[发明专利]一种换电站选址与电动车路径规划协作方法

权利要求书

1.一种换电站选址与电动车路径规划协作方法，其特征在于，所述换电站选址与电动车路径规划协作方法，包括：

根据绕路概率与电动车的电量状态之间的关系，建立绕路概率与累积里程焦虑之间的关系表达；

建立包括最小化换电站建设成本和电动车的行驶成本，以及最小化整个行程中由于驾驶员的累积里程焦虑所产生的额外成本的优化模型；

将优化模型的解用换电站选址序列和电动车路径序列来进行表示，对优化模型进行迭代求解，得到最优的换电站选址与电动车路径规划方案。

2.根据权利要求1所述的换电站选址与电动车路径规划协作方法，其特征在于，所述建立绕路概率与累积里程焦虑之间的关系表达，包括：

以绕路概率为Y轴，行驶距离为X轴构建直角坐标系，将绕路概率曲线与X轴包围的面积作为累积里程焦虑的值。

3.根据权利要求1所述的换电站选址与电动车路径规划协作方法，其特征在于，所述优化模型采用如下公式表示：

其中，c_B表示换电站的建设成本，V_B表示可供选择的换电站集合；y_i表示二元变量，若建造了第i座换电站，则等于1，反之为0；ε表示电动车单位距离的行驶成本，V表示所有节点集合，V_E表示电动车集合；x_ijk表示二元变量，若弧(i,j)由车辆k行驶，则等于1，反之为0；s_ij表示节点i和j之间的距离；A_ijk(ζ)表示车辆k的驾驶员在弧(i,j)行驶时的累积里程焦虑；σ表示每单位累积里程焦虑的额外成本。

4.根据权利要求1所述的换电站选址与电动车路径规划协作方法，其特征在于，所述对优化模型进行迭代求解，得到最优的换电站选址与电动车路径规划方案：

步骤F1、初始化换电站选址序列和电动车路径序列；

步骤F2、判断是否满足停滞标准，如果满足则对当前记录的最优换电站选址序列应用局部搜索策略，否则采用位置更新机制对换电站选址序列进行更新，得到一个新的换电站选址序列；

步骤F3、采用摧毁算子和插入算子对电动车路径序列分别进行破坏和修复，并生成新的电动车路径序列；

步骤F4、判断新的电动车路径序列是否优于当前记录的最优电动车路径序列，若优于当前记录的最优电动车路径序列则进入步骤F5，否则返回步骤F3；

步骤F5、更新摧毁算子和插入算子的权重和分数；

步骤F6、将新的电动车路径序列作为当前记录的最优电动车路径序列，将新的换电站选址序列作为当前记录的最优换电站选址序列；

步骤F7、判断是否达到最大迭代次数，如果达到，则停止迭代，输出最优的换电站选址序列和电动车路径序列，否则返回到步骤F2，继续进行迭代。

5.根据权利要求4所述的换电站选址与电动车路径规划协作方法，其特征在于，所述位置更新机制，采用如下公式更新换电站选址序列的位置：

其中，表示第i个换电站选址序列中第d个元素在第t+1次迭代时的速度，/表示第i个换电站选址序列中第d个元素在第t+1次迭代时的位置，/表示第i个换电站选址序列中第d个元素在第t次迭代时的位置，rand()为0到1之间的一个服从均匀分布的随机数。

6.根据权利要求4所述的换电站选址与电动车路径规划协作方法，其特征在于，所述初始化电动车路径序列，还包括：

根据客户到各仓库的距离，将初始电动车路径序列划分为与各个仓库对应的子序列；

按照预设的规则，从每个子序列或/和换电站选址序列中选择节点加入到对应仓库的可行解中，得到每个仓库的可行解并组成最终初始电动车路径序列。

7.根据权利要求6所述的换电站选址与电动车路径规划协作方法，其特征在于，所述按照预设的规则，满足如下公式：

其中，S_n表示第n个仓库D_n的可行解，表示第j个客户节点的最近邻客户，作为第(j+1)个客户节点，B_j+1表示第(j+1)个客户节点最近的换电站，s_(j+1)r表示第(j+1)个客户节点到最近的换电站B_j+1的距离，s_jD表示第j个客户节点到仓库D_n的距离，s_j(j+1)表示节点j和j+1之间的距离，q_j表示节点j处的电动车电量，p_j+1表示第(j+1)个客户的需求量，w_j表示节点j处的电动车负载量，/表示二元变量，e表示能耗率。/