论文总字数：31740字

摘 要

在电动汽车逐渐普及，行业发展速度逐步加快的今天，电动汽车与配套充电基础设施发展不协调的问题日益显现。本文以中心城区为研究对象，在比较分析各个设施选址模型优劣性的基础上，分析城市规划布局特点，结合政策规划指标，制定出中心城区充电桩的选址规则。同时从政府、供电公司、用户三个层面制定选址评价标准。并基于选址规则和评价标准，提出以需求覆盖率最大和用户交通成本最小为目标函数的双目标快速充电桩选址模型，以需求覆盖率最大和总覆盖度最大为目标的合作覆盖双目标选址模型。最后通过选取无锡梁溪区中心城区为对象，应用模型进行实例分析，以检验模型可行性，对两个模型进行对比分析，并根据实际求解结果，对服务半径、选址总数两个重要模型参数进行敏感性分析。本文为充电基础设施布局提供理论支持，对实现未来短期内的充电桩科学布局有一定参考意义。

关键词：双目标优化模型，充电桩选址，服务半径

Abstract

With the gradual popularization of electric vehicles and the accelerating development of the industry, the problem of uncoordinated development of electric vehicles and supporting charging infrastructures has become increasingly apparent. This paper takes center city as the research object, analyzes the characteristics of urban planning layout based on comparative analysis of the advantages and disadvantages of each facility's location model, and formulates the site selection rules for charging piles in the central urban area in conjunction with policy planning indicators. At the same time, the evaluation criteria for site selection are formulated from the three levels of government, power supply companies, and users. Based on the location rules and evaluation criteria, a double-objective fast charging pile location model is proposed, which aims at the maximum demand coverage and the minimum user transportation cost. Finally, by selecting the center area of Liangxi District in Wuxi as the goal, the model is used for case analysis to test the feasibility of the model. Based on the actual solution results, sensitivity analysis is performed on the two important model parameters of service radius and site selection. This paper provides theoretical support for the layout of charging infrastructure, and has certain reference significance for realizing the scientific layout of charging piles in the near future.

KEYWORDS: Bi-objective optimization model, Charging pile site selection, Service radius

目 录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国外研究现状 1

1.2.2国内研究现状 3

1.3论文主要内容 3

1.4技术路线 4

第二章 电动汽车充电桩选址理论基础 5

2.1选址模型 5

2.2 选址求解方法 7

第三章 城区充电桩选址分析 8

3.1电动汽车及充电桩基本概念 8

3.2 城区分布特点 8

3.3城区充电桩布局规则 9

3.4选址评价指标 10

3.5模型设计 10

3.5.1基于最大覆盖的双目标选址模型 10

3.5.2基于合作覆盖的双目标选址模型 12

第四章 案例分析 14

4.1无锡市电动汽车发展概况 14

4.2模型参数及条件 14

4.2.1备选点选取 15

4.2.2需求点确定 16

4.2.3其他假设条件 17

4.3求解与应用分析 17

4.3.1双目标选址模型求解 18

4.3.2合作覆盖双目标模型求解 21

4.3.3模型对比 24

4.4总结 24

第五章 总结与展望 25

5.1总结 25

5.2展望 25

致 谢 26

附 录 27

参考文献 30

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

近年来随着我国经济快速发展和城市化进程的加快，环境污染和能源紧缺的问题越来越突出。为实现国民经济更好更快地可持续发展，国务院提出关于发展新型产业和加强节能减排的工作部署。其中对于电动汽车的发展尤为重视，推动电动汽车在大众生活中的普及与应用，对于缓解我国大气污染，推进节能减排有重要意义。

目前，我国电动汽车行业方兴未艾，存在许多问题与挑战。其中，电动汽车充电基础设施的建设问题尤为突出，主要体现在充电基础设施与电动汽车发展不协调。一方面，有车无桩，在一些经济发展较快的地区，电动汽车保有量增长很快，但是相应的基础设施并未跟上，或是布局规划不合理，影响了电动汽车的推进进程。另一方面，有桩无车，部分地区由于电动汽车接受度并不高或是一些地方政策原因，导致电动汽车普及速度低于预期，预设的充电桩使用率较低。

根据国家电动汽车充电基础设施规划，充电设施由城市中心区域向边缘区域扩张，逐步形成疏密并存，全面覆盖的格局。因此，目前中心城区是设施布局需要重点规划的区域。同时，由于常规充电需求基本与城市居民分布一致，规划难度较低，而快速充电，需求产生随机性较强，设施布局难度较大，因此快速充电桩布局是目前需要重点研究的方向。综合以上两点，本文从设施选址角度切入，分析快速充电桩选址的主要影响因素和选址规则。从运筹学的角度，提出中心城区的快速充电桩选址模型，并对无锡梁溪中心城区进行实例研究分析，为充电基础设施布局提供理论支持，对实现未来短期内的充电桩科学布局有一定参考意义。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

对于选址类问题研究，国外起步较早。当时的模型大多应用于加油站、公交站等公共服务设施。同时也提出了很多基本的模型理念，为选址理论的发展奠定基础。

Toregas等人（1971）^[1]应用SCP模型解决紧急设施定位问题。在他们的研究中，为确保每个社区的响应时间较短，至少应有一个紧急设施位于临界覆盖距离内。Gleason（1975）^[2]使用SCP来确定公交站点的位置。目标是找到最少的公交车站数量，以便每个乘客在指定距离内走到最近的公交车站。Batta和Mannur（1990）^[3]提出了确定消防车位置的SCP扩展模型。在他们的模型中，要求多辆消防车距离在一些社区的标准距离内。

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