电动自动驾驶按需出行：路径规划与充电基础设施选址的联合优化

车辆自动驾驶、互联与电动动力总成的出现有望实现自动驾驶按需出行系统的部署。关键在于，这些车队的路径与充电活动受到单车设计与周边充电基础设施的影响，而后者在设计时亦应考虑预期的车队运营。本文提出一个建模与优化框架，在该框架中我们联合优化车队活动与充电基础设施的布置。我们采用中观规划视角，并基于路径与充电模式构建车队活动的时间不变模型，通过将道路网络重采样为具有等能量弧的有向图来显式刻画车辆的电荷状态。随后，我们将该问题表述为一个混合整数线性规划，其可保证全局最优性且能在 10 分钟内求解。最后，我们利用纽约市曼哈顿的真实出租车数据展示了两个案例研究：第一个刻画了充电基础设施普及度与车队空驶里程之间的最优权衡。我们观察到，联合优化基础设施选址显著优于启发式布置策略，且增加充电站数量仅在一定限度内有益。第二个案例聚焦于车辆设计，表明部署配备较小电池的车辆可实现最低能耗：尽管需要更多前往充电站的行程，此类车队比大容量电池车辆约少消耗 12% 的能量。