[发明专利]一种考虑充电时间的共享电动汽车的站点选址方法

摘要

本发明提供一种考虑充电时间的共享电动汽车的站点选址方法，涉及站点选址技术领域。该方法包括：用有向图表示运行区域的街道网络；设置建模所需参数、基本信息和要求；设置决策变量并建立考虑充电时间的共享电动汽车的站点选址问题的数学模型；对模型进行编码并生成初始解；寻找初始解的邻域解集；寻找历史最优解作为当前解；将当前解的每个片段进行重新排序后存储在二叉树中；对二叉树中的当前解进行重复解剔除；对剔除重复解后的当前解进行解码并输出。本方法采用换电池方式，考虑电池的充电时间，通过服务客户行程需求，减少运营商购买车辆及电池的成本费用，提高客户满意度，在现有的研究基础上提高了服务质量与效率，具有可行性与创造性。

主权项

1.一种考虑充电时间的共享电动汽车的站点选址方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：用有向图表示运行区域的街道网络设置所有的潜在站点为其中，为节点集，r表示源点集，s表示汇点集，i_t表示每个站i∈S考虑每个时间点t∈{0，1，...，T_max}的节点集，A＝A_W∪A_T∪A_I∪A_C为弧集，A_W表示等待弧，A_T表示行驶弧，A_I表示初始分配弧，A_C表示最终收集弧；步骤2：设置每个站点i∈S的建设成本为F_i≥0、每个站点i的运行成本为每个站点i容纳的车辆数为C_i∈N、每辆车的购买成本为F_car≥0、每辆车的运行成本为φ≥0、每个站点i购买的电池数为B_i、每个电池的购买成本为F_battery≥0、每块电池的运行成本为θ≥0、所有站点购买的总电池数为B、建设站点和购买车辆与配置电池的总预算为W≥0、共享汽车系统的总车辆数为H∈N；步骤3：设置考虑充电时间的共享电动汽车的站点选址所需要的基本信息；步骤4：选择一组站点建立，购买数量为H′＜H的车辆和每个建设的站点购买数量为B_i的电池，使得从所有已接受的行程K′中获得最大的利润，令K′_h＝(K₁，K₂，K₃，...，K_l)表示每个购买的车h服务的行程按照时间顺序的序列，并设置考虑充电时间的共享电动汽车的站点选址需满足的基本要求；步骤5：设置决策变量y_i、z_h、x_k、和并建立考虑充电时间的共享电动汽车站点选址问题的数学模型；所述决策变量y_i、z_h、x_k、和的设置公式如下：所述考虑充电时间的共享电动汽车站点选址问题的数学模型描述公式如下：目标函数：约束条件：其中，∑_k∈Kp_kx_k表示服务所有接受的行程的利益，表示所有被建设的换电站的运行费用，∑_h∈Hφz_h表示所有购买的电动汽车的运行费用，∑_i∈SθB_i表示所有购买的电池的运行费用，∑_i∈SF_iy_i表示所有站点的建设成本，∑_h∈HF_carz_h表示所有电动汽车的购买成本，∑_i∈SF_batteryB_i表示所有电池的购买成本，M表示一个给定的足够大的正数，δ⁺(u)＝{(u，v)∈A}表示节点u∈V的输出弧，δ^‑(u)＝{(v，u)∈A}表示节点u∈V的输入弧，点v∈V，表示车辆h服务的弧是A′，且步骤6：使用(H‑1)个分隔符“0”将K个正整数表示的客户K个行程需求分成若干片段，对客户的K个行程需求进行编码，其中，每一个非空片段代表一辆电动汽车按顺序服务的客户行程；步骤7：生成考虑充电时间的共享电动汽车站点选址问题的数学模型的初始解；步骤8：判断初始解是否接受了全部的客户行程，若是，则对初始解进行删除和交换操作得到初始解的邻域解集，继续步骤9，若否，则对初始解进行删除、插入和交换操作得到初始解的邻域解集，继续步骤9；步骤9：针对邻域解集中各个解的目标值寻找领域最优解；步骤10：判断邻域最优解是否优于预设的历史最优解，若是，则邻域最优解替换预设的历史最优解为当前解，继续步骤11，若否，则预设历史最优解为当前解，继续步骤11；步骤11：将当前解中用分隔符分割的每一个片段按照顶点编号从小到大的顺序进行重新排序，并将重新排序后的当前解存储在二叉树中；步骤12：判断二叉树中是否有解重复出现，若是，则令重复解出现的次数n_esc＝n_esc+1，继续步骤13，若否，则令当前迭代次数n_iter＝n_iter+1，返回步骤9；步骤13：判断重复解出现的次数n_esc是否大于重复解允许出现的最大次数n_ESC，若是，则连续执行i_ESC次寻找邻域解操作，并令重复解出现的次数n_esc＝0，继续步骤14，若否，则令当前迭代次数n_iter＝n_iter+1，返回步骤9；步骤14：判断当前迭代次数是否大于最大迭代次数，若是，则继续步骤15，若否，则返回步骤9；步骤15：对当前解进行解码，输出已经被建设的站点的集合Ω。