无桩电动微出行系统的充电站规划与服务运营
最优化与控制
2025-01-22 v1
摘要
无桩电动微出行服务(如共享电动滑板车和电动自行车)在过去十年间日益普及,并涌现出多种充电技术。使用充电站(服务车辆由骑行者运送至/自充电站出发进行充电)是一种颇具前景的方式,因为它减少了对专职人员或外包人员的依赖。然而,独特的挑战也随之而来,例如如何激励骑行者将车辆停放至充电站,以及如何高效利用在充电站充电的车辆。本文以无桩电动滑板车为例,构建了一个新的空间排队网络模型,以刻画稳态下滑板车的服务循环、电池消耗与充电过程,以及相关的定价与管理机制。在此模型基础上,建立了一组闭式方程组,并将其纳入一个带约束的非线性规划中,以优化服务车队的部署、充电站的设计(即数量、位置与容量)、面向用户的充电价格优惠与优先级,以及再调度卡车运营(即发车间隔与卡车装载量)。所提出的排队网络模型与基于代理的仿真结果吻合良好。该模型被应用于一系列数值实验,以深入了解最优设计方案与系统性能。数值结果表明,相较于现有最优替代方案,使用充电站为共享无桩电动微出行服务带来了显著优势。所提模型还可用于分析其他微出行服务及其他充电方式。
引用
@article{arxiv.2403.16029,
title = {Planning Charging Stations and Service Operations of Dockless Electric Micromobility Systems},
author = {Yining Liu and Yanfeng Ouyang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.16029},
year = {2025}
}