混合停車(chē)場(chǎng)停車(chē)計(jì)費(fèi)策略設(shè)計(jì)研究*

熊 剛，陳琪琪

（福建星云電子股份有限公司，福建 福州 350000）

2020 年在新冠肺炎疫情的肆虐下，全球車(chē)輛銷(xiāo)量下滑五分之一，電動(dòng)汽車(chē)逆勢(shì)暴增43%，達(dá)到了324 萬(wàn)輛的總銷(xiāo)量。充電樁、換電站等配套設(shè)施越來(lái)越完善，但是很多新能源車(chē)主會(huì)經(jīng)常遇到一個(gè)問(wèn)題，例如總有燃油車(chē)占用充電車(chē)位，以及其他新能源汽車(chē)在完成充電操作后未及時(shí)駛離車(chē)位，使得急迫需要減少新能源充電車(chē)位被占用的問(wèn)題。

停車(chē)場(chǎng)主要分為純充電車(chē)位停車(chē)場(chǎng)與電動(dòng)車(chē)、燃油車(chē)混合停車(chē)場(chǎng)，純充電車(chē)位停車(chē)場(chǎng)所有停車(chē)位都具有充電樁，可直接拒絕非充電車(chē)入場(chǎng)，并根據(jù)是否能充電區(qū)別征收停車(chē)費(fèi)，控制較容易、實(shí)現(xiàn)充電站管理系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，但缺少計(jì)費(fèi)策略來(lái)限制車(chē)位占用的情況。

電動(dòng)車(chē)、燃油車(chē)混合停車(chē)場(chǎng)，一部分車(chē)位具有充電樁，其他車(chē)位沒(méi)有充電樁。混合停車(chē)場(chǎng)國(guó)內(nèi)較多，如：星云股份推出的儲(chǔ)能式充電站基本部署在現(xiàn)有普通停車(chē)場(chǎng)，與燃油車(chē)共用一套停車(chē)場(chǎng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。整體計(jì)費(fèi)更加復(fù)雜，更難實(shí)現(xiàn)減少占位。但也缺少計(jì)費(fèi)策略限制車(chē)位占用的情況。

針對(duì)混合停車(chē)場(chǎng)當(dāng)前存在的問(wèn)題，為了減少充電車(chē)位的占用時(shí)間，提高社會(huì)資源利用率，開(kāi)展區(qū)別、分段時(shí)間計(jì)費(fèi)策略的研究，本文將提供一種計(jì)費(fèi)策略的設(shè)計(jì)方法及思路。

1 停車(chē)場(chǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

混合停車(chē)場(chǎng)基礎(chǔ)計(jì)費(fèi)模式與先前一致，具有出入口攝像頭、出入口道閘設(shè)備，停車(chē)場(chǎng)計(jì)費(fèi)云負(fù)責(zé)扣費(fèi)。

充電部分中，每個(gè)充電樁具有一個(gè)獨(dú)立攝像頭，可以拍攝車(chē)位上停放車(chē)輛的類(lèi)型及車(chē)牌號(hào)，并與充電管理云服務(wù)器無(wú)線(xiàn)相連。充電管理云服務(wù)器再與停車(chē)場(chǎng)計(jì)費(fèi)云服務(wù)器進(jìn)行通信。

在不改變現(xiàn)有停車(chē)場(chǎng)的情況下，通過(guò)在充電樁上增加攝像頭來(lái)識(shí)別占用情況，充電管理云服務(wù)器將信息同步到停車(chē)場(chǎng)計(jì)費(fèi)云服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)我們的計(jì)費(fèi)策略。停車(chē)場(chǎng)架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 停車(chē)場(chǎng)架構(gòu)圖

nf：停車(chē)場(chǎng)中普通停車(chē)位總數(shù)量；

ne：停車(chē)場(chǎng)中充電停車(chē)位總數(shù)量；

nfl：當(dāng)前停車(chē)場(chǎng)中普通停車(chē)位的空閑數(shù)量；

nel：當(dāng)前停車(chē)場(chǎng)中充電停車(chē)位的空閑數(shù)量。

vin：車(chē)牌識(shí)別號(hào)；

ts：車(chē)輛駛?cè)胪＼?chē)場(chǎng)時(shí)刻，初始值為0；

te：車(chē)輛駛出停車(chē)場(chǎng)時(shí)刻，初始值為0；

tns：車(chē)輛停泊充電停車(chē)位起始時(shí)刻，初始值為0；

tne：車(chē)輛駛離充電停車(chē)位結(jié)束時(shí)刻，初始值為0；

tp：當(dāng)前時(shí)刻；

t：當(dāng)前時(shí)刻車(chē)輛在停車(chē)場(chǎng)內(nèi)停留時(shí)間，普通停車(chē)位t=tp

ts；充電停車(chē)位t=tp-tns。

2 停車(chē)位使用率統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)（以30 天為例），停車(chē)場(chǎng)一天各個(gè)時(shí)段普通停車(chē)位的使用率u1與充電停車(chē)位的使用率u2，并繪制相應(yīng)的使用率曲線(xiàn)，如圖2 所示。

圖2 停車(chē)場(chǎng)停車(chē)位使用率曲線(xiàn)圖

基于歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的普通停車(chē)位使用率u1及充電停車(chē)位使用率u2，設(shè)定高峰時(shí)段普通停車(chē)位使用率閾值TRu1、高峰時(shí)段充電停車(chē)位使用率閾值TRu2。即當(dāng)前時(shí)刻u1≥TRu1，則表示當(dāng)前普通停車(chē)占用率高；當(dāng)前時(shí)刻u2≥TRu2，則表示當(dāng)前充電停車(chē)占用率高；此外，在時(shí)間維度上，依據(jù)TRu1及TRu2可采取差別化計(jì)時(shí)收費(fèi)。

3 停車(chē)位計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)策略

3.1 普通停車(chē)位計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)規(guī)則R1

普通停車(chē)位，停車(chē)時(shí)間t∈[0min ɑmin），停車(chē)不收費(fèi)。停車(chē)時(shí)間t∈[ɑ min ɑ+△Tmin]，按p2/h 收費(fèi)。停車(chē)超過(guò)a+△Tmin 后，若當(dāng)前普通停車(chē)位使用率u1高于TRu1，按照階梯價(jià)格△p/△T1的增幅遞增，遞增周期為3*△T1，遞增后的價(jià)格為p3/h。若當(dāng)前普通停車(chē)位使用率小于或等于TRu1則按照p1/h 收費(fèi)。普通停車(chē)位計(jì)費(fèi)曲線(xiàn)pf如圖3 所示。

圖3 普通停車(chē)位計(jì)費(fèi)曲線(xiàn)圖

普通停車(chē)位計(jì)時(shí)、計(jì)費(fèi)函數(shù)表達(dá)式如式（4）、式（5）所示，停車(chē)總費(fèi)Pf用如式（6）所示：

3.2 充電停車(chē)位計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)規(guī)則R2

充電停車(chē)位，停車(chē)時(shí)間t∈[0min βmin），停車(chē)不收費(fèi)，其中β 為新能源汽車(chē)免費(fèi)時(shí)長(zhǎng)。停車(chē)時(shí)間t∈[βmin β+b*△Tnmin]，按pn2/h 收費(fèi)，其中，△Tn為新能源汽車(chē)滿(mǎn)充預(yù)估時(shí)間，b（b>1）為滿(mǎn)充裕度系數(shù)。停車(chē)超過(guò)β+b*△Tnmin 后，若當(dāng)前新能源停車(chē)位使用率u2高于TRu2，則按照Pm/h 收費(fèi)，且按照階梯價(jià)格△p1/△Tn1的降幅遞減，遞減周期為3*△Tn1，遞減后的價(jià)格為pn3；若當(dāng)前新能源停車(chē)位使用率u2小于或等于TRu2則按照pn1/h 收取停車(chē)費(fèi)用。充電停車(chē)位計(jì)費(fèi)曲線(xiàn)如圖4 所示。

圖4 充電停車(chē)位計(jì)費(fèi)曲線(xiàn)圖

3.3 充電停車(chē)位充電費(fèi)及服務(wù)費(fèi)計(jì)費(fèi)規(guī)則R3

新能源汽車(chē)在充電停車(chē)位上進(jìn)行充電后，還需收取相應(yīng)的充電電費(fèi)Pc及充電服務(wù)費(fèi)Ps。其中，充電電費(fèi)，按照峰谷分時(shí)電價(jià)，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電量進(jìn)行計(jì)費(fèi)，計(jì)費(fèi)曲線(xiàn)如圖5 中pc/kW·h 所示；使用充電設(shè)備而產(chǎn)生的服務(wù)費(fèi)按照ps/kW·h 進(jìn)行計(jì)費(fèi)，充電費(fèi)服務(wù)費(fèi)曲線(xiàn)如圖5 所示。

圖5 充電費(fèi)服務(wù)費(fèi)曲線(xiàn)圖

新能源汽車(chē)在充電停車(chē)位上產(chǎn)生的充電費(fèi)及服務(wù)費(fèi)合計(jì)為Psum：

式（10）中，p（t）為充電樁輸出實(shí)時(shí)功率kW。

4 停車(chē)位計(jì)費(fèi)策略

4.1 停車(chē)計(jì)費(fèi)策略相關(guān)參數(shù)

停車(chē)場(chǎng)停車(chē)計(jì)費(fèi)策略及計(jì)費(fèi)規(guī)則中相關(guān)參數(shù)的說(shuō)明如表1 所示。

表1 停車(chē)計(jì)費(fèi)策略相關(guān)參數(shù)表

依據(jù)表1 中的參數(shù)值及相應(yīng)的計(jì)費(fèi)規(guī)則，可動(dòng)態(tài)計(jì)算出當(dāng)前燃油車(chē)、新能源電動(dòng)汽車(chē)在停車(chē)場(chǎng)的停車(chē)費(fèi)用。此外，表1 中的參數(shù)取值，可隨統(tǒng)計(jì)歷史數(shù)據(jù)、節(jié)假活動(dòng)、物業(yè)政策等作相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整。

4.2 停車(chē)位計(jì)費(fèi)策略

實(shí)際生活中，常出現(xiàn)停車(chē)亂放現(xiàn)象，依據(jù)停車(chē)類(lèi)型及計(jì)費(fèi)規(guī)則的組合策略，以期達(dá)到規(guī)范停車(chē)秩序的目的。表2 為停車(chē)位計(jì)費(fèi)策略表，表中R1，R2，R3 為相應(yīng)計(jì)費(fèi)規(guī)則，字符Y 表示該停車(chē)類(lèi)型下的計(jì)費(fèi)規(guī)則有效；N 表示該停車(chē)類(lèi)型下的計(jì)費(fèi)規(guī)則無(wú)效。

表2 停車(chē)位計(jì)費(fèi)策略表

表2 中序號(hào)2 的計(jì)費(fèi)策略，aa 為燃油車(chē)違規(guī)占用充電停車(chē)位的懲罰系數(shù);表2 中序號(hào)3 的計(jì)費(fèi)策略，新能源車(chē)停放在普通停車(chē)位，則停車(chē)計(jì)費(fèi)按照燃油車(chē)計(jì)費(fèi)規(guī)則執(zhí)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文從混合停車(chē)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)歷史數(shù)據(jù)出發(fā)，提出了一種峰谷差別化計(jì)費(fèi)策略。高峰時(shí)刻，超時(shí)停車(chē)后的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)提高；低峰時(shí)刻，超時(shí)停車(chē)仍遵守常規(guī)停車(chē)計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì)占位問(wèn)題，設(shè)計(jì)并研究一套混合式停車(chē)場(chǎng)與智能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，通過(guò)停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)可識(shí)別充電車(chē)位占用狀態(tài)。通過(guò)計(jì)費(fèi)規(guī)則保證新能源車(chē)主充電停車(chē)計(jì)費(fèi)體驗(yàn)感，通過(guò)區(qū)別計(jì)費(fèi)有效縮短非充電車(chē)位的占用時(shí)長(zhǎng)，以減少車(chē)位占用時(shí)間、提高社會(huì)資源利用率，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。