基于最短路径泰森多边形的电动汽车充电站搜索方法技术

本发明专利技术提供了一种基于最短路径泰森多边形的电动汽车充电站搜索方法，包括如下步骤：S1，获得所在区域可用的所有充电站的具体地理位置，以每个充电站所在的位置作为离散点，构建Delaunay三角形网络；S2，根据Delaunay三角网内所有三角形的外接圆，得到离散点的泰森多边形；S3，车联网系统根据上述泰森多边形和离散点信息搜索距离电动汽车最便捷的充电站所在位置并反馈给电动汽车，其中车联网系统实时收集车辆和充电站信息。本发明专利技术通过对区域内所有充电站站点供电服务区域进行泰森多边形剖分分析，得到距车辆最近的充电站推送给需求车辆，方便车辆及时进行充电。

Searching method of electric vehicle charging station based on shortest path Tyson polygon

The present invention provides a search method of electric vehicle shortest path Tyson polygon based on charging, which comprises the following steps: S1, get the area available all the specific location of charging station, charging station location as discrete points in each, constructing Delaunay triangle network; S2, according to the Delaunay triangulation in all triangles the circumcircle, discrete points of the Tyson polygon; S3, car networking system based on the Tyson polygon and discrete point information search distance of electric vehicle charging station the most convenient location and feedback to the electric vehicle, the real-time collection vehicle networking system and charging station information. The invention carries out the Tyson polygon division analysis to the power supply service area of all the charging stations and stations in the region, and obtains a charging station nearest to the vehicle to push the required vehicle to facilitate the timely charging of the vehicle.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于车联网
，尤其是涉及一种基于最短路径泰森多边形的电动汽车充电站搜索方法。
技术介绍
随着新能源汽车的推广，需要建设足够覆盖面积的充电桩作为电动汽车能源的主要供给方式。泰森多边形是对空间平面的一种剖分，其特点是:1)任何一个多边形内的任何位置离该多边形内的离散点的距离最近，离相邻多边形内离散点的距离远，2)每个泰森多边形内仅含有一个离散点，3)位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等。传统充电设施规划方式是以一定长度为半径,通过画圆的方式形成电动汽车充电站的服务范围，这种方式往往存在服务范围无法实现全面覆盖、覆盖范围存在重叠，或者所确定的服务范围相对与电动汽车来讲并非是最优的选择。这就造成用户搜寻最近设施的困难，无法最快定位距离用户最近的设施。泰森基于多边形方法，可以合理涵盖所有区域，实现全覆盖、不重叠，快速知道距离用户最近的充电设施。电动汽车刚处于发展阶段，充电设施的选址规划远远达不到传统加油站的普及程度，目前只是在自贸区、大型停车场、医院的区域分布，加之本身续航等因素，基于最短路径的充电设施路径选取的重要意义日益凸显。传统路径选取需要建立模型分析，求解计算并分析灵敏度，不仅过程复杂，耗时费力，而且模型覆盖区域会出现空白或重叠的现象，结果的准确程度也是有待考证。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于最短路径泰森多边形的电动汽车充电站搜索方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于最短路径泰森多边形的电动汽车充电站搜索方法，包括如下步骤：S1，获得所在区域可用的所有充电站的具体地理位置，以每个充电站所在的位置作为离散点，构建Delaunay三角形网络；S2，求得Delaunay三角网内所有三角形的外接圆，记录外接圆的圆心位置；依次连接离散点周围的Delaunay三角形外接圆的圆心，得到离散点的泰森多边形；S3，车联网系统根据上述泰森多边形和离散点信息搜索距离电动汽车最便捷的充电站所在位置并反馈给电动汽车，其中车联网系统实时收集车辆和充电站信息。进一步的，在步骤S3中搜索距离电动汽车最便捷的充电站的方法包括如下步骤：S31，求得电动汽车所在位置A点到每个离散点的最短路径S1，S2，S3,……，取其中最短和次短的两条路径，并记下它们所对应的两个离散点P1、P2，将得到的这两条路线合成连通的一条路径为L；S32，在L上找一个点P,使P点到两个控制点P1，P2的最短路程相等(即P为L的中点)，则P点是由P1、P2所控制的两个扩展泰森多边形的交点,点P作为两个多边形分界点，使得在PP1(PP2)上找不到一点B，使得B到其他控制点的最短路程小于B到P1(P2)的最短路程；S33，车联网系统实时跟踪P1、P2充电设施的设备情况，用户可根据实际情况自由选择P1、P2，若用户点为C，点C若在PP1上，可以沿PP1到P1，此时到P1距离最短；若C在PP1上，但选择P2充电，则可以沿CP、PP2到P2，此时到P2的距离最短。进一步的，步骤S2中，对于三角网边缘的泰森多边形，可作垂直平分线与图廓相交，与图廓一起构成泰森多边形。进一步的，步骤S2中，车联网系统根据所得的泰森多边形，可得到各充电站通过泰森多边形得到的供电区域范围；车联网平台对供电区域范围的轮廓边界、外接圆圆心、半径信息进行记录。进一步的，还包括步骤S4，在电动汽车未到达目标充电站地点前，如果目标点被占据，则车联网系统返回步骤S1，去除已被占用的离散点，根据记录供电区域范围的轮廓边界、外接圆圆心、半径信息重新构建Delaunay三角形网络。进一步的，还包括步骤S4，在电动汽车未到达目标充电站地点前，如果目标点被占据，则车联网系统返回步骤S1，去除已被占用的离散点，重新构建Delaunay三角形网络。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：(1)依托车联网技术，通过GPS、RFID、传感器、摄像头图像处理装置、中心处理器等技术手段，车辆可以完成自身环境和状态信息的采集；通过互联网技术，所有的车辆可以将自身的各种信息、充电站离散点信息传输汇聚到中央处理器；通过计算机技术，这些大量的信息可以被分析和处理，重新计算泰森多边形，从而计算出不同车辆的最佳路线。(2)当电动汽车行驶至某一点，因电池电量不足报警或其他原因需要进行充电服务。此时需要在地图上寻找充电站进行充电，通过对区域内所有充电站站点供电服务区域进行泰森多边形剖分分析，得到距车辆最近的充电站推送给需求车辆，方便车辆及时进行充电。基于泰森多边形对整体区域进行划分，可以达到无需测距的定位方法，降低路径选取难度。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例充电站选址点作为离散点，建立的散点集；图2为本专利技术实施例构建的Delaunay三角形网络。图3为本专利技术实施例的泰森多边形剖分图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本专利技术基于最短路径泰森多边形的电动汽车充电站搜索方法，以天津机场自贸区为例进行说明，步骤1，获得自贸区此时可用的所有充电站的具体地理位置，以每个充电站所在的位置作为离散点，如图1所示，构建Delaunay三角形网络，本实施例采用如下Lawson算法构建Delaunay三角形网络，如图2所示：1)确定所有已建的充电设施的具体地理位置，并以散点的方式顺序标注在图中，所有散点构成点集V；2)构建一个超级三角形，包含点集V内的所有散点，放入三角形链表；3)将点集V中的散点依次插入，在三角形链表中找出其外接圆包含插入点的三角形(称为该点的影响三角形)，删除影响三角形的公共边，将插入点同影响三角形的全部顶点连接起来，从而完成一个点在Delaunay三角形链表中的插入；4)根据优化准则对局部新形成的三角形进行优化，将形成的三角形放入Delaunay三角形链表；5)循环执行上述第3)步，直到所有散点插入完毕。此时已构建完Delaunay三角网。步骤2，求得Delaunay三角网内所有三角形的外接圆，记录外接圆的圆心位置；依次连接散点周围的Delaunay三角形外接圆的圆心，得到离散点的泰森多边形；其中，对于三角网边缘的泰森多边形，可作垂直平分线与图廓(及自贸区边界)相交，与图廓一起构成泰森多边形，如图3所示；根据所得的泰森多边形，可得到各充电站通过泰森多边形得到的供电区域范围；车联网平台对供电区域范围的轮廓边界、外接圆圆心、半径等信息进行记录，方便以后重新绘制泰森多边形，提高运行速度；构建泰森多边形的步骤具体为：1)对离散点和Delaunay三角网中的三角形编号，记录每个三角形是由哪三个离散点构成；2)找出与每个离散点相邻的所有三角形的编号，并记录下来，即只要在已构建的Delaunay三角网中找出具有一个相同顶点的所有三角形即可；3)对与每个离散点相邻的三角形按顺时针或逆时针方向排序，以便下一步连接生成泰森多边形；假设离散点为o，找出以o为顶点的一个三角形，设为A；取三角形A除o以外的另一顶点，设为a，则另一个顶点也可找出，即为f；则下一个三角形必然是以of本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于最短路径泰森多边形的电动汽车充电站搜索方法，其特征在于包括如下步骤：S1，获得所在区域可用的所有充电站的具体地理位置，以每个充电站所在的位置作为离散点，构建Delaunay三角形网络；S2，求得Delaunay三角网内所有三角形的外接圆，记录外接圆的圆心位置；依次连接散点周围的Delaunay三角形外接圆的圆心，得到离散点的泰森多边形；S3，车联网系统根据上述泰森多边形和离散点信息搜索距离电动汽车最便捷的充电站所在位置并反馈给电动汽车，其中车联网系统实时收集车辆和充电站信息。

【技术特征摘要】
1.基于最短路径泰森多边形的电动汽车充电站搜索方法，其特征在于包括如下步骤：S1，获得所在区域可用的所有充电站的具体地理位置，以每个充电站所在的位置作为离散点，构建Delaunay三角形网络；S2，求得Delaunay三角网内所有三角形的外接圆，记录外接圆的圆心位置；依次连接散点周围的Delaunay三角形外接圆的圆心，得到离散点的泰森多边形；S3，车联网系统根据上述泰森多边形和离散点信息搜索距离电动汽车最便捷的充电站所在位置并反馈给电动汽车，其中车联网系统实时收集车辆和充电站信息。2.根据权利要求1所述的基于最短路径泰森多边形的电动汽车充电站搜索方法，其特征在于：在步骤S3中搜索距离电动汽车最便捷的充电站的方法包括如下步骤：S31，求得电动汽车所在位置A点到每个离散点的最短路径S1，S2，S3,……，取其中最短和次短的两条路径，并记下它们所对应的两个离散点P1、P2，将得到的这两条路线合成连通的一条路径为L；S32，在L上找一个点P,使P点到两个控制点P1，P2的最短路程相等，则P点是由P1、P2所控制的两个扩展泰森多边形的交点,点P作为两个多边形分界点，使得在PP1、PP2上找不到一点B，使得B到其他控制点的最短路程小于B到P1、P2的最短路程；S33，车联网系统实时跟踪P1、P2充电设施的设备情况，用户可...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小宇，刘易，姜浩，张郁静，王辰飞，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司东丽供电分公司，
类型：发明
国别省市：天津;12