[发明专利]一种融合分层规划和A*

说明书

本发明涉及一种融合分层规划和A*算法的共享电动汽车路径规划方法，包括以下步骤：1)将道路网络分为高层路网和低层路网；2)采用A*算法搜寻得到高层路网入口节点o和出口节点d；3)采用A*算法分别获得在对应规划目标下的分段最优路径4)获取最优路径对应的剩余电量，并根据剩余电量判断用户驾驶的共享电动汽车电池电量是否充足，若电池电量充足，则以最优路径作为最终的最优路径完成当前驾驶，若电池电量不足，则根据服务站的位置提供换车或充电服务，并更新最优路径对应的剩余电量，直至电池电量充足。与现有技术相比，本发明具有快速准确、搜索效率高、适用范围广等优点。

技术领域

本发明涉及电动汽车路径规划领域，尤其是涉及一种融合分层规划和A*算法的共享电动汽车路径规划方法。

背景技术

共享电动汽车作为一种新的交通工具，通过循环共享模式，提高了汽车的使用效率，降低了私人汽车的保有量，并有效地缓解了交通拥堵与停车难等问题，因而得到了广泛的关注，然而相较于传统汽车，共享电动汽车面临着续航里程短、服务站信息缺乏、收费方式多样等新的挑战，现有的车载导航系统无法直接应用于共享电动汽车的路径规划，因此，在考虑用户出行需求的基础上，如何减少用户的里程焦虑，为用户合理规划最佳的行驶路径，已成为亟需解决的问题。

不少充电导航文献的研究主体大多为电动私家车，尚未有研究从共享电动汽车实际应用的角度出发在路径规划中设计换车方案。很多算法在应用时存在占用较多内存空间以及求解时间较长的问题，应用于大范围路径规划时，节点数量的增加会导致效率大幅度降低。因此，针对大规模优化问题，如何进一步提升算法的效率仍需深入研究。

因此，急需一种融合分层规划和A*算法的共享电动汽车换车与充电路径规划方法，能够灵活地结合共享电动汽车多样化的收费方式，对路径选择和能量补给方式进行整体的统一规划，有效地缩短时间、提高搜索效率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种融合分层规划和A*算法的共享电动汽车路径规划方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种融合分层规划和A*算法的共享电动汽车路径规划方法，包括以下步骤：

1)将道路网络分为高层路网和低层路网，所述的高层路网包括快速路和主干路，低层路网包括次干路和支路；

2)采用A*算法搜寻得到在起点O和终点D的周围设定范围内对应规划目标下的高层路网入口节点o和出口节点d；

3)采用A*算法分别获得在对应规划目标下，低层路网中起点O至高层路网入口节点o的最优路径高层路网中高层路网入口节点o至高层路网出口节点d的最优路径/以及低层路网中终点D至高层路网出口节点d的最优路径/并且组合得到在该规划目标下的分段最优路径/

4)获取最优路径对应的剩余电量，并根据剩余电量判断用户驾驶的共享电动汽车电池电量是否充足，若电池电量充足，则以最优路径/作为最终的最优路径完成当前驾驶，若电池电量不足，则根据服务站的位置提供换车或充电服务，并更新最优路径/对应的剩余电量，直至电池电量充足。

所述的步骤2)中，规划目标包括行程费用最小、行程时间最短以及综合考虑行程费用和时间，所述的行程费用的表达式为：

C_route＝C_drive+C_facha

C_drive＝c₁T_drive+c₂S_range

C_facha＝p×T_char,c