基于改進式多種群遺傳算法的換電服務調度優化方法

黃達

關鍵詞：換電服務調度;遺傳算法;車輛在站時長;精英策略;新能源汽車

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

1概述

當前，全球變暖等環境問題日益凸顯，各國開始施力向綠色經濟轉型，使用以電池為動力源的新能源汽車替代傳統燃油汽車已成各方共識。長期以來，受限于材料、制造工藝、外在環境等因素，電池續航問題一直制約著新能源汽車產業的發展。為解決“旅程焦慮”問題，快速充電、無線充電、換電模式等動力補充技術日漸興起。其中，基于共享經濟的換電模式因其高效、經濟、便捷等特點已逐漸成為新能源汽車動力補充產業發展的重要環節。

換電模式的發展潛力引起了國內外學者的關注，已有研究從不同角度對該模式的優化進行了探索。王萌根據充換電模式的特點，分析換電模式的收益來源，并提出推動換電產業發展的對策。錢斌等基于電動公交車的能量補充行為，對換電網絡的規劃建設問題開展研究，為充電設備的合理布局提供了參考。關于電池需求方面，高賜威等提出一種遠期與近期相結合的規劃方法，從理論層面給出了換電模式電池運營的建議。

現階段，鮮有針對換電站內車輛的換電服務調度（Bat-tery Swapping Service Dispatch，BSSD）開展研究，為此，本文參考港口離散式泊位分配問題，建立滿足時空約束條件的換電服務調度模型。其次，提出一種基于改進式多種群遺傳算法的換電服務調度方法。最后，利用計算機仿真驗證所提方法的有效性與魯棒性。

2換電服務調度模型

換電模式下，換電站內配置有若干個換電室，使用先到先服務規則（First Come First Served，FCFS）安排車輛接受換電服務。合理的服務調度需要綜合考慮換電室的開啟時刻、車輛到站時間以及電池更換時長等因素。本文的模型依據車輛到站時間進行序號編排，其數學模型如圖1所示。