基于用户行为和分时电价的充电定价策略优化

考虑用户充电行为和竞争对手定价等因素,研究公共充电站的充电定价问题.建立用户价格响应模型,量化分析充电价格与用户需求的内在关系.基于用户价格响应和分时电价,提出一种两阶段充电定价策略:第1阶段基于用户的充电频率分布,采用K-means聚类算法将一天划分为峰时段、平时段和谷时段;第2阶段,分析各时段的充电供需,峰时段以充电站利润最大化为优化目标,平谷时段以充电站利润和利用率最大化为目标,构建分段式定价优化模型,并分别采用遗传算法和NSGA-Ⅱ算法求解模型.基于某市充电站的运营数据,完成案例分析.结果 表明:峰时段总体利润提升约13.4％,充电桩利用率提高约26.8％;平谷时段共获得17组Pareto最优解,均优于固定电价机制.所提出的充电定价策略可以为充电站运营与规划提供决策参考.     

考虑充电约束的电动公交区域行车计划编制

随着燃油车辆对环境污染的日益加剧以及公共交通对乘车舒适性的愈加重视,电动车辆以其低污染、高舒适性等优良特性被广泛使用.然而因其续航里程及充电需求的约束,其行车计划制定更为复杂.本研究在多场站区域调度模式的前提下,充分考虑充电任务的发生和执行,以电动公交车辆及其配套设施在内的总固定成本和总运营成本之和为优化目标,建立了电动公交区域行车计划编制模型,并基于遗传算法和贪婪算法设计出复合求解算法对模型进行求解.以北京市大兴区部分线路运营为例验证模型效果,并与传统公交行车计划编制方法进行对比,结果表明,总运营成本降低18.20%.     

资金约束条件下高速公路充电桩选址与定容优化

【目的】讨论带有资金约束和服务能力约束的高速公路快速充电站选址与定容规划问题。【方法】应用效用理论分析了电动汽车驾驶员在高速公路上选择充电站的策略,给出了充电设施不充足情况下的车流平衡状态迭代计算方法。建立了充电站选址定容问题的数学优化模型,并设计了一种改进遗传算法对问题进行求解。最后,提出了模拟实际高速公路网的随机网络生成方法,并通过实例对算法进行验证。【结果】测试结果表明:充电桩充电能力的提高可以有效增加高速路网上服务的车流量。【结论】改进后的遗传算法在求解不同规模网络下的选址与定容问题时,都能给出较为稳定的结果。随着网络规模扩大,算法求解的稳定性越好。
     

资金约束条件下高速公路充电桩选址与定容优化

【目的】讨论带有资金约束和服务能力约束的高速公路快速充电站选址与定容规划问题。【方法】应用效用理论分析了电动汽车驾驶员在高速公路上选择充电站的策略,给出了充电设施不充足情况下的车流平衡状态迭代计算方法。建立了充电站选址定容问题的数学优化模型,并设计了一种改进遗传算法对问题进行求解。最后,提出了模拟实际高速公路网的随机网络生成方法,并通过实例对算法进行验证。【结果】测试结果表明:充电桩充电能力的提高可以有效增加高速路网上服务的车流量。【结论】改进后的遗传算法在求解不同规模网络下的选址与定容问题时,都能给出较为稳定的结果。随着网络规模扩大,算法求解的稳定性越好。     

基于分时电价的纯电动公交的充电优化

合理规划电动公交线路备用电池数目,优化调度电池充电,能够降低公交线路投资与运营成本.在满足纯电动公交线路运输要求的约束下,基于分时电价机制,考虑了电池放电深度对电池寿命损耗的影响,在描述纯电动公交车辆数目、电池数目与电池每个时段充放电状态之间的关系基础上,提出了以充电费用和电池投资综合成本最低为目标的优化模型.该模型能够求解出最优电池数目,在满足运输需求的前提下,通过调度电池每一时段的充电状态将充电费用降到最低,并减小电池寿命损耗.仿真算例为5辆电动公交车的调度优化,利用CPLEX软件包对提出的整数规划模型进行求解.计算结果表明:10块电池为最优电池数目,充电费用与无序充电相比下降了11.7％,且电池寿命延长9.2％;所提出的换电模式下的充电模型可以有效地降低充电费用,延长电池寿命,并且能够得到合理的备用电池数目,降低投资成本.     

租赁模式下的电动汽车电池集中充放电策略

随着电动汽车的发展,其充放电行为对电力系统运行的冲击逐步引起关注.为把电动汽车充放电行为的负面影响降到最低,文中提出了一种便于管理的充电模式,以电动公交车为研究对象分析其营运特点和充放电行为,同时在基于电池租赁的商业模式下,研究电动公交车的Vehicle-to-Grid (V2G)放电能力,通过模拟集中充电站的运营情况,建立了集中充电、放电组合策略优化模型.最后,利用粒子群优化方法在3个集中充电站对该模型进行了求解,通过仿真说明了所建立的优化模型对电力系统运行带来的优越性和经济性.     

电动公交车充换电站运营体系的动态建模

基于城市建设、充换电站规模、物流系统等多种元素,构建了适用性广泛的电动公交车充换电体系模型.根据公交车的运行特点,实现对电动公交车电池自动更换系统的模拟,建立了电动公交车充换电站的工作模型.针对换电站的电池实时需求,模拟了电池物流系统数据,进而模拟集中充电站的电池充电负荷曲线,分析集中充电站的充电行为和控制措施对电网负荷的影响.算例表明,该模型能够很好地反映一定区域内电动公交车充换电站的承载能力和运营效果,以及对电网负荷的影响.     

带硬时间窗的冷链电动车辆路径问题研究

【目的】针对电动汽车应用于冷链物流配送的情形，充分考虑电动汽车能耗特点和社会充电桩的充电需求，研究了带硬时间窗的冷链电动车辆路径问题。【方法】首先构建以配送总成本最少为优化目标的规划模型；然后基于蚁群算法，设计了充电站优化算法和局部优化策略，形成混合蚁群算法求解问题；最后，改编形成硬时间窗冷链电动车辆路径问题的算例集，通过实验比较验证了蚁群算法和混合算法的性能。【结果】搜索解的改进率达到11-82%。【结论】带局部优化策略的混合蚁群算法能较大程度改进求解能力，算法性能总体得到大幅提升，且结果更稳定。     

考虑站场实时排班可行性的纯电动公交调度

近年来,中国纯电动公交车占比逐年提高,2019年已超过46.8％,北上广深等多个城市已实现100％.通过深入分析纯电动公交车行驶过程中的耗能组成,由此建立电能能耗成本函数;构建同时考虑乘客出行与公交企业运营成本的纯电动公交车调度排班模型;将公交场站车辆数作为约束条件引入模型,真实反映实际车辆运行情况;为严格做好疫情防控,将车辆满载率纳入模型约束以保证乘客安全距离;通过分析发现该模型属于NP-hard问题,提出利用遗传算法对其进行求解.利用广州市105路公交线路的运行和OD需求数据进行仿真验证,表明该模型和算法具有一定的有效性.     

城市中电动汽车临时充电站选址和定容模型

【目的】为城市街道环境下解决拥堵城市道路中的电动汽车临时充电站的选址与每个充电站的充电桩的定容优化问题提供解决方案。【方法】考虑纯电动汽车的警戒行驶里程和城市道路中车辆行驶具有双向性的特点，基于截流选址模型（Flow refueling location model, FRLM）构建电动汽车的充电站选址模型；为使电动汽车等待充电时间最短为优化目标，基于排队论构建了充电桩的定容模型。最后以北京市西城区车公庄大街的水平线道路充电桩设施进行了实例研究。【结果】FRLM仿真结果显示随着电动汽车续航能力的提高，城市主干路上充电桩的个数将会减少，并呈现出了指数衰减的形态；充电桩的定容模型仿真结果显示随着电动汽车保有量的提高，如果不增加电动汽车的等待时间，已有充电站需要进一步扩容，在同等等待时间下电动汽车的车流量和充电桩数量呈现出线性关系。【结论】研究结果对北京市未来城市内电动汽车充电桩的合理网络布局及北京市电动汽车产业发展具有理论指导意义。     

城市轨道交通接驳公交线路优化设计

城市轨道交通和常规地面公交之间的有效接驳是提高城市公共交通系统运行效率的重要环节。本文详细分析了接驳公交出行中乘客出行时间成本和公交车辆运营成本,以城市轨道交通接驳公交系统总成本最小为目标,考虑公交线路布局约束、乘客流量守恒约束,以及公交能力约束等,构建了城市轨道交通双边接驳公交线路优化模型,对接驳公交线路布局以及开行频率进行优化。根据模型特点,设计了人工蜂群算法。为了提高算法的计算效率和稳定性,采用了多种邻域搜索策略,且对算法的相关参数进行了校正。数值算例表明,人工蜂群算法可以很好地优化城市轨道交通接驳公交线路的布局,且在求解质量、计算效率和稳定性等方面都优于遗传算法。     

基于改进遗传算法的接运公交线路生成优化模型

城市轨道交通接运公交线路布设效果直接影响到轨道交通线路的运营效率.为了探讨轨道交通接运公交线路的最优布设方案,以最少线路接运最大客流量为目标,建立了线路生成的优化模型,并给出了求解该模型的改进遗传算法.以北京地铁5号线宋家庄站和刘家窑站的接运公交线路布设方案为例进行分析,结果表明:两个轨道交通站点布设6条接运公交线路能够使接运公交线路的载运能力最大,为205人/(km/h).     

基于电池交换的电动汽车充电设施规划方法研究

电动汽车存在充电时间长、行驶距离有限的问题。针对电池交换的充电方式,研究了电动汽车电池交换站及电池配置问题。利用生灭过程理论描述了交通走廊沿线电池交换站的电池交换及其充电过程,建立了换电站运作的随机模型;进而以电动汽车换电成功概率等为约束,建立了以建设成本最小化为目标的充电设施规划模型,并基于拉格朗日方法提出了模型求解算法。研究结果表明,所建立的模型不仅能够计算换电成功概率,还能分析换电成功概率、充电技术进步的影响,实现了满足电动汽车换电成功概率的约束条件下的建设成本最小化的交换站及电池配置。     

基于遗传算法的多服务模式公交优化设计

基于独立公交走廊需求特征,利用公交客流起点到终点(OD)数据,建立了以发车频率和公交车型为主要输出参数的多服务模式公交优化设计模型.针对模型求解的复杂性,应用遗传算法进行求解.最后,结合上海公交737路公交客流走廊数据给出了优化算例.结果表明,模型具有较强的实用性,能快速有效地求解出多服务模式的公交优化组合.     

考虑车内拥挤状态的公交弹性发车间隔优化

为提高常规公交的出行服务质量，建立了考虑车内拥挤状态的公交弹性发车间隔优化模型.通过量化车内拥挤状态，给出各拥挤状态下的乘车成本;建立了线路各区间的拥挤状态转移函数.考虑乘客的车内拥挤状态感知，建立站点乘客随时间的上下车数量的度量模型;构建乘客出行成本度量模型，以乘客出行成本与车辆运营亏损之和最小化为目标函数，建立了公交弹性发车间隔优化模型;并设计遗传算法对模型进行求解.结果表明:优化模型能够有效降低出行成本.模型对等待成本有着“补短板”效果，对乘车成本有着“削峰”效果，即通过增加乘客到站量小站点的等待成本，降低乘客到站量大站点的等待成本，削弱乘车成本峰值的手段，达到总成本最低的效果.     

基于逆强化学习的电动汽车出行规划方法研究

随着电动汽车的普及，对电动汽车出行规划问题的研究显得尤为重要。有别于路径规划，出行规划既需要考虑路径问题又需要考虑充电问题。本文提出了一种基于逆强化学习（Inverse Reinforcement Learning，IRL）的电动汽车出行规划（Electric Vehicle Travel Planning，EVTP）方法，有效地为电动汽车用户规划一条兼顾行驶路径短以及充电时间短的可达路径。将Dijkstra算法进行改进得到考虑充电行为的最短路径作为专家示例输入到逆强化学习算法中；利用逆强化学习算法得到兼顾行走与充电的奖励；在学习策略上，采用Dueling DQN算法高效更新Q值，提升学习性能；采用部分充电策略以及分段充电策略，提升充电效率并使研究更接近真实情况。通过对模型的工作性能和结果进行详细分析，并结合基准方法进行对比，结果表明，基于逆强化学习的电动汽车出行规划方法在行驶时间与充电时间两方面都有较好的性能，且具备很好的迁移性。     

城市建成区轨道站公交换乘设施规划方法

基于城市建成区大量轨道站点客流换乘特征调查数据,对轨道站公交换乘客流比例、客流空间分布、公交客流吸引范围进行分析,依托轨道网络提出轨道站点公交线路优化规划方法,给出轨道站点出入口始发公交线路、途经公交线路的公交换乘设施用地估算方法.     

考虑区域交通信号配时优化的公交专用道线网规划

在公交专用道线网实际规划时,需要综合考虑交叉口延误与信号配时等因素的影响。为了使公交专用道线网规划更加合理,在考虑区域信号配时优化的条件下,以绿信比作为各个交叉口的信号配时优化变量,建立了双层规划模型,上层模型的目标函数是使网络的总出行时间最小,下层模型由交通方式划分模型、小汽车客流分配模型和公交客流分配模型3部分组成,并采用遗传算法对模型进行了求解,通过算例验证了模型的有效性。结果表明：在进行公交专用道线网规划时,交叉口的延误不可忽略;在考虑交叉口延误的基础上,对区域信号配时优化可进一步降低网络的出行总成本。     

考虑区域交通信号配时优化的公交专用道线网规划

在公交专用道线网实际规划时,需要综合考虑交叉口延误与信号配时等因素的影响。为了使公交专用道线网规划更加合理,在考虑区域信号配时优化的条件下,以绿信比作为各个交叉口的信号配时优化变量,建立了双层规划模型,上层模型的目标函数是使网络的总出行时间最小,下层模型由交通方式划分模型、小汽车客流分配模型和公交客流分配模型3部分组成,并采用遗传算法对模型进行了求解,通过算例验证了模型的有效性。结果表明：在进行公交专用道线网规划时,交叉口的延误不可忽略;在考虑交叉口延误的基础上,对区域信号配时优化可进一步降低网络的出行总成本。