一种基于随机路网的电动汽车充电站选址方法技术

本发明专利技术公开了一种基于随机路网的电动汽车充电站选址方法，利用不同交通场景模拟原始交通网络的随机性；计算不同交通场景下的路段能耗；搭建拓展网络，利用路段能耗计算完成行程所需电量；以拓展网络下充电站建设成本以及在途充电量最小为目标建立综合选址模型；根据完成行程所需电量的约束条件优化综合选址模型并进行求解，根据求解结果确定拓展网络充电站点最优位置以及不同交通场景下起讫对的路径。本发明专利技术的充电站选址模型可以快速有效的对充电站的位置进行选择和优化，在满足所有OD对的出行需求的基础上，同时考虑充电站的建设费用以及所有OD对的在途充电量，综合不同场景下路段信息，从而找到最具经济性电动汽车充电站选址方案。选址方案。选址方案。

【技术实现步骤摘要】
一种基于随机路网的电动汽车充电站选址方法


[0001]本专利技术涉及交通运输规划与管理中的道路交通领域，特别涉及一种基于随机路网的电动汽车充电站选址方法。

技术介绍

[0002]目前全球石油资源短缺以及环境污染日益严重，电动汽车作为新能源汽车的代表，实现新能源汽车产业快速发展，得到了国家的大力推广和社会的广泛关注。
[0003]充电基础设施作为保障电动汽车进行长距离出行的重要配套基础设施，直接影响着电动汽车的运营效率。合理的充电站布局和建设方案会最大程度上满足电动汽车用户需求，促进新能源产业的快速发展。但目前电动汽车和充电站的发展不协调，充电桩利用率低下、充电速度慢、部分地区充电桩数量严重不足的问题日益凸显，制约了充电汽车的使用场景。
[0004]现有的充电站规划布局方法存在以下问题：(1)大多充电站布局基于确定性的路网，只能满足单一场景下的电动汽车充电需求；(2)采用路段长度、路段通行时间或路段通行费用等作为路段权重，围绕交通出行需求的服务覆盖进行充电站点的选址研究。然而，单纯研究确定环境下充电站点选址问题显然不能满足实际交通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于随机路网的电动汽车充电站选址方法，其特征在于，包括：利用不同交通场景模拟原始交通网络的随机性，并确定不同交通场景出现的概率；根据路段能耗与路段通行时间之间的关系，计算不同交通场景下的路段能耗；在原始交通网络的基础上搭建拓展网络，在拓展网络下利用路段能耗计算完成行程所需电量；基于随机性，以拓展网络下充电站建设成本以及在途充电量最小为目标建立综合选址模型；根据完成行程所需电量的约束条件优化综合选址模型，对优化后综合选址模型进行求解，根据求解结果确定拓展网络充电站点最优位置以及不同交通场景下起讫对的路径。2.根据权利要求1所述的电动汽车充电站选址方法，其特征在于，根据路段能耗与路段通行时间之间的关系，计算不同交通场景下的路段能耗具体包括：根据车辆行驶速度和路段通行时间之间的关系v＝l/t，利用不同交通场景的路段通行时间计算，得到不同场景下的路段行驶速度其中l表示原始交通网络中路段长度；根据提取的路段历史能耗数据以及对应的速度数据，利用函数拟合路段能耗和路段行驶速度之间的关系，根据关系利用不同场景下路段行驶速度计算不同场景下的路段能耗3.根据权利要求2所述的电动汽车充电站选址方法，其特征在于，在原始交通网络的基础上搭建拓展网络，在拓展网络下利用路段能耗计算完成行程所需电量具体包括：原始交通网络G
o
＝(N
o
,A
o
)由实际节点集合N
o
和实际路段集合A
°
组成，在实际节点集合N
o
中每一个OD对增加一组虚拟起点和虚拟终点由实际节点集合N
o
、虚拟起点和虚拟终点组成虚拟节点集合N；在实际路段集合A
o
基础上，为每个满足能耗限制的节点对(i,j)增加一条虚拟路段，路段权重为节点对(i,j)最短路径消耗的能量由实际路段集合和虚拟路段组成虚拟路段集合A；由虚拟节点集合N和虚拟路段集合A组成拓展网络G＝(N,A)；利用车辆经过所有路段后消耗的电量、终点电池电量以及起点电池电量进行计算，得到在交通场景s下第k个OD对完成行程所需电量表达式为：式中，表示在交通场景s下起点和终点处的电池电量，i表示节点，i∈∪
k∈K
{O
k
,D
k
}，表示在交通场景s下车辆通过路段(i,j)的路段能耗；为决策变量，表示在交通场景s下第k个OD对是否使用路段(i,j)，当表示使用路段(i,j)，当表示不使用路段(i,j)；K表示OD对的集合，S表示交通场景的集合。4.根据权利要求3所述的电动汽车充电站选址方法，其特征在于，虚拟路段集包括A1、A2、A3、A4及A5，满足以下要求：虚拟路段集A1为连接虚拟起点与实际起点O
k
之间的路段集，并规定虚拟路段集A1能
耗为0，表示为：虚拟路段集A2为连接实际终点D
k
与虚拟终点之间的路段集，并规定虚拟路段集A2能耗为0，表示为：当交通场景s下原始交通网络中任意节点对(i,j)的最短路所消耗的电量小于电池容量R，则为节点对(i,j)创建虚拟路段(i,j,s)作为虚拟路段集A3，并规定虚拟路段集A3消耗能量为表示为：当交通场景s下虚拟起点到原始交通网络中任意节点j的最短路所消耗的电量小于则为节点对创建虚拟路段作为虚拟路段集A4，并规定虚拟路段集A4消耗能量为表示为：若交通场景s下原始交...

【专利技术属性】
技术研发人员：程琳，刘渊，雍锐，张晨皓，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：