基于多维数据融合的新能源汽车充电路径规划方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多维数据融合的新能源汽车充电路径规划方法及系统，本发明专利技术方法包括调用路径规划算法基于高速优先获取汽车从当前位置到终点位置的规划路径；按照距离依次获取所述规划路径沿途的高速服务区的充电站信息并构建充电站序列，其中最近的充电站为P1，第二近的充电站为P2；若汽车当前的续航里程不足以行驶到充电站P2则查找汽车当前的电量对应的续航里程内的非高速服务区的充电站，将充电站P1以及查找得到的充电站作为可选的充电方案输出以供用户选择。本发明专利技术旨在为用户提供新能源汽车在长途行驶过程中在高速公路服务区的充电路径规划，最大程度利用充电资源，提升新能源汽车的用户体验。提升新能源汽车的用户体验。提升新能源汽车的用户体验。

【技术实现步骤摘要】
基于多维数据融合的新能源汽车充电路径规划方法及系统


[0001]本专利技术涉及新能源汽车的路径规划
，具体涉及一种基于多维数据融合的新能源汽车充电路径规划方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，新能源汽车充电桩和充电站的数量也逐年递增，由于移动互联网带来的便利，新能源汽车车主在城市内找到附近的充电桩进行补电已经较为容易。但目前还存在这样一种问题，由于高速公路服务区一般远离城区，如果要建设大型充电站，必须配套建设大容量变压器和输电线路，投资规模较大并且回本周期较长，因此高速公路服务区的民营充电站仍然较少，主要以国有企业的充电桩为主，数量也不多。高速公路服务区的充电桩在节假日排队现象尤为明显，有的长达几个小时，但在非节假日则空闲时间较长，如果盲目增加充电桩数量则会造成资源浪费。虽然高德、百度等地图app已经在导航模式中新增了“新能源出行”的模块，但存在这样几个问题，一是充电桩空闲数据不准，二是不能对故障充电桩进行智能判断，三是对在节假日给高速服务区投放的“移动充电车”的数据不能体现，四是充电站内充电桩的排队机制较为混乱，因为信息不透明，排队时有纠纷发生，因此新能源汽车车主在节假日高速公路出行的过程中仍然存在困扰，因此更为精准的节假日新能源汽车高速路径规划方法具有重要的意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于多维数据融合的新能源汽车充电路径规划方法及系统，本专利技术旨在为用户提供新能源汽车在长途行驶过程中在高速公路服务区的充电路径规划，最大程度利用充电资源，提升新能源汽车的用户体验。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种基于多维数据融合的新能源汽车充电路径规划方法，包括：
[0006]S101，利用路径规划算法获取汽车从当前位置沿高速公路到终点位置的规划路径；
[0007]S102，若规划路径小于预设阈值X，则判定行程结束并退出；否则跳转步骤S103；
[0008]S103，结合规划路径和地图数据，获取规划路径沿途的高速服务区充电站序列{P
i
}；
[0009]S104，根据电网充电站数据更新高速服务区充电站序列{P
i
}中各充电站的充电桩信息；
[0010]S105，获取汽车当前的续航里程，若续航里程小于当前位置到高速服务区充电站序列{P
i
}中第二近的充电站P2的距离，则跳转步骤S106；否则，跳转步骤S101；
[0011]S106，指引用户将汽车驾驶到高速服务区充电站序列{P
i
}中最近的充电站P1进行充电，并输出充电站P1的充电桩信息；在汽车完成充电后，跳转步骤S101。
[0012]可选地，步骤S1O3中获取规划路径沿途的高速服务区充电站序列{P
i
}时，针对高速服务区充电站序列{P
i
}中的任意第i个充电站P
i
所获取的信息包括：充电站P
i
的名称、充电站P
i
与当前位置距离、充电站P
i
与上一个充电站P
i
‑1的距离以及预计到达时刻。
[0013]可选地，所述充电站P
i
与当前位置距离、充电站P
i
与上一个充电站P
i
‑1的距离均为利用路径规划算法计算得到，所述预计到达时刻的估计方法包括：
[0014]S201，获取该汽车的平均充电间隔S、平均能耗数据e、当前剩余电量为E、充电站P
i
与当前位置的距离S
x
以及该段高速的平均限速v
max
；
[0015]S202，如果充电站P
i
与当前位置的距离S
x
满足汽车当前的续航里程εE/e
×
100，则根据下式计算第i个充电站P
i
的预计到达时刻t
i
：
[0016][0017]否则，根据下式计算充电站P
i
的预计到达时刻t
i
：
[0018][0019]其中，α为道路拥堵系数，t
now
为当前时间，P
c
为平均充电功率，表示路途中的充电次数，(ε/e
×
100)/P
c
为单次充电时间，ε为该汽车的续航系数。
[0020]可选地，步骤S1O4中根据电网充电站数据更新高速服务区充电站序列{P
i
}中各充电站的充电桩信息时，包括根据高速服务区充电站序列{P
i
}中各充电站的充电站名称，从电网充电站数据中获取总充电桩数量和空闲充电桩数量，任意第i个充电站P
i
的空闲充电桩数量的获取包括：
[0021]S301，若第i个充电站P
i
为第一个充电站P1，则跳转步骤S302；否则跳转步骤S303；
[0022]S302，根据下式计算充电站P
i
的空闲充电桩数量：
[0023]n5＝n1+n2
‑
n3
‑
n4
[0024]上式中，n5为充电站P
i
的空闲充电桩数量，n1为充电站P
i
中当前的充电桩功率为零的充电桩数量，n2为充电站P
i
中投放的移动充电桩的总数量，n3为充电站P
i
中投放的移动充电桩中已使用的数量，n4为充电站P
i
中故障充电桩的数量；
[0025]S303，将充电站P
i
的充电桩总数量、电网负荷、充电站P
i
的地理位置、充电站P
i
的气象数据作为输入，利用机器学习模型预测充电站P
i
的空闲充电桩数量，所述气象数据包括气温、降水量和湿度。
[0026]可选地，步骤S302中充电站P
i
中故障充电桩的数量的获取包括：获取充电站P
i
前一日的电网负荷数据和交通数据，确定充电站P
i
前一日的峰值负荷持续时段和排队时段，获取将充电站P
i
前一日的峰值负荷持续时段和排队时段的交集时间，并获取充电站P
i
前一日的交集时间范围内有功功率接近于零的充电桩数量作为充电站P
i
中故障充电桩的数量。
[0027]可选地，步骤S303中的机器学习模型为XGBoost回归模型，所述利用机器学习模型预测充电站P
i
的空闲充电桩数量时在节假日、工作日以及不同时段使用的XGBoost回归模型的模型参数各不相同，所述利用机器学习模型预测充电站P
i
的空闲充电桩数量之前还包括分别利用节假日和工作日下不同时段的样本数据训练对应的XGB本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多维数据融合的新能源汽车充电路径规划方法，其特征在于，包括：S101，利用路径规划算法获取汽车从当前位置沿高速公路到终点位置的规划路径；S102，若规划路径小于预设阈值X，则判定行程结束并退出；否则跳转步骤S103；S103，结合规划路径和地图数据，获取规划路径沿途的高速服务区充电站序列{P
i
}；S104，根据电网充电站数据更新高速服务区充电站序列{P
i
}中各充电站的充电桩信息；S105，获取汽车当前的续航里程，若续航里程小于当前位置到高速服务区充电站序列{P
i
}中第二近的充电站P2的距离，则跳转步骤S106；否则，跳转步骤S101；S106，指引用户将汽车驾驶到高速服务区充电站序列{P
i
}中最近的充电站P1进行充电，并输出充电站P1的充电桩信息；在汽车完成充电后，跳转步骤S101。2.根据权利要求1所述的基于多维数据融合的新能源汽车充电路径规划方法，其特征在于，步骤S1O3中获取规划路径沿途的高速服务区充电站序列{P
i
}时，针对高速服务区充电站序列{P
i
}中的任意第i个充电站P
i
所获取的信息包括：充电站P
i
的名称、充电站P
i
与当前位置距离、充电站P
i
与上一个充电站P
i
‑1的距离以及预计到达时刻。3.根据权利要求2所述的基于多维数据融合的新能源汽车充电路径规划方法，其特征在于，所述充电站P
i
与当前位置距离、充电站P
i
与上一个充电站P
i
‑1的距离均为利用路径规划算法计算得到，所述预计到达时刻的估计方法包括：S201，获取该汽车的平均充电间隔S、平均能耗数据e、当前剩余电量为E、充电站P
i
与当前位置的距离S
x
以及该段高速的平均限速v
max
；S202，如果充电站P
i
与当前位置的距离S
x
满足汽车当前的续航里程εE/e
×
100，则根据下式计算第i个充电站P
i
的预计到达时刻t
i
：否则，根据下式计算充电站P
i
的预计到达时刻t
i
：其中，α为道路拥堵系数，t
now
为当前时间，P
c
为平均充电功率，表示路途中的充电次数，(ε/e
×
100)/P
c
为单次充电时间，ε为该汽车的续航系数。4.根据权利要求1所述的基于多维数据融合的新能源汽车充电路径规划方法，其特征在于，步骤S1O4中根据电网充电站数据更新高速服务区充电站序列{P
i
}中各充电站的充电桩信息时，包括根据高速服务区充电站序列{P
i
}中各充电站的充电站名称，从电网充电站数据中获取总充电桩数量和空闲充电桩数量，任意第i个充电站P
i
的空闲充电桩数量的获取包括：S301，若第i个充电站P
i
为第一个充电站P1，则跳转步骤S302；否则跳转步骤S303；S302，根据下式计算充电站P
i<...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈丛，黄红桥，杨静，王海元，王智，彭潇，谭海波，汪凤娇，梁文韬，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司供电服务中心计量中心国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：