基于计算几何方法的电动出租车换电站部署算法研究

发布时间：2022-02-24 00:08

　　近年来,随着能源短缺和环境污染问题愈演愈烈,高效节能污染少的电动出租车作为一种新能源公共交通工具在应对能源和环境危机所起的作用得到了社会的普遍认可。由于电动汽车续航距离的增加和家庭充电桩的普及,使得私人电动汽车对换电站的需求有限,因此设计高效的电动出租车专用换电站部署方案是一个亟待解决的关键问题。本文在此背景下,以部署的换电站数量最小化和负载均衡为主要优化目标,考虑单个换电站的服务范围和服务负载等因素,制定科学合理的最优部署方案,以期为政府节能减排策略的进一步完善提供理论依据,同时推动电动出租车产业的发展。本文首先综合分析介绍了电动出租车和换电站的基本概念以及相关的部署理论和方法,为后文奠定基础;接着,给出了电动出租车换电站部署难题的相关定义和证明;然后,针对苏州市3997辆出租车的真实运行轨迹大数据进行挖掘,获得了基于城市交通流量的出租车电池更换需求,并在部署规则的约束下,构建网络覆盖部署模型,设计了一种基于计算几何学的交通驱动规划算法求解模型。此外,本文还对该算法在空洞区域存在失效的情况进行了分析研究,并给出了部署方案的改进机制,帮助提高换电站的利用率。最后,以苏州市路网为例,采用... 

【文章来源】：浙江工商大学浙江省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的与意义
    1.3 国内外研究现状综述
        1.3.1 设施网络规划的研究
        1.3.2 设施部署理论的研究
        1.3.3 设施部署算法的研究
        1.3.4 现状评述
    1.4 论文的研究内容及结构框架
        1.4.1 论文主要研究内容
        1.4.2 论文结构框架
    1.5 本章小结
第2章 相关理论基础
    2.1 电动出租车及换电站简介
        2.1.1 电动出租车
        2.1.2 电动汽车的充电方式
        2.1.3 电池更换站
    2.2 电动汽车换电站部署理论
        2.2.1 交通流理论
        2.2.2 覆盖理论
    2.3 电动汽车换电站部署模型
        2.3.1 基于P中值的部署模型
        2.3.2 基于集覆盖的部署模型
        2.3.3 基于截流选址法的部署模型
    2.4 电动汽车换电站部署算法
        2.4.1 精确求解算法
        2.4.2 启发式求解算法
        2.4.3 近似求解算法
    2.5 本章小结
第3章 电动出租车换电站部署模型构建
    3.1 问题描述和假设
    3.2 NP完全问题的证明与分析
    3.3 网络模型
    3.4 换电站的负载分析
        3.4.1 道路交通负载分析
        3.4.2 换电站服务负载分析
    3.5 本章小结
第4章 基于抽象路网拓扑图G(V.E)设计凸包覆盖的图覆盖算法
    4.1 算法设计思路
    4.2 算法设计过程
        4.2.1 图G(V,E)的凸包
        4.2.2 凸包的直径
        4.2.3 部署换电站
        4.2.4 换电站部署的主要步骤
        4.2.5 更新一个站点的服务半径
        4.2.6 选择下一个圆心
        4.2.7 生成一个内层凸包
    4.3 换电站的部署算法
    4.4 本章小结
第5章 基于城市空洞区域调整换电站部署方案的研究
    5.1 空洞区域
    5.2 调整部署方案
    5.3 算法分析
        5.3.1 算法的正确性证明与分析
        5.3.2 算法的性能分析
        5.3.3 算法的时间复杂度分析
    5.4 本章小结
第6章 基于真实城市出租车运行数据的实例研究
    6.1 实例背景
    6.2 相关数据处理
        6.2.1 真实路网数据
        6.2.2 路网数据处理
    6.3 算法结果分析
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 创新点
    7.3 研究展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间参与项目
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]城市电动汽车充换电设施规划方法研究[J]. 温巍,王超楠.  公路交通科技(应用技术版). 2017(12)
[2]基于免疫算法的电动汽车充电站选址优化研究[J]. 耿建超.  中国管理信息化. 2017(20)
[3]基于纯电动出租车换电站工程建设的模式分析[J]. 田家力,陈保江,曹建波.  机械工业标准化与质量. 2017(08)
[4]基于变权Voronoi图和混合粒子群算法的电动汽车充电站规划[J]. 麻秀范,王皓,李颖,王超,洪潇.  电工技术学报. 2017(19)
[5]一种电动汽车换电站的布局定容方法[J]. 刘敏,戚佳金,刘晓胜,张树,姚友素,张芮.  电气自动化. 2016(05)
[6]基于用户出行需求的电动汽车充电站规划[J]. 陈静鹏,艾芊,肖斐.  电力自动化设备. 2016(06)
[7]时间满意逐渐覆盖电动汽车充电站选址及算法[J]. 褚玉婧,马良,张惠珍.  数学的实践与认识. 2015(10)
[8]基于差分进化粒子群算法的城市电动汽车充电站最优规划[J]. 赵书强,李志伟.  华北电力大学学报(自然科学版). 2015(02)
[9]设施选址问题的近似算法综述[J]. 徐大川,杜东雷,吴晨晨.  数学进展. 2014(06)
[10]中小型电动汽车换电站的设计[J]. 刘宏业.  山东工业技术. 2014(17)

博士论文
[1]经济全球化背景下中国能源安全问题研究[D]. 姜星莉.武汉大学 2010

硕士论文
[1]北京市电动出租车充电设施选址优化[D]. 王振伟.北京交通大学 2017
[2]北京市通州区纯电动出租车充电站布局规划研究[D]. 王俊秀.北京交通大学 2017
[3]危险品道路运输事故的应急中心选址问题研究[D]. 宋尚江.华南理工大学 2010
[4]城市道路交通流速度流量实用关系模型研究[D]. 陈盛.东南大学 2004



本文编号：3641570