【摘 要】
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促进以出租车为代表的公共交通领域电动化,是城市交通电动化转型的重要实践,更是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。当前城市充电配套设施发展滞后且布局或配置缺乏科学、合理性,加之行驶里程焦虑问题,使充电站呈现低利用率或者扎堆排队充电等问题,难以适应出租车全面电动化转型。如何消除出租车与充电站信息不对等,保证出租车车队充电的公平竞争,对电动出租车充电负荷进行有序、均衡调度,是缓解当下供需矛盾的有效手段
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促进以出租车为代表的公共交通领域电动化,是城市交通电动化转型的重要实践,更是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。当前城市充电配套设施发展滞后且布局或配置缺乏科学、合理性,加之行驶里程焦虑问题,使充电站呈现低利用率或者扎堆排队充电等问题,难以适应出租车全面电动化转型。如何消除出租车与充电站信息不对等,保证出租车车队充电的公平竞争,对电动出租车充电负荷进行有序、均衡调度,是缓解当下供需矛盾的有效手段。本文挖掘福州市出租车历史轨迹数据,利用信息技术对电动出租车有序充电策略进行研究,以满足电动出租车转型增长的需求,并且实现更为合理的充电资源利用率。准备工作包含:(1)构建福州市路网拓扑,通过建模获取出租车有效运营轨迹数据;(2)统计福州市日内交通流量,运用反推技术并转化为起讫点(Origin Destination,OD)出行概率矩阵;(3)构建基于平均行驶速度的电耗模型,结合OD出行概率矩阵采用蒙特卡洛随机采样方法生成电动出租车充电需求分布。为有效整合多网络信息,消除车桩信息不对等,实现电动出租车充电有序引导,本文提出了终点导向的充电导航策略(DNCN)。该策略工作包含:(1)结合充电预约机制构建融合交通信息网络、电力网络和充电站网络协同工作模式的充电导航系统,以协调多个网络的信息交互;(2)结合充电站排队率,构建动态定价模型,以均衡充电需求的有序引导;(3)考虑电动出租车靠近下一寻客点的充电便捷性,构造充电决策函数,减少绕行距离。针对充电高峰期需求集中现象,DNCN未能充分考虑出租车车队预约充电竞争的公平性问题,本文进一步提出了基于公平博弈的动态决策充电导航策略(DNCN-FG)。对受新增预约影响的电动出租车进行实时综合成本再估算,并实现最优充电再决策,使预约充电的出租车车队充电决策达到全局最优的纳什平衡,以保证出租车车队充电竞争公平,实现充电需求最优决策再分配。本文分别对提出的DNCN、DNCN-FG两种策略进行仿真验证,并与现有其他充电策略进行了对比分析。实验结果表明,本文所提出的策略在现有充电设施发展滞后、充电负荷不匹配的充电环境下,能够有效消除车桩信息不对等,实现多网信息整合,均衡充电负荷空间分布,提高城市充电资源利用率,并且能够有效减少出租车辆充电等待和绕行时间。
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