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| 基于MATLAB软件考虑交通流的电动汽车充电设施规划 摘要 现如今随着经济的快速发展，我国的机动车保有量连续多年保持了较高的增长速度，由此产生了诸如交通拥堵、大气污染与化石能源的过度开发等问题。而电动汽车能够基本甚至完全实现以电力能源取代传统汽油，因此具有噪音较低、有害排放量低、能源利用率高等优点。因此，在当今全球环境问题日益严峻的前提下，电动汽车的发展成为了许多国家的一项重要战略选择，成为了解决能源与环境问题的重要手段之一，成为了符合可持续发展目标的新时期经济发展的突破口和交通能源转型的基本途径。 然而，电动汽车的开发尚不完善的今天，其还存在电池续航里程较短、充电时间较长、等问题。同时我国电动汽车的充电设施的相对匮乏，难以满足现有电动车使用者的使用需求也使得新能源汽车在我国的推广面临困境。充电设施作为电动汽车发展的必备配套基础设施，其合理地规划和选址对于推动电动汽车的生产、出售和使用都具有重要的意义。由于充电网络的建设满足交通的非营利性特点，充电网络应最大程度上提高社会综合效益。所以本设计认为充电设施的建设一方面需要满足电动汽车使用者的使用需求，即尽量使得充电设施的能够服务更多的用户；另一方面充电设施建设需要考虑建设成本，在建立模型时应尽量令电动汽车充电站的年成本最小化。 基于这一目标，遵守区域交通流量守恒定律，本设计通过当下国际社会在交通规划时常规使用的“四阶段法”——即交通生成预测、交通分布预测、交通方式划分与交通分配预测四个阶段的计算，对模型进行分析，得到区域电动汽车在相对较短时间内的总量与分布预测。在此基础上，抛弃难以优化多目标复杂模型的传统算法，选择适合解决多目标优化问题的遗传算法，通过限制条件的添加，对以充电设施运营及维护费用最低为目标的模型进行优化，通过附加充电容量、服务半径等约束条件，计算得到符合要求的区域内充电设施布局的最优解。 利用这一方法，本设计拥有25个交通节点的网络作为模型，利用MATLAB软件进行一系列编程计算，对这一系统进行仿真，从而达到验证本设计模型的可行性、正确性与有效性的目的。 关键词：交通规划；电动汽车；遗传算法；电动汽车充电设施；选址问题 目录 第一章 绪论 1 1.1研究背景 1 1.2 研究现状 1 1.3 本文主要创新工作 2 1.4 论文组织结构 2 1.5 本章小结 3 第二章 交通需求量预测 4 2.1 四阶段模型建立 4 2.2 交通生成预测 4 2.3 交通分布预测 5 2.4 交通方式划分 6 2.5 交通分配预测 7 2.6 本章小结 8 第三章 建立数学模型 10 3.1 数学模型的建立 10 3.2 约束条件 13 3.3 本章小结 14 第四章 遗传算法 14 4.1 编码过程 15 4.2 评价函数 15 4.3 终止原则 16 4.4 遗传算法的计算步骤 16 4.5 本章小结 17 第五章 算例处理与分析 19 5.1 软件介绍 19 5.2 仿真模型背景介绍 19 5.3 计算过程简述 21 5.4 计算 21 第六章 总结与展望 28 6.1 总结 28 6.2 展望 29 参考文献 30 致谢 31 |
