[发明专利]一种融合多因素的充电站站址布局优化方法

说明书

本发明涉及一种融合多因素的充电站站址布局优化方法，是针对现有电动汽车充电站选址不科学和用户获取充电服务满意度不佳，充电站布局优化算法不精准的技术问题。其要点是该方法首先通过获取电动汽车的出行轨迹，挖掘不同充电时间段下交通状态的时空分布规律；再获取每一个充电时间段用户的充电行为模式，最小化充电站负载不均衡度，覆盖交通流量最大化，及排队时间最小化；最后，构造目标函数，实现站点选址优化，上述充电时间段划分为四个，获取每一个充电时间段用户的充电行为模式，计算四个充电时间段的充电用户占比，构造目标函数，实现站点选址优化，保证用户行驶到充电站。该方法将用户充电偏好尽量细化，采用不同充电时间段独立计算。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电站站址布局优化方法，是一种融合多因素的充电站站址布局优化方法。

背景技术

目前，电动汽车充电站选址是一个多目标、多因素影响、动态性的问题，科学的电动汽车充电站选址能降低用户的交通成本，方便用户获取充电业务，提升用户满意度。如何合理布局充电站，引导交通流量、降低用户交通成本和排队成本，是当前公共策略制定者面临的重要问题。为此，如中国专利文献中披露的申请号202010294587.7，申请公布日2020.08.11，发明名称“一种电力充电站选址布局方法及装置”，该方法结合曼哈顿距离算法和K-Means算法确定每一个电力充电站在城区小网格地图中的最佳位置；再如中国专利文献中披露的申请号202111066707.9，申请公布日2021.12.10，发明名称“基于双层规划模型的电动汽车充电站布局方法及电子设备”；该方法基于偏好模型计算出每个充电站的24时刻充电需求分布，建立下层模型的第二目标函数、第二约束条件以及第二罚函数，基于粒子群优化算法对双层规划模型进行求解，并根据求解结果，输出电动汽车充电站的布局方案。但上述方法存在充电站选址不科学和用户获取充电服务满意度不佳等问题，较少基于交通流量、用户充电时空需求、电动汽车行驶里程和充电负荷偏好的因素，提出一种充电站负载解决不均衡控制在一定的容忍范围内、覆盖交通流量最大、排队时间最短为目标的充电站布局。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种融合多因素的充电站站址布局优化方法，使其主要解决现有电动汽车充电站选址不科学和用户获取充电服务满意度不佳，充电站布局优化算法不精准的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种融合多因素的充电站站址布局优化方法，该方法基于交通流量、用户充电时空需求、电动汽车行驶里程和充电负荷偏好，及不同充电时间段采用大数据方法统计用户的充电偏好，实现各个充电时间段累加的电站负载不均衡控制在一定的容忍范围内、覆盖交通流量最大、排队时间最短目标优化；其特征在于该方法首先通过获取电动汽车的出行轨迹，挖掘不同充电时间段下交通状态的时空分布规律；再获取每一个充电时间段用户的充电行为模式，最小化充电站负载不均衡度，覆盖交通流量最大化，及排队时间最小化；最后，构造目标函数，实现站点选址优化。

所述充电时间段划分为四个：充电时间划分在早高峰(8点-10点)、白天闲时(10点-17点)、晚高峰(17点-21点)、晚上闲时(21点-第二天早上8点)。

所述获取电动汽车的出行轨迹，挖掘不同充电时间段下交通状态的时空分布规律，先通过电动汽车的GPS点获取各路段交通状态的速度获取GPS点的信息，提取电动汽车的出行时间、出行地点、行驶时长数据，将上述数据转化为不同充电时间段的路段平均速度v；再通过电动汽车的GPS点获取各路段交通密度，结合GPS点的信息，计算不同充电时间段路段的车辆数N，结合路段的长度L，计算每一个路段的交通密度；接着结合平均速度和交通密度，计算交通路段在各个充电时间段的交通流量；Q＝KV(公式2)；再接着结合速度和路段长度，计算交通路段在各个充电时间段的路段通行时间；最后采用BP神经网络构建交通状态判别模型。

所述获取每一个充电时间段用户的充电行为模式，先计算四个充电时间段，充电用户的占比p；