寒区电动公交充电站选址及定容规划研究

来源：交通运输系统工程与信息杂志2024年第2期北京时间：

作者：胡晓伟, 宋帅, 邱振洋, 王健

单位：哈尔滨工业大学，a.交通科学与工程学院；b.黑龙江省智能交通管理与技术重点实验室，哈尔滨150090

摘要：寒区低温环境导致电动公交动力电池容量衰减，充电设施服务范围及规划数量受到影响，给电动公交充电站选址及定容规划带来挑战。为提高电动公交充电站的低温适应性，提出针对寒区电动公交充电站的选址算法及定容模型。首先，在选址规划中，构建充电站渐进覆盖服务半径，利用改进近邻传播聚类算法确定充电站选址点，基于算法聚类中心构建充电站Voronoi图划分充电集群。其次，在定容规划中，构建动力电池低温容量衰减模型，确定寒区电动公交的充电需求；基于容量有限的截尾排队论模型建立充电站有效服务强度、拒绝服务率及充电满意度等约束；引入成本权衡系数，以规划年限内全社会成本最小为优化目标，建立寒区充电站定容规划模型，并设计遗传算法进行求解。最后，以哈尔滨市市区电动公交充电站选址定容规划为例进行分析，算例结果得到9个充电站选址点及其充电集群，以及各充电站的充电机配置数量和各项成本。针对环境温度和成本权衡系数进行灵敏度分析，结果表明：寒区低温环境对充电站的充电机配置数量和各项成本有显著影响，合理权衡充电站和电动公交两者利益有助于提高充电服务满意度，降低全社会成本。

关键词：城市交通,选址定容规划,近邻传播聚类算法,电动公交充电站,寒区低温环境,电池容量衰减

基金资助：国家自然科学基金 (52272332)；黑龙江省自然科学基金(YQ2021E031)；中央高校基本科研业务费专项资金 (HIT.OCEF.2022026)。