新能源汽車國家大數據聯盟微課堂自2022年底推出安全系列化課程,圍繞網絡安全、數據安全、車輛安全邀請專家大咖分享課程和觀點,旨在服務國家數據安全治理體系的構建,促進數字經濟的健康持續發展。
2024年3月21日晚聯盟微課堂安全系列化課程第十七講的課程上,來自湖南大學的李潔副教授,分享了題為《交通工程視角下的大數據驅動:新能源汽車研究的新機遇與實踐探索》的課程。課程深入探討了如何運用大數據分析、機器學習及人工智能技術對新能源汽車進行準確的數據診斷與性能評估。李老師著重強調要把握比賽機遇,培養學生的創新思維,為他們未來的職業道路奠定堅實基礎。以下為課程回顧。
從2019年《交通強國建設綱要》到2021年《綠色交通“十四五”發展規劃》,我國頂層政策設計已為新能源汽車提供了最大程度的政策支持。據公安部數據顯示,截至2023年,我國新能源汽車保有量達2041萬輛,占汽車總量的6.07%;其中純電動汽車保有量1552萬輛,占新能源汽車保有量的76.04%。新能源汽車以其節能環保、數據可采集分析等優勢進一步重構現代交通運行體系。
李老師從交通工程專業視角展開,全面分析了如何在新能源汽車高速發展的背景下,尋找新的研究契機。首先,在充電設施的建設規劃方面,利用出行OD矩陣得到充電需求的時空分布特征,合理規劃充電設施的布局;結合實時的路況信息、車輛充電時間、排隊時間,為車輛進行最優充電路徑導航,從而提高能源利用效率,緩解交通擁堵。
研究交通網絡韌性時,綜合考慮交通網絡拓撲結構特征和交通流特性,從結構韌性和功能韌性兩方面選擇韌性評價指標。其中,結構韌性指標包括平均最短路徑、網絡效率、平均節點度、最大連通子圖等;功能韌性指標包括出行時間、平均速度、交通量、延誤率等。采用層次分析法、德爾菲法等方法對指標進行篩選或賦值,構建全面、系統的韌性評價體系,分析交通網絡在擾動前后的系統韌性。在新能源汽車的加持下,研究交通系統的韌性提升策略可以以充電設施建設周期為約束,將路網韌性增長率和路網性能恢復速度作為路網韌性提升效果評價指標,建立優化模型,確定系統最佳修復方案。
在交通安全方面,通過分析新能源汽車的事故類型、嚴重程度、事故發生地的道路空間特征等,結合車輛電池的荷電狀態(state of Charge, SOC)、踏板行程值等參數,綜合考慮人-車-路-環境,對新能源汽車的宏觀交通安全特性展開全面探究。高頻率(不低于10Hz)的自然駕駛數據能夠高度還原車輛的運行狀態,尤其是還原事故場景中駕駛人的駕駛行為,以便于識別風險駕駛行為,如分心駕駛、疲勞駕駛等。該研究成果有助于規范駕駛行為,明確交通事故的責任劃分。此外,將新能源汽車三電系統特征和充電特征,與傳統的駕駛行為特征和地理特征結合在一起,可以對車輛的健康狀態進行評估和預測,有助于提升車輛健康監測水平,保障交通安全。
最后,李潔老師以團隊的獲獎作品為例,強調了“以賽促學”可以有效提升學生科研能力和就業競爭力。她進一步指出,鑒于賽題往往源自行業實際問題,積極參賽不僅有助于高??蒲芯珳实貙訃覒鹇园l展的需求,也確保了研究成果能更直接地回饋社會。
問題1:新能源汽車大數據是典型的新質生產力,2024年數字汽車大賽即將開啟,從您專業的角度以及去年學生反饋的情況,賽題或者是賽事本身有哪些值得借鑒或改善的地方?
從我個人來說,假如能拓展數據的維度,將更多相關信息融入到預測模型中,會有助于提升模型的準確性。再一個就是數據的采集時間,如果有可能,希望能夠有更長時間跨度的數據用于新能源汽車長周期的性能分析。另外,在駕駛路徑選擇、充電行為等方面,我也希望能夠有更多的題目?,F在城市里電動汽車的充電設施已建設得比較完善,大家比較關注新能源汽車的長途續航能力和用車高峰期的充電問題。假如未來能夠針對節假日電動汽車的充電問題出一些賽題,我覺得將很有實踐意義。
問題2:剛剛報告中提到新能源汽車的健康診斷和交通系統韌性研究,請問目前這些研究的產業應用現狀和行業痛點有哪些?
目前我們的韌性研究分成兩大塊,一個是省域模型的,另外一個是城市里面的。那么省域模型的話,我們的重點是研究省域貨運系統的韌性,就是物流系統的一個韌性,同時考慮地質災害的影響,這個研究結果直接服務于后續交通系統的規劃。另外在城市中,我們研究的是城市多模式交通系統的韌性,需要同時考慮地鐵系統、公交系統、小客車系統以及電動車輛,研究結果主要服務于政府交通系統的規劃和管理,以及應急管理策略的制定。
問題3:目前有越來越多的學生進入到車企,對于大學生就業而言,您認為需要補充哪些能力對他們未來就業更有幫助?
首先我自己是在土木學院,好像現在大家對土木都比較看衰,但我看來,我們國家有巨量的基礎設施需要維護,這一塊永遠需要技術人員,只是說我們的工作方式可能發生改變,不再大規模的擴建,而是開展后期的運營和管理。所以從這方面來說,專業之間的邊界越來越小了,作為學生來說,要有好奇心,及時關注前沿的科技問題,尤其是現在的時代,涌現出的工具越來越多,同學們有機會應該多學習。以賽促學也是很好的方式,可以高效地提升能力,在這個的過程中,你也還可以有幸可以認識到不同專業,不同年級的同學,比賽得不得獎是其次的,但是整個過程中個人能力會得到全面的提升。