[发明专利]一种考虑里程焦虑的高速公路充电设施布局规划方法

说明书

本发明提供了一种考虑里程焦虑的高速公路充电设施布局规划方法，包括如下步骤：步骤S1：根据高速公路收费系统记录用户行驶数据生成OD矩阵对；步骤S2：一种基于OD矩阵对采用路段传输模型中的道路模型及节点模型对各道路车流量信息进行更新并根据车流量信息反映用户充电需求；步骤S3：建立候选站址，进而得到候选站址方案的预选择；步骤S4：将目标函数设置为充电站运维成本与用户排队时间最小，进行排队时间计算；步骤S5：采用NSGAⅡ多目标算法进行求解得到Pareto前沿；步骤S6：采用证据推理从Pareto解选择最终实施方案，并代入用户里程焦虑程度公式中，对该方案进行验证提升。应用本技术方案可实现有效地降低高速公路充电站布局规划成本及用户焦虑水平。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电设施充电布局规划技术领域，特别是一种考虑里程焦虑的高速公路充电设施布局规划方法。

背景技术

随着国家不断推进新能源汽车行业发展，电动汽车用户、充电设施数量的增长及其运营时间的增加,高速公路收费站和服务区所能收集到的用户数据会指数增长,呈现出大量、实时、动态、多样的特征。对这些数据可以采用大数据分析以对用户充电行为进行精确刻画,对时空充电需求进行准确评估并实现动态分析和建模,为充电设施合理规划提供数据基础。因此，高速公路电动汽车充电设施充电布局规划实际上是一个复杂非线性、强耦合性的多目标优化问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种考虑里程焦虑的高速公路充电设施布局规划方法，实现有效地降低高速公路充电站布局规划成本及用户焦虑水平。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种考虑里程焦虑的高速公路充电设施布局规划方法，包括如下步骤：

步骤S1：根据高速公路收费系统记录用户行驶数据生成OD矩阵对；

步骤S2：一种基于OD矩阵对采用路段传输模型中的道路模型及节点模型对各道路车流量信息进行更新并根据车流量信息反映用户充电需求；

步骤S3：建立候选站址，并根据用户里程焦虑程度及用户充电需求进行充电站之间的距离限制，进而得到候选站址方案的预选择；

步骤S4：将目标函数设置为充电站运维成本与用户排队时间最小，并基于M/M/K排队论理论进行排队时间计算；

步骤S5：采用NSGAⅡ多目标算法进行求解得到Pareto前沿；

步骤S6：采用证据推理从Pareto解选择最终实施方案，并代入用户里程焦虑程度公式中，对该方案进行验证提升。

在一较佳的实施例中，根据OD矩阵对采用动态仿真以得到车流量时空分布，包括以下步骤：

步骤21：根据G15沈海高速福建段门架信息对国庆数据进行分析，得出平均OD矩阵对；

步骤22：对高速公路线路分别对线路长度L_i、阻塞密度自由流速度v_i、道路最大通行能力进行参数设置；

步骤23：分别计算每条路段的发送能力S_i(t)和接收能力R_i(t)，其与上游路段及下游路段的累计车流量数及步骤22参数设置有关；

式中，L_i、v_i、w_i和分别为第i条道路的最大通行能力、上游入口位置、下游出口位置、长度、自由流速度、激波反向传播速度和阻塞密度；Δt表示时间变化量；min(·)表示取括号内最小值；表示在第i条道路的上游入口位置处时刻的累计车流量；表示在第i条道路的上游入口位置处t时刻的累计车流量；