕机动车运行安全问题，公安部建立了全国公安交通集成指挥平台，实现了全国路侧监控设备的联网及车辆通行风险监控。截至2021年7月2日，新能源汽车国家监测与管理平台已接入新能源汽车数量500多万辆，上传包括整车状态、车辆定位、故障报警等数据每天超百亿条；全国公安交通集成指挥平台已联网各类监控设备近200万台套，汇聚卡口车辆、违法行为、交通环境等数据每天超15亿条。国家重点研发计划“基于端网云的国家新能源汽车安全运行协同防控平台”项目要求，建立新能源汽车国家监测与管理平台与全国公安交通集成指挥平台信息共享应用机制，完成新能源汽车监控信共享应用平台开发，并充分利用全国公安交警执法网络及路面监控资源，实现新能源汽车运行风险的精准管控。本文围绕新能源汽车事故特征、新能源汽车故障特点展开研究，提出新能源汽车运行风险研判及管控思路，供参考。

一、新能源汽车事故特征

据统计，2018—2020年全国上报的新能源汽车事故9780起，共造成人员死亡1717名、人员受伤9423名。其中，2018年上报的新能源汽车事故1201起，共造成人员死亡223名、人员受伤1127名；2019年上报的新能源汽车事故3593起，共造成人员死亡652名、人员受伤3456名；2020年上报的新能源汽车事故4986起，共造成人员死亡842名、人员受伤4840名。不难看出，随着新能源汽车保有量的不断增加，其交通事故起数、死亡人数、受伤人数均呈上升趋势。

从2018—2020年新能源汽车事故形态看，追尾、碰撞、翻车等事故起数约占总起数的80%、死亡人数约占总数的64%、受伤人数约占总数的82%。从事故车辆使用性质看，出租车、公交车、货车、网约车、租赁车辆等营运新能源汽车事故起数约占总起数的50%、死亡人数约占总数的52%、受伤人数约占总数的52%。从事故成因看，妨碍驾驶的行为、未按规定让行、违反交通信号、超速行驶、控制不当、操作不当、醉酒或酒后驾驶等违法行为导致的交通事故起数约占总数78%、死亡人数约占总数79%、受伤人数约占总数77%。疲劳驾驶、超速行驶二类违法行为所导致的事故死亡风险高，疲劳驾驶、违法超车、控制不当、违法掉头四类违法行为所导致的事故受伤风险高。

二、新能源汽车运行故障特点

新能源汽车监控信息共享应用平台自2021年4月1日在沪宁高速公路无锡段测试应用以来，截至2021年6月底，共接收新能源汽车告警数据10.1万条（详见下表），其中直流转换、动力电池、电气电控、驱动电机的告警累计分别为47.31%、28.04%、13.91%、10.74%。

表 新能源汽车监控信息中故障报警统计

按照国家标准《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》 （GB/T 32960-2016）规定，新能源汽车运行故障等级划分为“0-3”四个等级，其中“0”表示没有故障；“1”表示一级故障，指不影响车辆行驶的故障；“2”表示二级故障，指影响车辆性能、需要机动车驾驶人限制行驶的故障；“3”表示三级故障，为汽车最高等级的严重故障，此时机动车驾驶人应立即停车并请求援助。表中18种常见的新能源汽车故障中，绝大部分故障发生时的严重程度都为不影响新能源汽车行驶的“1”级。发生最为频繁的DC-DC温度报警只是影响车辆性能的“2”级故障。而最为严重的“3”级故障，则是车载储能装置类型过压异常、单体电池过压、可充电储能系统不匹配等动力电池故障。

因此，从新能源汽车工作机理看，新能源汽车动力电池故障容易产生动力丧失、动力不足风险，还因动力电池内部不断充电和放电过程中过热而产生的电池火灾。其中，动力丧失必然产生车辆失控，动力不足极易产生被追尾事故，电池火灾往往产生车辆火灾风险。同时，新能源汽车在道路行驶过程中还因道路环境客观条件和驾驶人主观原因导致追尾事故、碰撞事故、单方事故等严重交通事故，而恶性交通事故又会使新能源汽车动力系统受损，进一步产生动力丧失、车辆火灾等后果。综上，新能源汽车运行风险主要是动力丧失、动力不足、车辆失控、车辆火灾、追尾事故、碰撞事故、单方事故。

三、新能源汽车运行风险研判

依据国家标准要求，新能源汽车应最大时间间隔不超过30秒上报一次整车、定位、报警等监控数据。其中，整车数据包括车辆状态、运行状态、运行模式、车速、里程、总电压、总电流、SOC、DC-DC状态；定位数据包括定位状态、经度、纬度、速度、方向；报警数据为当前发生的故障中的最高等级值。为此，国家重点研发计划“基于端网云的国家新能源汽车安全运行协同防控平台”项目已将新能源汽车整车、定位、报警等监控数据与相应的交通行为、交通事故、交通拥堵、自然环境、道路条件、交通状态等交管大数据进行共享应用，旨在研判新能源汽车运行风险。具体设想如下：

一是通过对整车总电压和总电流大小、车辆及运行状态、DC-DC状态、车辆告警等级、交通行为、道路条件、行驶过程等大数据的综合分析，可研判因动力电池故障、DC-DC故障、交通事故等导致的动力丧失风险。二是通过对整车总电压和总电流大小、车辆及运行状态、行驶里程、行驶速度、车辆告警等级、交通拥堵、道路条件、行驶过程等大数据的综合分析，可研判因动力电池容量处在临界下限、处在持续长时间拥堵车流中、难以抵达最近充电区等导致的动力不足风险。三是通过对整车总电压和总电流大小、车辆及运行状态、DC-DC状态、车辆告警等级、交通状态、自然环境、行驶过程等大数据的综合分析，可研判因动力电池过热、DC-DC温度异常、驱动电机及其控制器温度异常等导致的车辆火灾风险。四是通过对整车总电压和总电流大小、车辆及运行状态、DC-DC状态、车辆告警等级、交通事故、道路条件等大数据的综合分析，可研判因电气电控故障、动力系统受损等导致的车辆失控风险。五是通过对整车总电压和总电流大小、车辆及运行状态、DC-DC状态、车辆告警等级、自然环境、道路条件、交通行为、交通状态、行驶过程、行驶速度等大数据的综合分析，可研判因车速过快、妨碍驾驶的行为、违反交通信号、动力系统故障等导致的追尾事故风险。六是通过对整车总电压和总电流大小、车辆及运行状态、DC-DC状态、车辆告警等级、自然环境、道路条件、交通行为、交通状态、行驶过程、行驶方向等大数据的综合分析，可研判因车速过快、违法超车、未按规定让行、视线不良、车辆失控等导致的碰撞事故风险。七是通过对整车总电压和总电流大小、车辆及运行状态、DC-DC状态、车辆告警等级、自然环境、道路条件、交通行为、交通状态、行驶过程、行驶方向、行驶速度等大数据的综合分析，可研判因妨碍驾驶的行为、视线不良、车辆失控等导致的撞物、侧翻、坠车等单方事故风险。

四、新能源汽车运行风险管控

新能源汽车运行风险首先是来自车辆“三电”故障，其次是道路运行环境所叠加的风险，如暴雨暴雪、冰冻极寒、高温湿热等极端自然环境，急弯陡坡、超长下坡、崎岖泥泞、多交叉口等复杂道路条件，以及道路流量饱和、客货车混行、长时间交通拥堵等异常交通状态。从2018—2020年新能源汽车事故统计中可见，新能源汽车交通事故成因主要是机动车驾驶人未遵守交通安全法律法规，从公安交管部门预防交通事故角度来说，重中之重是加大对妨碍驾驶的行为、未按规定让行、违反交通信号等重点交通违法行为的打击力度。但就动力丧失、动力不足、车辆火灾、车辆失控、追尾事故、碰撞事故、单方事故等新能源汽车运行风险管控来说，前三类风险取决于新能源汽车自身安全性能，后四类风险取决于机动车驾驶人安全意识及自身的驾驶机能。因此，为了科学精准管控新能源汽车运行风险，依托大数据智能化技术，可建立新能源汽车运行风险的分类分级响应预案及机制，具体设想如下：

一是通过将新能源汽车监控数据和公安交通集成指挥平台交管数据进行智能融合，准确发现高速公路或城市快速路上新能源汽车动力丧失、动力不足、火灾失控、车辆事故等运行风险，并在第一时间启动警情“一级响应”，调度警力现场处置。二是通过新能源汽车国家监测与管理平台的监控数据，快速发现因车辆状态异常、运行状态异常、DC-DC状态断开或异常、动力电池故障而产生的动力丧失、动力不足、火灾失控等车辆潜在隐患，并在第一时间内启动警情“二级响应”，调度警力拦截车辆。三是通过公安交管执法网络资源，快速发现具有安全隐患的新能源汽车，并在第一时间启动警情“三级响应”，在新能源汽车必经之处以声、光、电、视、图方式对其进行警示。四是针对新能源汽车面对极端自然环境、复杂道路条件、异常交通状态下的“三电”性能特殊性，启动警情“四级响应”，通过各类监控数据对新能源汽车进行路面诱导。