(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111488012.X (22)申请日 2021.12.07 (71)申请人 浙江大学 地址 310013 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 尚夏　戴钰超　章立辉　王亦兵　 (74)专利代理 机构 杭州浙科专利事务所(普通 合伙) 33213 代理人 孙孟辉 (51)Int.Cl. G06Q 30/02(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 全自动驾驶环境城市区域电动汽车充电设 施选址定容方法 (57)摘要 本发明公开了一种全自动驾驶环境下城市 区域电动汽 车充电设施选址定容方法， 该方法建 立了混合整数线性规划模型来同时优化电动汽 车接送客过程规划和充电设施选址定容规划， 模 型的目标是最小化各成本 之和， 包括投放到路网 中的所有电动车的购买成本， 充电站和充电桩的 建设成本， 电动车在路网中消耗的电量成本， 电 动车在路网中行驶、 排队、 延误的时间成本等。 运 用该方法可以同时得到的结果包括投放到路网 中的电动车数量， 充电站和充电桩的布局选址及 定容方案， 以及每辆共享电动车的接送客全过 程。 权利要求书7页 说明书10页 附图3页 CN 114187039 A 2022.03.15 CN 114187039 A 1.一种全自动驾驶环境下城市区域电动汽车充电设施选址定容方法， 其特征在于包括 如下步骤： c1、 构建一套以总成本最小为目标的混合整数线性规划模型， 来同时优化电动汽车群 的接送客过程和充电设施的选 址布局； c2、 将获取的出行需求数据， 包括乘客的上车点、 下车点及其乘客到达上车点 时间输入 到自动驾驶电动车共享系统中， 自动驾驶电动车共享系统统一调配车辆， 处理乘客订单； 当 电动车早于乘客到达上车点时， 电动车将在该点等待乘客到来； 当电动车晚于乘客到达上 车点时， 将给予电动车一定的惩罚成本； c3、 共享车辆在接送客过程中消耗电量， 若电量 不足时在途中访问充电站进行充电。 2.根据权利要求1所述的一种 全自动驾驶环境下城市区域电动汽车充电设施选址定容 方法， 其特征在于： 所述总成本包括电动车的行驶时间成本， 自动驾驶电动车、 充电站和充 电桩的固定成本， 电动车在充电站的充电费用， 电动车在充电站的等待时间成本， 因无法准 时到达节点而产生的惩罚成本， 所述混合整数线性规划模型， 包含用于搭建交通路网的交 通网络搭建模块、 用于形成电动车接送客路径的接送客路径模块、 用于计算电动车在节点 间行程时间的行程时间模块、 用于计算电动车在充电站排队等待时间的排队等待时间模 块、 用于描述电动车在运行过程中的电量消 耗及充电情况 的电量模块、 用于设置电动车 的 充电站选址和充电桩数量的充电站模块和用于实现各成本之和最小的目标函数模块； 优化 内容包括： 需要投放的车辆数， 充电站选址位置， 各充电站安装的充电桩数量， 乘客与车辆 如何匹配， 以及 如何确定车辆路径和时间表。 3.根据权利要求2所述的一种 全自动驾驶环境下城市区域电动汽车充电设施选址定容 方法， 其特征在于： 所述交通网络搭建模块通过以下设定完成对路 网节点的索引， 从而搭建 交通网络： O:电动车的可选出发点， O＝{1,2,3,. .., σ }； P:所有乘客上 车点的集 合， 设共有 δ个上 车点， 则 P＝{σ +1, σ +2, σ +3,. .., σ +δ }； D:所有乘客下 车点的集 合， D＝{σ +δ +1, σ +δ +2, σ +δ +3,. .., σ +2 δ }； U:所有充电站备选点编号的集 合， 设共有n个充电站备选点， 则U＝{1,2,. ..,n}； n号充电站备选点所能安装的最大充电桩数目； Vmax:最多允许投放在网络中的电动汽车 数； Cmax:允许在路网中建立充电站的最大 数目； Cn:n号充电站备选点所有备选充电桩的集 合， Qmax:投放路网中充电桩的最大 数目； C:所有充电站充电桩备选点 集合， C＝C1∪C2∪.....∪Ck＝{σ +2 δ +1, σ +2 δ +2, σ +2 δ +3,. .., σ +2 δ +Qmax}； T:电动车的可选返回点， 由于每 个电动车 出发点对应一个返回点， 故有 T＝{σ +2 δ +Qmax+1, σ +2 δ +Qmax+2,...,2σ +2 δ +Qmax}； N:所有节点的集 合， N＝O∪P∪D∪C∪T；权　利　要　求　书 1/7 页 2 CN 114187039 A 2V:所有备选电动车的集 合， V＝{1,2,3,. ..,Vmax}。 以上实现了同一车辆出发点和返回点{1, σ +2δ+Qmax+1}， {2, σ +2δ+Qmax+2}，…， {σ,2σ +2δ +Qmax}的一一对应， 以及同一乘客同一出行需求上车点和下车点{σ +1, σ +δ+1}， {σ +2, σ +δ+ 2}，…， {σ +δ, σ +2 δ }的一 一对应。 4.根据权利要求2所述的一种 全自动驾驶环境下城市区域电动汽车充电设施选址定容 方法， 其特 征在于： 所述目标函数模块 通过如下 方式实现总成本最小化： ： 式中： ct表示电动车 行驶单位时间的时间成本； cw表示因电动车延误而导 致乘客在上 车点等待电动车发车的单位 等待时间惩罚成本； ce表示每单位电量的能耗成本； cq表示电动车在充电桩排队的单位 排队时间成本； cf表示每辆电动车的购买和使用成本； cs表示每个充电站的建 设和使用成本； cr表示每个充电桩的建 设和使用成本； tij表示从节点i∈N到节点j∈N的行驶时间， 其等于节点i∈N和节点j∈N之间的最短距 离除以电动车的行驶速度； 表示电动车v∈V实际到 达节点i∈N处的时间； 表示电动车v∈V在充电桩i∈C开始充电的时间； 表示电动车v∈V从乘客上 车点i∈P出发的时间； ai表示乘客到 达上车点i∈P的时间； E表示电动车的最大电量； 表示电动车v∈V到 达节点i∈N处时的电量； 为0‑1变量。 如果电动车v∈V直接从节点 i∈N到达节点j∈N， 等于1； 否则， 等于 0； Zn为0‑1变量。 n处若建立充电站， 等于1； 否则， 等于 0， rj为0‑1变量。 若在充电桩备选点j∈C安装充电桩， 等于1； 否则， 等于 0； 为电动车行驶时间成本， 为因电动车延误而导致乘客在 上车点等待电动车 发车的惩罚成本， 为电动车在充电桩进行充电的电量成 本， 为电动车在充电桩排队的排队时间成本， 为投放到路网中充 电站的建 设和使用成本， 为投放到路网中充电桩的建 设和使用成本；权　利　要　求　书 2/7 页 3 CN 114187039 A 3