電動自行車充電樁安裝優(yōu)化分配方法研究

楊玉林 肖磊 楊麗 李世隆 高黨尋 秦海鵬

（1.江蘇師范大學(xué)電氣工程及自動化學(xué)院，江蘇徐州 221116；2.中國自行車協(xié)會，北京 100079；3.清華大學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心，北京 100084）

為了充電安全，保證電動自行車不在室內(nèi)充電，很多地方在室外安裝了充電樁，但是在使用的過程中，出現(xiàn)了諸多問題，比如，部分充電樁使用率低，充電樁安裝的數(shù)量過多或者過少，導(dǎo)致資源浪費(fèi)或不足等。這些問題多是由充電樁安裝初期評估不到位，安裝位置和安裝數(shù)量沒有進(jìn)行合理評價而導(dǎo)致的。因此，為了提高使用率，有必要針對電動自行車充電樁的安裝進(jìn)行優(yōu)化分配，保證成本和用戶滿意度最大化。

用戶的使用率最高，成本使用最低，以及用戶滿意度最大化，對上述三個指標(biāo)求其最值，這本身就是一個優(yōu)化問題，需要給出滿足上述指標(biāo)的最優(yōu)方案。因此，建立上述問題的數(shù)學(xué)模型，然后基于該模型進(jìn)行優(yōu)化求解，從而給出一個較優(yōu)的充電樁安裝方案。

1 充電樁安裝數(shù)學(xué)模型

為了獲得充電樁安裝的最優(yōu)方案，首先需要對問題進(jìn)行建模，也即，將上述三個指標(biāo)采用數(shù)學(xué)公式表述出來。為了方便建模，以圖1 的安裝場景為例，假設(shè)充電樁的位置（取該充電樁的中心位置）為(xi,yi)，若有N 個充電樁，則所有N個的充電樁位置可以表示為Pos={(x1,y1),(x2,y2),…,(xN,yN)}，這N個充電樁的個數(shù)可以分別表示為Num={S1,S2,…,SN}，那么，本文需要解決的問題是，在已知環(huán)境周圍有的充電樁信息，進(jìn)一步安裝新的充電樁，給出新的充電樁位置和數(shù)量，從而保證成本最低，利用率最高，從而保證用戶滿意度最大化。……