成都市電動汽車充電設施空間規劃

車通

摘要：結合成都市具體實際，規劃區域包括成都天府新區，新都區，郫都區，溫江區，雙流區、龍泉驛區，通過運籌學中的最短路模型對該區域進行充電設施選址。

關鍵詞：電動汽車;充電設施選址;最短路算法

Abstract： Combining the concrete reality of Chengdu， the planning area includes Chengdu Tianfu New District， Xindu District， Qidu District， Wenjiang District， Shuangliu District， and Longquanyi District， and the location of the charging facilities is selected through the shortest path model in operations research.

Key words： electric vehicles; Charging facility site selection; Shortest Path Algorithm

1.引言

近年來汽車作為主要交通工具的一種已經進入千千萬萬的家庭，但傳統汽車有能源消耗和環境污染問題。與此同時，節能環保的電動汽車所特有的優勢具有無可替代的發展潛力，但是電動汽車依然有著它的弱勢，就是電力續航里程。為解決電動汽車發展短板，促進電動汽車市場成型，充電設施的規劃問題就成了當前的熱點問題。

目前有關充電設施的研究，文獻[1]研究了城市中心區的社會公共充電設施布局規劃方案，通過對交通、經濟、環境、流量等因素進行評價，完成對充電設施選址的定位。該方法也稱為多層次、多因素規劃方法。文獻[2]以電動汽車保有量為基礎，并在綜合考慮交通網絡中各線路交通流量之后對各區域充電設施最低需求量進行設定。在設定充電設施需求量下限之后，采用遺傳算法模型完成對充電設施的選址規劃。文獻[3]與文獻[1]所研究的多層次、多因素規劃相似，不過又在此基礎上考慮了市民的充電特性以及充電設施的接入電力網絡的容量問題，建立了多目標規劃模型對充電設施進行多因素分析。

在上述背景下，本文考慮到成都市具體實際，提出了一種最短路模型選址法。

2.最短路模型假設

規劃地區括成都天府新區，新都區，郫都區，溫江區，雙流區、龍泉驛區六個區域，六個區之間的現有交通道路如圖所示，邊旁的數字為各區域之間的最短距離，要在某一區域修建一個大型專用充（換）電站和一個大型公共充（換）電站。

（1）需要解決的問題如下：

①.大型專用充（換）電站應建在何處，使各區域都離之較近;

②.各區域的電動汽車保有量（以萬輛為單位）分別為9.88，20.93，16.58，12.22，43.36，16.52，則大型公共充（換）電站應建在何處，可以使該區域電動汽車行駛的總路程最短。

（2）鑒于采用最短路算法進行充電設施選址的最終目的，對最短路算法的交通網絡模型進行了簡化，簡化條件如下：

①.各區域只考慮距離和需要規劃的站點數兩個因素，不考慮各區域面積;

②.各區域互通路線不考慮穿過六個區域之外的其他線路（路線不穿過成都中心城區），在圖表上統一以直線表示曲線距離。

3.最短路模型求解

（1）參數定義

網絡G=（V，A，W）中，令矩陣，表示G從到最短路的長度。

（2）模型求解

①.第一個問題是一個中心選址問題，要求網絡中心距最遠的被服務點的距離盡可能小。即求網絡的中心。

依題意，用Floyd算法求各區域之間的最短路。即：

解得各區域之間的最短路及，如表1所示。

故大型專用充（換）電站最好設在溫江區。

②.第二個問題是重心問題。即求該網絡的重心。

顯然，先用Floyd算法求，為各區域的汽車保有量，于是求得及如表2所示。

可見，使各區域電動汽車行駛總路程最短，大型公共充（換）電站設在雙流區比較合適。

4.結論

本文所選的成都市的這六個區域，距離中心城區較遠，它們呈環形圍繞在中心城區四周，此外在更外圍還有成都市的一些衛星城分布，這六個區域處于成都市整體的中間帶部位，起到了承接內外交通的作用，因此該處的充電設施規劃問題亟需解決。與成都市環形分布的城市結構相似的北京市、西安市等大型城市依舊面臨著相同的問題，這些城市的大型充電設施的建設可以參考本文的最短路模型選址法，但是具體的情況還需具體分析。

參考文獻

[1]王琰.城市電動汽車充電設施規劃方法研究[D].導師：張恒旭;李長江.山東大學，2017.

[2]李菱，李燕青，姚玉海，葛曼.基于遺傳算法的電動汽車充電站的布局規劃[J].華東電力，2011，（06）：1004-1006.

[3]Wang H， Huang Q， Zhang C， et al. A novel approach for the layout of electric vehicle charging station[C]. International Conference on Apperceiving Computing and Intelligence Analysis. IEEE， 2010：64-70.