[發(fā)明專利]一種基于出行概率矩陣的電動(dòng)汽車快充站選址定容方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811628272.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN109711630A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜欣;馮永濤;金陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 成都弘毅天承知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 李春芳

1.一種基于出行概率矩陣的電動(dòng)汽車快充站選址定容方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：獲取規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的路網(wǎng)參數(shù)，所述路網(wǎng)參數(shù)包括路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、道路長(zhǎng)度、道路等級(jí)、道路容量、一天中不同時(shí)段道路飽和度及不同類型電動(dòng)汽車道路交通流量；

S2：根據(jù)不同類型電動(dòng)汽車道路交通流量反推獲取與S1中不同時(shí)段對(duì)應(yīng)的OD出行矩陣，由OD出行矩陣計(jì)算得到OD出行概率矩陣；

S3：利用蒙特卡洛方法、OD出行概率矩陣及改進(jìn)速度-流量模型模擬不同類型電動(dòng)汽車一天中的行駛軌跡，得到一天中的快充需求時(shí)空分布矩陣；

S4：根據(jù)充電站選址定容優(yōu)化模型，利用粒子群算法和Voronoi圖對(duì)快充需求時(shí)空分布矩陣進(jìn)行分析優(yōu)化，得到最終的充電站位置和對(duì)應(yīng)每一充電站的充電機(jī)配置數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于出行概率矩陣的電動(dòng)汽車快充站選址定容方法，其特征在于，所述S2具體包括如下步驟：

S2.1：利用OD矩陣反推模型獲取OD出行矩陣，所述OD矩陣反推模型為：

其中，P_{a_ij}為從路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i出發(fā)，前往路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j的車輛，經(jīng)過(guò)路段a的概率；Q_a為路段a的實(shí)際車流量，pcu/h；n為路段數(shù)量；m為道路節(jié)點(diǎn)集合；T_ij為待求OD出行矩陣中的元素；

S2.2：計(jì)算得到OD出行概率矩陣中的元素，公式為：

其中，表示T時(shí)刻到T+1時(shí)刻，從路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i出發(fā)，到達(dá)路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j的電動(dòng)汽車數(shù)量；表示從路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i出發(fā)的總電動(dòng)汽車數(shù)量；表示從路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i出發(fā)到達(dá)路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j的電動(dòng)汽車出行概率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于出行概率矩陣的電動(dòng)汽車快充站選址定容方法，其特征在于，所述S3具體包括如下步驟：

S3.1：根據(jù)不同類型電動(dòng)汽車行駛規(guī)律，利用蒙特卡洛方法模擬生成不同類型電動(dòng)汽車一天中初始出行時(shí)刻t_s、初始運(yùn)行電量Cap₀和初始位置O_i；

S3.2：根據(jù)OD出行概率矩陣，利用隨機(jī)抽樣法生成當(dāng)前時(shí)刻目的地D_j的信息，通過(guò)Dijkstra最短路徑算法得到初始位置O_i與當(dāng)前時(shí)刻目的地D_j之間的最短路徑集合R＝{i,…e,f…j}，通過(guò)路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)矩陣得到最短路徑集合R中各路段距離l_OD；

S3.3：利用改進(jìn)速度-流量模型計(jì)算得到第h個(gè)路段上的車速V_h(t)，進(jìn)而得到在該路段上的行駛時(shí)間和當(dāng)前時(shí)刻電池電量信息，設(shè)滿足快充條件即在此時(shí)刻該地點(diǎn)產(chǎn)生快充需求；

S3.4：到達(dá)目的地D_j后將目的地D_j作為新的初始地O_j，并調(diào)用此時(shí)刻對(duì)應(yīng)OD出行概率矩陣，循環(huán)執(zhí)行S3.2至S3.4，模擬電動(dòng)汽車一天中的行駛軌跡，得到一天24小時(shí)的快充需求時(shí)空分布矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于出行概率矩陣的電動(dòng)汽車快充站選址定容方法，其特征在于，所述S3.2中的路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)矩陣為利用圖論原理描述路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特征得到的，所述路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)矩陣中的元素代表路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間的道路長(zhǎng)度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于出行概率矩陣的電動(dòng)汽車快充站選址定容方法，其特征在于：所述S3.3中改進(jìn)速度-流量模型為：

其中

其中，V_ij.m代表路段(i,j)自由流車速，即車輛在完全自由狀態(tài)下的平均車速；q_ij(t)代表t時(shí)刻路段(i,j)的車流量；C_ij代表路段最大交通流量；q_ij(t)與C_ij的比值為t時(shí)刻路段飽和度，b、c、n為常數(shù)。