[發明專利]一種基于大數據的電動出租車充電樁選址方法

有效

• 申請號: 201711224096.X
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108053058B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 張永;楊澤洲
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種基于大數據的電動出租車充電樁選址方法，所述的方法包括以下步驟：(1)采集電動出租車的GPS數據；(2)依據GPS數據計算出電動出租車每天的充電需求位置及充電需求時間；(3)計算的每天充電需求位置及充電時間基礎上找出滿足所有充電需求以及總成本最小的一天最優充電樁數量及選址；(4)計算所有天數充電樁數量的平均值即為本發明的最優充電樁數量。(5)將計算的最優充電樁數量作為K均值聚類的簇數，集中所有天數的最優充電樁位置數據并進行K均值聚類分析，所得簇的位置即為最優充電樁選址。本發明利用車輛的停車時間來給電動出租車充電，可以充分提高電動出租車的運輸效率、節約運輸成本。

技術領域

本發明涉及物聯網領域，具體涉及一種基于大數據的出租車充電樁選址方法。

背景技術

電動出租車有緩解能源危機、環境污染以及完善汽車行業結構的優勢，因此得到國家的大力扶持并有廣闊的發展前景。作為電動出租車基礎建設的充電系統，合理的充電設施規劃不僅關系到消費者的便捷性、經濟性，更影響到電動出租車的廣泛推廣和電動出租車產業的可持續發展。

目前對充電設施規劃研究已經取得初步成果，現有技術將充電設施規劃分為示范階段、公益階段、商業運營階段等不同的階段，并提出對應階段的特點；也有從經濟性方面進行研究，將消費者的充電和充電樁投資的總成本作為了優化目標，采用不同的理論和算法，如排隊理論、粒子群算法、遺傳算法等，研究充電樁最優分布和規模。對于電動出租車充電樁選址，目前主要集中在電動出租車充電樁投資成本方面的優化，對于消費者使用方面研究甚少，然而消費者充電的便捷性則是充電樁選址的重要影響因素，當消費者需要為電動出租車充電時，首先會考慮在距離自己最近的充電樁充電。

中國提出了到2020年電動汽車保有量達到500萬輛的發展規劃，隨著新能源汽車行業的快速發展，充電樁數量有限的瓶頸逐漸顯現出來，充電樁位置設置不合理會導致使用率偏低，因此非常有必要研究一種科學合理的充電樁選址。

發明內容

發明目的：本發明提供一種基于大數據的出租車充電樁選址方法，結合大數據技術實現充電需求點的全面挖掘，尋找總成本最小的充電樁選址方案。本發明同時考慮了電動出租車的運輸效率及運輸成本，以及充電樁的建設和維護成本。

技術方案：一種基于大數據的電動出租車充電樁選址方法，所述的方法基于電動出租車GSP數據和行駛軌跡，利用車輛的停車時間來給電動出租車充電，利用車輛的停車位置進行充電樁選址，包括以下步驟：

（1）獲取一天內的電動出租車GPS數據，并刷選出一天內每輛電動出租車的GPS數據；

（2）依據電出租車的GPS數據計算出電動出租車每天的充電需求位置、充電需求時間及其總成本目標函數；

（3）計算每天電動出租車充電需求位置及充電時間，據此計算滿足所有充電需求以及總成本最小的一天最優充電樁數量及選址，通過將所有天數的最優充電樁數量相加除以天數可得最優充電樁數量；

（4）以步驟（3）中計算的最優充電樁數量作為K均值聚類的簇數，集中所有天數的最優充電樁位置數據并進行K均值聚類分析，所得簇的位置（經緯度）即為最優充電樁選址。

其中，步驟（1）所述的電動出租車GPS數據的字段包括車輛ID、時刻time、車輛行駛速度speed、車輛經緯度（lat，lon）、車輛是否載客（state）。

進一步的，步驟（1）同時滿足以下條件的電動出租車所處位置即為所述的充電需求點：

（1）電動出租車的行駛速度speed為零；

（2）電動出租車處于空載狀態；

（3）電動出租車此時對應的累加行駛里程S_L大于150km；

（4）電動出租車處于停車狀態且停車時間T_T大于1h。