電動車路徑規劃的影響因素研究

盧光耀　胡引翠　田冰

摘 要：電動汽車作為新型交通工具，具有巨大的環保價值和廣闊的未來發展前景。其以車載動力源為動力，用電機驅動車輪行駛。本文針對電動汽車路徑規劃中存在的一系列復雜問題，通過對虛擬現實中三大不同場景下電動汽車在路徑規劃中的影響因素進行全面系統的歸納總結，并運用層次分析法將電動汽車在路徑規劃中存在的影響因素進行全面分析與研究，按照其影響力的不同劃分成不同級別。

關鍵詞：路徑規劃；層次分析法；現實場景；影響因素；權重值

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.209

1 引言

隨著社會經濟的發展和人們生活水平的不斷提高，人們對汽車的需求量逐年大幅度上漲，隨之而來的環境問題，汽車尾氣的排放對環境造成極其嚴重的影響。面對嚴峻的環境問題，我國大力倡導“低碳生活，綠色出行”、“節能環保我先行”，一大批新興節能環保朝陽產業孕育而生，電動汽車產業橫空出世，既能滿足了人們的需求，又能降低了對環境的破壞，實現了對環境的“零”傷害。

當前國內電動汽車的發展，較發達國家來說發展相對滯后。 國外電動汽車產業的發展相對較早，配套的基礎設施也在逐步完善當中，對電動汽車的研發，得到了法律，政府的資金和科研力量的大力支持。而國內外對電動汽車的研究在與其相關的配套基礎設施、車載動力源、未來發展歷程、未來發展趨勢等幾大主要方面，對于電動車的路徑規劃研究較少。本文通過在劃分的虛擬現實場景中來分析研究電動汽車的路徑規劃中影響因素，并利用層次分析法得到定量化的影響因素權重，為電動車的路徑選擇提供建議。

2 路徑規劃虛擬場景分析

由于道路實時交通狀況、各個路段的擁堵狀況相對復雜，車載動力源續航能力較弱，相應配套的基礎設施不夠完善，救援呼救系統尚未成熟等因素，致使電動汽車路徑規劃上受到多種因素影響，并不能得到真正現實意義上的最優路徑。按照道路屬性信息標準，本文劃分出市區環境、郊區環境、鄉村環境三大主要場景[1]。并在不同場景內，分析電動汽車在路徑規劃中的影響因素。

市區環境，與周邊地區環境相較之下，人口密度較高、居住較集中，人類活動特征較發達的區域。市區內道路通達度高、道路屬性信息優良、道路坡度平緩，基礎設施相對完善、公共服務水平高，交通路況信息系統發達、救援呼救相對成熟。

在此場景下根據動力狀況、時間天氣等因素又劃分多種情景：

第一種，車載動力源狀況

第二種，時間和天氣狀況，在時間充裕或緊急情況下，依據個人偏好，在對路徑規劃選擇上也存在著較大差異。

第三種，在交通限行政策的影響下，電動汽車在路徑規劃選擇上也存在著差異。

此場景下，電動汽車路徑規劃中的影響因素可歸納為：車載動力源電量、充電基礎設施位置、個人偏好、時間和天氣狀況。

郊區環境，郊區位于主城區之邊緣，具有獨特的地理條件，產業結構也有自身特點。與市區環境相較，郊區車流量較少、道路路面寬平、道路等級較低、基礎設施較差、人口密度低、自然景觀為主，環境寧靜、地域寬廣、有著廣闊的發展空間。在經濟、文化、科技、人文等均接受城市市區的輻射。

郊區環境下在路徑規劃中應充分考慮到以下幾點：（1）車載動力源電量是否充足；（2）個人偏好問題；（3）個人駕駛習慣在一定程度上對路徑規劃產生一定的影響。

鄉村環境，不同于市區環境和郊區環境。鄉村人口呈現散落居住，道路屬性信息相對較差，街道窄小且七拐八彎，多為自然形成的土路為主，路面崎嶇不平；基礎性建筑較分散，基礎設施和公共服務設施完善程度落后于市區、郊區，普遍缺少大中型的購物和公共活動場所，對鄉村缺乏合理的規劃研究。

鄉村道路屬性信息相對市區、郊區較差，多窄小且七拐八彎，土路為主且路面崎嶇不平、坡度較大，路徑規劃中應著重注意幾點：（1）車載動力源電量是否到達指定目的地；（2）道路屬性信息的重要性；（3）個人偏好問題，是每個人所獨有的，受到來自外界以及自身所影響，是人內心深處的一種情感；（4）充電站或充電樁的位置，規模；（5）天氣狀況。

3 路徑規劃影響因素分析

電動車路徑規劃的影響因素眾多，這些影響因素對電動車在路徑規劃中的相對權重是進行道路選擇上預測的關鍵。本文采用層次分析方法[2]，結合虛擬現實三大場景計算影響因素的權重值，確定影響因素在路徑規劃中的相對重要度。

在多因素對路徑規劃確定影響分析中，將路徑規劃作為目標層，虛擬現實三大場景作為基準層，將路徑規劃中的各影響因素：車載動力源電量、充電樁或充電站位置及規模、天氣狀況、時間段、個人偏好、道路屬性信息、駕駛模式作為基礎層因素。

層次分析方法針對電動車影響因素分析難以量化的特點，將復雜的問題分解成若干層次，以人的主觀判斷加以量化處理，是一種綜合整理人們主觀判斷的客觀評價方法。該方法屬于綜合型多因子定量評價范疇，將復雜電動汽車的評價分成具體的評價層次，從而構成電動車路徑規劃影響因素的層次結構模型。通過虛擬現實三大場景確定路徑規劃的影響因素權重。評價因素權重體系確定后，對影響因素進行評定賦分，即確定影響因素的指標分。對于一個總目標A，各影響因素Pi=（i=1，2，…n）的相對重要性分別為權重，計算公式如下[2] [3]：

式中：A即電動汽車路徑規劃影響因素；Wi為第i個影響因素的權重；Pi為第i個影響因素的指標分；n為評價影響因素的數目。

本文通過邀請專家打分方式按影響的力的大小劃分為同等重要、稍微重要、明顯重要、強烈重要、極其重要5個評斷級別，分別以1、3、5、7、9（2、4、6、8為前述兩相鄰判斷的中值）作為量化標準，，對同一層次的各因素相對上一層次的某項因素的相對重要性給予判斷，建立判斷矩陣（表1—表4）：

4 總結

近年來，電動汽車的普及率不斷提升，一方面滿足人們短距離出行需求，一方面電動汽車主要動力源是電驅動，相比以燃油為驅動的汽車，電動車更加節能、環保。本文通過利用層次分析方法對電動汽車路徑規劃影響因素研究，并進行層次單排序后的權重，個人偏好與天氣狀況權重最大，其次是充電基礎設施、道路屬性信息，再次是車載動力源電量、駕駛模式、時間條件。各影響因素所占比重的不同，說明來自外界的客觀因素與人為因素對電動汽車在路徑選擇上影響比重較大，而電動汽車自身因素影響相對較小。本文通過計算影響因素的權重，對電動汽車路徑規劃影響因素的研究提供了必不可少的定量依據，具有適用性。同時對以電能源為主要驅動力的各種交通工具在路徑規劃選擇上提供了一定的指導性建議。

參考文獻：

[1]林琿，龔建華.論虛擬地理環境[J].測繪學報，2002（01）：1-6.

[2]張東明，呂翠華.GIS支持下的城市建設用地適宜性評價[J].測繪通報，2010（08）：62-64+77.

[3]余敏.層次分析法在旅游資源評價中的應用[J].西南民族大學學報（人文社科版），2003（06）：100-102.