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专利号: 2025102023720
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑竞争的电动汽车充电可达性分析方法,其特征在于,其包括:按照预设的空间间隔对目标区域的地图进行栅格化并编码,标记其中包含充电站的网格,收集并分析用户的出行需求,进而生成以网格的位置编码为元素的起点集合O和终点集合D;

定义用户以任意一个网格为起点,驾驶车辆到达充电站,再采用非驾驶方式到达任意一个终点的路径为一条充电出行链;

生成从指定起点经可选充电站到指定终点的所有候选的充电出行链,通过下式计算出目标区域内任意起点o与终点d间的充电可达性 ,并生成对应的热力图:,

上式中, Code为e类车辆从起点o到终点d的加权平均广义充电过程成本;Ake为充电站k对当前车辆的竞争吸引力;e表示车辆的类型,e=1时表示私家车,e=2时表示公交车;和 分别为与Code和Ake相关的常数参数;

Code的计算公式为:

,

上式中, 为基于路径效用的Dogit模型表示的任意充电出行链s的路径选择概率;

表示用户选择任意一条充电出行链s时所需的总成本,任意充电出行链的总成本中包含的三个过程的成本均由经济成本和时间成本两个部分构成;Sode表示e类车辆从起点o到终点d的所有候选充电出行链s的集合;

Ake的计算方法为:

结合充电站和用户的效价属性计算任意充电站k的绝对吸引力f(k);

假设在任意充电出行链中存在一个可替换的充电站k2,则将k2作为k1的竞争方;

通过下式计算存在竞争充电站k2时充电站k1的吸引力 ,并将其作为k1的竞争吸引力:,

上式中, 表示充电站kx对e类车辆存在的潜在充电吸引力规模; 表示充电站kx和k2之间的距离。

2.如权利要求1所述的考虑竞争的电动汽车充电可达性分析方法,其特征在于,加权平均广义充电过程成本Code的计算方法为:先通过下式计算出用户选择任意一条充电出行链s时所需的总成本 :上式中, 为用户从起点o到充电站k时的广义行驶成本; 为用户在充电站k进行充电的广义充电成本; 为用户从充电站k到终点d的广义行驶成本;

再采用基于路径效用的Dogit模型来表示任意充电出行链s的路径选择概率 ,进而计算出车辆从起点o到终点d的加权平均广义充电过程成本Code。

3.如权利要求2所述的考虑竞争的电动汽车充电可达性分析方法,其特征在于: 的表达式为:,

上式中, 为e类车辆选择充电出行链s从起点o到终点d的效用,其反映了用户对充电成本、充电时间、充电便利性和充电站容量的偏好;为一个表征用户对效用的敏感度的常数参数; 为一个表征用户对充电出行链s的忠诚度的常数参数。

4.如权利要求3所述的考虑竞争的电动汽车充电可达性分析方法,其特征在于: 通过如下的效用函数计算:,

上式中, 为e类车辆选择充电出行链s从起点o到终点d的实际效用值; 为第e类车辆从起点o到终点d的可选充电出行链的总数; 为服从某一独立极值分布的随机误差项。

5.如权利要求2所述的考虑竞争的电动汽车充电可达性分析方法,其特征在于:任意充电出行链包含的三个过程的成本均由经济成本和时间成本两个部分构成,通过货币价值权重 和时间价值权重 平衡经济成本和时间成本在总成本中占比;

构造如下的价值系数函数来对事件的实际概率进行指数压缩,进而生成与经济成本相关的货币价值权重 和与时间成本相关的时间价值权重 ;

,

上式中,p为事件发生的实际概率;w(p)为修正概率;,为曲率控制参数。

6.如权利要求5所述的考虑竞争的电动汽车充电可达性分析方法,其特征在于:充电出行链分为进站、充电和离站三个阶段;

在进站阶段,用户花费的经济成本包括按照最优规划路径行驶时所耗费的行驶成本;

花费的时间成本为行驶时间;

在充电阶段中,用户花费的经济成本包括充电费用、服务费用和停车费用;花费的时间成本包括等待时间和服务时间;

在离站阶段,用户花费的经济成本取决于用户采取的出行方式;花费的时间成本为行驶时间。

7.一种区域内充电桩布局的优化方法,其特征在于,其包括:一、按照预设的空间间隔对目标区域的地图进行栅格化并编码,以区域内各个充电桩的位置为决策变量;以区域内任意起点与终点间的充电可达性最大化为优化目标,并结合实际场景设置包含充电站数量约束的约束条件,进而构建一个单目标优化模型;

二、采用遗传算法或其它优化算法对所述单目标优化模型进行求解,得到优化结果;

其中,算法的迭代寻优过程中通过如权利要求1‑6中任意一项所述的考虑竞争的电动汽车充电可达性分析方法更新目标函数的值;

三、根据最终的迭代优化结果生成新的充电站的空间布局图。

8.一种考虑竞争的电动汽车充电可达性分析系统,其特征在于,其采用如权利要求1‑6中任意一项所述的考虑竞争的电动汽车充电可达性分析方法,生成目标区域内任意两个地点之间的充电可达性;所述电动汽车充电可达性分析系统包括:场景建模单元,其用于按照预设的空间间隔对目标区域的地图进行栅格化并编码,标记其中包含充电站的网格,并对收集到的用户的出行需求进行分析,进而生成以网格的位置编码为元素的起点集合和终点集合;

路径规划单元,其用于结合所述场景建模单元提供的场景信息,生成从指定起点经可选充电站到指定终点的所有候选的充电出行链;

成本更新单元,其用于结合充电出行链动态更新每个车辆从任意起点到终点的加权平均广义充电过程成本;

吸引力量化单元,其用于考虑充电站间的竞争关系,生成指定充电站对任意车辆的充电吸引力;

可达性计算单元,其用于结合所述场景建模单元、路径规划单元、成本更新单元和吸引力量化单元的输出,采用下式计算出目标区域内任意起点o与终点d间的充电可达性 :。

9.一种考虑竞争的电动汽车充电可达性分析装置,其包含存储器、处理器,以及存储在所述存储器内并在处理器中运行的计算机程序,其特征在于:所述处理器执行计算机程序时,实现如权利要求1‑6中任意一项所述的考虑竞争的电动汽车充电可达性分析方法,进而生成任意车辆在目标区域内从指定起点到指定终点的加权平均广义充电过程成本。