部署充/换电站的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种在区域中部署充/换电站的方法和装置。所述方法包括：在区域中获取M个路段；基于所述M个路段上的交通流量，确定所述M个路段中每个路段i的充电需求Di；对于特定数目N，确定N个充/换电站在所述区域中的位置，使得总加权充电距离L达到最小值，所述总加权充电距离L基于所述路段i的充电需求Di与路段i距离最近的充/换电站的距离di的乘积而计算。所述装置与上述方法对应。利用本发明专利技术实施例的方法和装置，可以针对电动车辆的特点，在区域中部署充/换电站，使得部署的充/换电站网络更好地满足区域中的电动车辆补充电能的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动车辆的充/换电，更具体地，涉及一种部署用于电动车辆的充/换电站的方法和装置。
技术介绍
近年来，电动车辆由于使用更加清洁的能源而得到快速发展。随着电动车辆的增加，有必要在使用电动车辆的区域中部署一些充/换电站，用以对电动车辆进行快速充电或进行电池更换，从而满足电动车辆能量补给的要求。这里需要说明的是，本文所述的充/换电站是指能够实现电动车辆的充电和电池更换中至少一项功能的站点。然而，如何科学地部署这些充/换电站成为一项有待解决的问题。现有技术中提出了若干部署服务设施的方法，例如在特定区域中部署银行网点、安排医疗设施等等。这些方法通常考虑多种因素，例如区域中的人口分布、城市规划等等，来安排服务设施，构建服务设施网络。在优化服务设施网络的现有方法中，最常用的是最大覆盖位置（Maximal Covering Location Problem）MCLP模型。根据MCLP模型，对于特定数目的服务设施，将能够覆盖区域中最多服务需求的位置分布认为是最优的服务设施网络。图1示出现有技术中MCLP模型的一个示意图。在图1中，用五星符号表示要设置的服务设施，例如银行、邮局、医院等，用分布的圆点表示区域中的潜在服务需求，例如社区、住户、商户等。每个服务设施具有特定的服务半径。根据MCLP模型，对于特定数目的服务设施，考虑各种分布情况下服务设施所覆盖的潜在服务需求的总和，也就是以各个五星符号为圆心的圆所覆盖的圆点的数目，将覆盖数目最多的分布认为是最优的分布。尽管MCLP模型可以用于解决一些服务设施的优化问题，但是充/换电站的部署具有其独有的特点，并不适于该模型。具体地，首先，电动车辆是流动性很强的对象，与图1中固定位置的社区、住户有很大区别。并且，当电动车辆电量不足时，电动车辆的司机必须到临近的充/换电站来补充电能，不管距离有多远。因此，现有技术中基于人口分布、覆盖半径所进行的服务设施优化方法并不能适用于充/换电站的部署。因此，希望针对充/换电站的特点，提出有效的方法对充/换电站进行部署。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，提出本专利技术，用以针对电动车辆的特点来部署充/换电站。根据本专利技术的一个方面，提供了在区域中部署充/换电站的方法，包括：在区域中获取M个路段；基于所述M个路段上的交通流量，确定所述M个路段中每个路段i的充电需求Di；对于特定数目N，确定N个充/换电站在所述区域中的位置，使得总加权充电距离L达到最小值，所述总加权充电距离基于所述路段i的充电需求Di与路段i距离最近的充/换电站的距离di而计算。根据本专利技术的另一个方面，提供了在区域中部署充/换电站的装置，包括：路段获取单元，配置为在区域中获取M个路段；需求确定单元，配置为基于所述M个路段上的交通流量，确定所述M个路段中每个路段i的充电需求Di；位置确定单元，配置为对于特定数目N，确定N个充/换电站在所述区域中的位置，使得总加权充电距离L达到最小值，所述总加权充电距离L基于所述路段i的充电需求Di与路段i距离最近的充/换电站的距离di而计算。利用本专利技术实施例的方法和装置，可以针对电动车辆的特点，在区域中部署充/换电站，使得部署的充/换电站网络更好地满足区域中的电动车辆补充电能的需求。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出现有技术中MCLP模型的一个示意图；图2示出了适于用来实现本专利技术实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图；图3示出根据本专利技术一个实施例的部署充/换电站的方法的流程图；图4示出根据一个实施例获得的路段和交通流量的示意图；图5示出根据一个实施例的计算某一路段到充/换电站的距离的示意图；图6示出根据本专利技术一个实施例的确定充/换电站位置的流程图；以及图7示出了根据本专利技术一个实施例的用于部署充/换电站的装置的框图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。所属
的技术人员知道，本专利技术可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件（包括固件、驻留软件、微代码等），还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本专利技术还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本专利技术操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在区域中部署充/换电站的方法，包括：在区域中获取M个路段；基于所述M个路段上的交通流量，确定所述M个路段中路段i的充电需求Di；对于特定数目N，确定N个充/换电站在所述区域中的位置，使得总加权充电距离L达到最小值，所述总加权充电距离L基于所述路段i的充电需求Di与路段i距离最近的充/换电站的距离di的乘积而计算。

【技术特征摘要】
1.一种在区域中部署充/换电站的方法，包括：
在区域中获取M个路段；
基于所述M个路段上的交通流量，确定所述M个路段中路段i的充电需求
Di；
对于特定数目N，确定N个充/换电站在所述区域中的位置，使得总加权充
电距离L达到最小值，所述总加权充电距离L基于所述路段i的充电需求Di
与路段i距离最近的充/换电站的距离di的乘积而计算。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述在区域中获取M个路段包括，
通过GIS地理信息系统获取区域中的道路相关信息；
基于所述道路相关信息，将道路划分为多个路段；以及
从所述多个路段中选择M个路段。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定每个路段i的充电需求包
括，将路段i的充电需求Di确定为正比于路段i上的交通流量。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定N个充/换电站在区域中的
位置包括：
从所述M个路段中选择出N个路段，假定分别在这N个路段上设置N个
充/换电站；
对于选择出的N个路段，计算总加权充电距离L；
对各个选择下获得的总加权充电距离L进行比较，将总加权充电距离最小
的选择所对应的N个路段作为充/换电站的位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其中计算总加权充电距离L包括计算di，
计算di进一步包括，计算路段i到充/换电站n的距离li-n，将针对不同充/换电
站n获得的距离li-n的最小值作为di，即di=min(li-n)。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定N个充/换电站在区域中的
位置包括：
初始化步骤，其中从M个路段中初始选择N个路段作为N个假定充/换电

\t站的位置；
聚类步骤，其中以N个假定充/换电站的位置为中心，将M个路段进行聚
类；
更新步骤，其中对于获得的聚类，将同一聚类中与所有其他路段的加权距
离总和最小的路段作为新的聚类中心，从而获得更新的N个假定充/换电站的位
置；
重复执行上述聚类步骤和更新步骤，直到所述更新步骤并不改变各个聚类
的中心。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述初始化步骤包括，从所述M个
路段中，按照交通流量从大到小的顺序依次选择N个路段，同时使得所选择的
N个路段彼此距离不低于一预定阈值。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述更新步骤包括：
对于任一路段n，计算同一聚类中所有路段i到路段n上的充/换电站n的
加权距离总和∑li-n*Di，其中li-n表示路段i到充/换电站n的距离；
在同一聚类中，对不同的路段n进行上述运算，将获得的加权距离总和最
小的路段作为该聚类的新的中心；
获得N个聚类的新的中心，将其作为更新的N个假想充/换电站的位置。
9.根据权利要求5或2的方法，其中所述路段i到充/换电站n的距离li-n是从路段i的代表位置沿道路行进到达充/换电站n的最短路径长度。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括，
对于特定数目N，确定所述总加权充电距离L的最小值Lmin；
基于所述最小值Lmin确定平均充电距离La=Lmin/∑Di；
对于不同的特定数目N，确定对应的平均充电距离La；
确定出使得平均充电距离La小于或等于预定阈值R的特定数目N的最小
取值Nmin。
11.一种在区域中部署充/...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽丽，谢明，田启明，邵金燕，尹文君，董进，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US