[发明专利]基于绕路模型的电动汽车充电桩优化部署方法

权利要求书

1.一种基于绕路模型的电动汽车充电桩优化部署方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：在有N个交叉口的街区图中，将每个交叉口细化为四个顶点，整个街区图中的交叉口点集合即为V＝{v₁,v₂,v₃,...,v_4N}；假定车辆的行驶起点和终点都位于交叉口点上，那么在此街区图中车辆的行驶线路(起点,终点)的集合为{(v_i,v_j)|1≤i,j≤4N}，其中，v_i为行驶起点，v_j为行驶终点；给定C个充电桩，充电桩的候选部署位置设定为某些特定的交叉口点且同一个侯选位置最多可同时部署V_max个充电桩；

步骤2：查看是否有尚未部署的充电桩，若有执行步骤3，若无，结束操作；

步骤3：遍历当前已部署充电桩个数小于V_max的候选部署位置，将一个充电桩部署在使得覆盖质量U最大的候选位置，然后继续执行步骤2，如果部署于多个候选位置的覆盖质量相等，则将充电桩随机部署于其中一个位置；

所述覆盖质量U的表达式为：

其中，L＝{l_ij|1≤i,j≤4N}为车辆在此街区图中所有行驶线路的最短时间路径集合，l_ij是以v_i为起点，v_j为终点的线路(v_i,v_j)的最短时间路径，V^*为当前方案充电桩部署位置点的集合，A_ij为路径l_ij上需要充电的车辆百分比，f_ij为路径l_ij上的交通量，为路径l_ij上的车辆去v处充电的概率，其表达式为：

其中，为路径l_ij上的车辆绕路去v处充电的绕路时间，M为绕路时间阈值，由用户设定；v∈l_ij表示路径l_ij会经过交叉口点v，表示路径l_ij不会经过交叉口点v；

所述绕路时间的计算公式为：

其中，T_iv为车辆从起点v_i到充电桩所在交叉口点v沿最短时间路径的行驶时间，T_vj为车辆从充电桩所在交叉口点v到终点v_j沿最短时间路径的行驶时间，T_v为车辆在交叉口点v处排队等待充电的时间，T_ij为车辆沿路径l_ij从v_i到v_j的行驶时间；

所述车辆从任意起点到终点的行驶时间包括车辆在交叉口等待红绿灯时间和在交叉口间路段行车时间的总和，其中每个红绿灯平均等待时间为t_c，任意交叉口v_i到相邻交叉口v_k间路径l_ik上的行车时间t_ik基于BPR(Bureau of Public Road)路阻函数计算，表达式为：

其中，表示可自由行驶时的最短行车时间，f_ik为路径l_ik上的交通量，c_ik为l_ik上的实际通行能力，α和β为给定参数；

假设车辆到达时间间隔服从参数为λ的负指数分布，每个充电桩的服务时间服从参数为μ的负指数分布，充电桩个数为s，1≤s≤V_max，系统空间为K，即车辆数达到上限K时，不会再有车辆进入该交叉口点等待充电，车辆在v处的平均排队等待时间T_v的表达式为：

其中，L_q为平均排队长度，p_K为交叉口点内车辆数为K时的稳态概率，根据交叉口点处充电桩数量s的不同，分成两种情况：

当s＝1时，L_q和p_K的表达式分别为：

p_K＝ρ^Kp₀ (7)

其中

当1s≤V_max时，L_q和p_K的表达式分别为：

其中n为交叉口点内的车辆数，