電動(dòng)汽車充電站選址優(yōu)化
——以哈爾濱市為例

韓韶光,鄒常豐,何永明,李才廣,李震昇

(東北林業(yè)大學(xué) 交通學(xué)院，哈爾濱 150040)

自2012年以來(lái)，電動(dòng)汽車的銷量大幅度攀升。截至2021年6月底，我國(guó)電動(dòng)汽車保有量已達(dá)到493萬(wàn)輛，占新能源汽車總量的81.68%。電動(dòng)汽車充電站等充電基礎(chǔ)設(shè)施，是我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)能否轉(zhuǎn)型的重要組成部分，但其增長(zhǎng)率依舊跟不上電動(dòng)汽車的發(fā)展速度。目前,電動(dòng)汽車充電站選址方法大致可分為兩類：一是從用戶角度考慮，力求電動(dòng)汽車充電站的服務(wù)覆蓋面積最廣；二是從運(yùn)營(yíng)角度考慮，在滿足大部分充電需求的前提下，力求建站成本最小。

充電站覆蓋范圍最廣方面的研究：黃小晴[1]通過(guò)模糊手段，建立電動(dòng)汽車預(yù)測(cè)需求模型，利用最大覆蓋模型并通過(guò)建立多目標(biāo)優(yōu)化模型對(duì)待建點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化；田楓等[2]提出一種雙目標(biāo)規(guī)劃模型，在滿足需求、距離、容量等約束條件下，尋找最優(yōu)的充電站建設(shè)方案；楊軍峰等[3]采用優(yōu)化算法得出充電站站點(diǎn)建設(shè)地、數(shù)量以及每個(gè)充電站的覆蓋范圍；蘇鵬[4]提出充電站優(yōu)化問(wèn)題應(yīng)考慮到空間指標(biāo)優(yōu)化，如分布式電源消納及配電和道路網(wǎng)絡(luò)布局等；羅江鵬[5]進(jìn)行了用戶充電需求預(yù)測(cè)，提出了充電站選址定容優(yōu)化模型；鄒涵等[6]以武漢市漢口歷史街區(qū)為研究區(qū)域，對(duì)公共充電設(shè)施存在的充電需求難、建設(shè)規(guī)模不足等問(wèn)題作出分析，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

充電站建站成本最小方面的研究：于進(jìn)才[7]通過(guò)ArcGIS構(gòu)建交通路網(wǎng)，將需求點(diǎn)擬定在主干道交叉口處，并將需求點(diǎn)假設(shè)為可選充電站站點(diǎn)，建立模型并確立充電站站點(diǎn)；毛薇等[8]利用ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)，構(gòu)建了最小化阻抗模型，并對(duì)建站結(jié)果進(jìn)行服務(wù)水平評(píng)價(jià)，驗(yàn)證仿真結(jié)果的合理性；王勇[9]通過(guò)采用改進(jìn)的變異粒子群算法對(duì)充電站選址模型進(jìn)行求解；王雯[10]從用戶和運(yùn)營(yíng)商的角度出發(fā)，以投資建設(shè)和用戶成本最小建立多目標(biāo)函數(shù)；嚴(yán)干貴等[11]考慮充電站和用戶兩個(gè)因素，以總成本最小為目標(biāo)提出充電站選址定容的計(jì)算模型，并在定容中考慮充電樁的差異性；賈斯佳等[12]通過(guò)ArcGIS軟件的空間分析能力和中心地理論來(lái)確定充電站選址定容的步驟和算法。建站成本最小的充電站選址方法一般是以研究區(qū)域交通路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)，通過(guò)ArcGIS構(gòu)建交通路網(wǎng)[13]，然后建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，如應(yīng)用混合整數(shù)規(guī)劃方法建立多目標(biāo)函數(shù)使得建站成本最小[14]、基于成本模型和遺傳算法對(duì)充電站選址進(jìn)行優(yōu)化[15]、基于GPS技術(shù)獲取的相關(guān)實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)建立動(dòng)態(tài)選址模型[16]等。

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的普及，基于車輛軌跡及行駛等大數(shù)據(jù)快速聚類方法也開始廣泛應(yīng)用起來(lái):楊曉東等[17]通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式，對(duì)充電站進(jìn)行合理布局；劉紅燕等[18]以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，從運(yùn)營(yíng)收益和充電需求兩個(gè)角度對(duì)充電站進(jìn)行規(guī)劃；何歡[19]基于出租車軌跡數(shù)據(jù)和ArcGIS，將空載起始點(diǎn)作為需求點(diǎn)，將路網(wǎng)分布和乘車點(diǎn)作為吸引力指標(biāo)，對(duì)充電站選址進(jìn)行選址研究；Xu等[20]通過(guò)人口核密度分析，運(yùn)用改進(jìn)的免疫算法對(duì)充電站進(jìn)行布局；A1-Habarnih等[21]以安曼中部的原點(diǎn)-目的地流量為數(shù)據(jù)，通過(guò)流量和成本模型對(duì)充電站選址進(jìn)行布局；Li等[22]以電動(dòng)出租車軌跡數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用聚類算法對(duì)充電站進(jìn)行選址；Zhang等[23]以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)魯棒性理論為視角，對(duì)充電站布局進(jìn)行評(píng)價(jià)。

綜上可知，目前針對(duì)電動(dòng)汽車充電站選址方法的研究較為成熟豐富，但針對(duì)已有充電站做進(jìn)一步站點(diǎn)優(yōu)化的研究不多。因此，文中以哈爾濱市研究區(qū)域道路交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以建站成本和充電站服務(wù)水平評(píng)價(jià)為研究因素，利用ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析模塊對(duì)研究區(qū)域內(nèi)的充電站做出優(yōu)化布局。

1 電動(dòng)汽車充電站數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

1.1 數(shù)據(jù)概述

文中相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)自Python爬取高德地圖中停車場(chǎng)場(chǎng)點(diǎn)和充電站站點(diǎn)的興趣點(diǎn)(POI)數(shù)據(jù)，并通過(guò)OpenStreetMap獲取道路路網(wǎng)數(shù)據(jù)。在原始數(shù)據(jù)中：停車場(chǎng)場(chǎng)點(diǎn)的基本信息包括停車場(chǎng)名稱、場(chǎng)點(diǎn)經(jīng)緯度、場(chǎng)點(diǎn)所在區(qū)域及場(chǎng)點(diǎn)所在區(qū)縣等內(nèi)容；充電站站點(diǎn)數(shù)據(jù)包括名稱、詳細(xì)地址、位置區(qū)域、經(jīng)緯度編碼、聯(lián)系方式及備注信息等內(nèi)容；交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)類型、道路名稱、道路等級(jí)及其他信息等內(nèi)容。

1.2 數(shù)據(jù)處理

上述數(shù)據(jù)以表格的形式存儲(chǔ)，根據(jù)原始數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)篩選為數(shù)據(jù)處理第一步，將無(wú)關(guān)及重復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾，得到和文中研究直接相關(guān)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而減少數(shù)據(jù)的樣本量，提升數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性、有效性和效率。在原始數(shù)據(jù)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗并對(duì)坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將研究范圍內(nèi)的停車場(chǎng)場(chǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)、充電站站點(diǎn)數(shù)據(jù)和交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到ArcGIS中。

2 電動(dòng)汽車充電站選址模型構(gòu)建

2.1 位置分配模型

公共機(jī)構(gòu)或公共基礎(chǔ)設(shè)施如果選擇一個(gè)對(duì)用戶和經(jīng)營(yíng)者都有利的位置，就可以用較低的社會(huì)成本為用戶提供高質(zhì)量的需求服務(wù)。位置分配模型就是為公共機(jī)構(gòu)或基礎(chǔ)設(shè)施選址布局提供優(yōu)化配置方案。文中從充電站和用戶兩個(gè)角度出發(fā)，分別以建站成本和充電站服務(wù)水平評(píng)價(jià)為目標(biāo)，進(jìn)而確定充電站站點(diǎn)建設(shè)數(shù)量。

2.2 電動(dòng)汽車充電站選址特征參數(shù)

文中根據(jù)道路等級(jí)來(lái)設(shè)定相應(yīng)配速，并以用戶路程損耗時(shí)間10 min作為模型阻抗值算出各充電站站點(diǎn)的服務(wù)面積。充電站選址建設(shè)因研究區(qū)域范圍廣，無(wú)法對(duì)每一位電動(dòng)汽車用戶的出行鏈進(jìn)行調(diào)查[24]，文中以哈爾濱市三環(huán)路、前衛(wèi)大街、化工路、電碳路和友誼路所圍面積作為研究區(qū)域，以哈爾濱市人口數(shù)量和哈爾濱市統(tǒng)計(jì)公報(bào)中2017—2020年的新能源汽車保有量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)2025年研究區(qū)域充電車輛數(shù)。根據(jù)2025年研究區(qū)域人口預(yù)測(cè)，將新能源汽車充電需求數(shù)量分配至各停車場(chǎng)場(chǎng)點(diǎn)作為充電需求，哈爾濱市包括9個(gè)市轄區(qū)、9個(gè)外縣(市)，在哈爾濱市城市總體規(guī)劃中主城區(qū)為道里區(qū)、道外區(qū)、南崗區(qū)、香坊區(qū)、平房區(qū)、松北區(qū)、呼蘭區(qū)規(guī)劃的城市建成區(qū)(見(jiàn)表1)。

文獻(xiàn)[12]中電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)規(guī)模以站點(diǎn)總服務(wù)能力為判別標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)驗(yàn)證充電站的選址是否合理。充電樁服務(wù)能力算式為

Pi=2·βi·θ·μ·t

(1)

式中：Pi(i=1,2)為充電樁的服務(wù)能力；βi(i=1,2)為充電樁服務(wù)效率，快速充電樁為3輛·h-1，慢速充電樁為0.13輛·h-1[25]；θ為車輛充電之間的影響系數(shù)，取值0.9[26]；μ為充電站有效工作時(shí)間系數(shù)，取值范圍0.6～1，現(xiàn)以每晚11點(diǎn)至早上6點(diǎn)為空置期，則系數(shù)設(shè)定為0.7；t為充電站服務(wù)時(shí)間，取20 h。

依據(jù)相關(guān)參考文獻(xiàn)，現(xiàn)設(shè)定大、中、小型充電站充電樁數(shù)量分別為18個(gè)、8個(gè)、4個(gè)。同時(shí),為提高電動(dòng)汽車充電效率，設(shè)定充電樁全部為快充充電樁，并根據(jù)每個(gè)充電站站點(diǎn)的充電車輛數(shù)來(lái)確定相應(yīng)的充電站建站規(guī)模。

表1 研究區(qū)域人口及新能源汽車充電車輛數(shù)預(yù)測(cè)

3 基于ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析的充電站選址優(yōu)化

基于對(duì)道路配速條件的設(shè)置，以電動(dòng)汽車路程損耗時(shí)長(zhǎng)10 min作為阻抗中斷時(shí)間，即超過(guò)10 min路程時(shí)長(zhǎng)后，用戶仍未到達(dá)任意充電站站點(diǎn)，則該需求點(diǎn)無(wú)法被分配。 在ArcGIS10.7中可采用空間距離的地理可達(dá)性、道路相應(yīng)等級(jí)及速度分配，來(lái)獲取用戶到達(dá)充電站站點(diǎn)的時(shí)間，其中研究區(qū)域道路路網(wǎng)相關(guān)信息如表2所示。

表2 研究區(qū)域道路相關(guān)信息

3.1 研究區(qū)域地理概況與數(shù)據(jù)信息

研究區(qū)域總面積為165.816 km2，道路總長(zhǎng)度為579.54 km，研究區(qū)域內(nèi)共有52個(gè)可選充電站站點(diǎn)。研究區(qū)域地理概況及相關(guān)數(shù)據(jù)信息如圖1～2所示。

圖1 充電站可選充電站站點(diǎn)布局

圖2 各區(qū)域需求點(diǎn)(停車場(chǎng)場(chǎng)點(diǎn))布局

1)研究區(qū)域路網(wǎng)數(shù)據(jù)。依據(jù)路網(wǎng)屬性表中信息記錄每段道路的道路長(zhǎng)和行駛時(shí)間，以Shapefile進(jìn)行存儲(chǔ)。

2)電動(dòng)汽車充電需求點(diǎn)。文中電動(dòng)汽車充電需求點(diǎn)共計(jì)1 533個(gè)，其中道里區(qū)440個(gè)、道外區(qū)187個(gè)、香坊區(qū)256個(gè)、南崗區(qū)650個(gè)。依據(jù)2025年 各區(qū)域的面積、人口和電動(dòng)汽車預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)研究區(qū)域內(nèi)每日等待被充電服務(wù)的8 215輛電動(dòng)汽車進(jìn)行劃分，將待充電車輛數(shù)分配到各區(qū)電動(dòng)汽車充電需求點(diǎn)。

3)電動(dòng)汽車充電站站點(diǎn)。研究區(qū)域內(nèi)獲取的電動(dòng)汽車充電站站點(diǎn)數(shù)量為52個(gè)，均為可選充電站站點(diǎn)。

3.2 最小化阻抗模型

在ArcGIS10.7中建立研究區(qū)域內(nèi)充電站站點(diǎn)最小化阻抗模型(模型Ⅰ)，將充電站站點(diǎn)初步分為3類，分類情況如表3所示。

表3 充電站站點(diǎn)分類

必選站點(diǎn)(6個(gè))：在建站規(guī)模、管理、安全性等方面都比較全面的充電站，在該模型中必選站點(diǎn)最后一定是該模型的輸出結(jié)果之一。

候選站點(diǎn)(46個(gè))：運(yùn)營(yíng)狀況較差的充電站站點(diǎn)、暫停運(yùn)營(yíng)的充電站站點(diǎn)和廢棄的舊充電站站點(diǎn)作為候選站點(diǎn)，在ArcGIS中候選站點(diǎn)可能是該模型輸出的結(jié)果之一。

已選站點(diǎn)：在ArcGIS模型中，從候選站點(diǎn)中選出作為模型輸出結(jié)果的充電站站點(diǎn)。以已有的6個(gè)必選充電站站點(diǎn)為基礎(chǔ)，依次進(jìn)行增建站點(diǎn)，使其服務(wù)95%以上的充電需求點(diǎn)。6個(gè)充電站站點(diǎn)的供需分布和站點(diǎn)服務(wù)覆蓋面積如圖3～4所示，站點(diǎn)詳細(xì)信息如表4所示。

圖3 6個(gè)必選項(xiàng)充電站站點(diǎn)供需分布

圖4 6個(gè)必選項(xiàng)充電站站點(diǎn)服務(wù)覆蓋面

表4 6個(gè)充電站站點(diǎn)詳細(xì)信息

由表4可知，已有的6個(gè)充電站站點(diǎn)的被服務(wù)需求點(diǎn)個(gè)數(shù)為1 156個(gè)，占總需求點(diǎn)個(gè)數(shù)的75.4%；每日被服務(wù)的車輛數(shù)為6 222輛，占總車輛數(shù)的75.7%；服務(wù)覆蓋面積占研究區(qū)域總面積58.87%。遠(yuǎn)不能服務(wù)研究區(qū)域內(nèi)95%以上的充電需求點(diǎn)。

在已有6個(gè)充電站站點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用模型Ⅰ依次增建充電站站點(diǎn)數(shù)量，得到了7～10個(gè)充電站站點(diǎn)分布、11個(gè)充電站站點(diǎn)建設(shè)分布及11個(gè)充電站站點(diǎn)覆蓋面，如圖5～7所示。將相關(guān)結(jié)果信息匯總在表5中。

圖5 7～10個(gè)充電站站點(diǎn)分布

圖6 11個(gè)充電站站點(diǎn)建設(shè)分布

圖7 11個(gè)充電站站點(diǎn)覆蓋面

表5 7～11個(gè)充電站站點(diǎn)詳細(xì)信息

由圖5～7和表5數(shù)據(jù)可知，已有的6個(gè)充電站站點(diǎn)不能服務(wù)研究區(qū)域內(nèi)95%以上的充電需求點(diǎn)。通過(guò)模型Ⅰ仿真結(jié)果得出：在原有的6個(gè)充電站站點(diǎn)基礎(chǔ)上，至少要增加5個(gè)充電站站點(diǎn)，才能服務(wù)研究區(qū)域內(nèi)95%以上的充電需求點(diǎn)。

3.3 最小化設(shè)施點(diǎn)模型

最小化設(shè)施點(diǎn)模型(模型Ⅱ)是以阻抗中斷值作為限制條件，使盡可能多的需求點(diǎn)被分配到所求解的充電站站點(diǎn)。在模型Ⅱ中“要選擇的設(shè)施點(diǎn)類別”屬性鍵不可用，52個(gè)可選充電站站點(diǎn)均作為備選項(xiàng)，進(jìn)而求解程序才能確定實(shí)現(xiàn)覆蓋范圍最大化時(shí)所需的設(shè)施點(diǎn)最少個(gè)數(shù)。

在ArcGIS10.7中，構(gòu)建了模型Ⅱ的充電站站點(diǎn)建設(shè)模型，充電站站點(diǎn)建設(shè)分布如圖8所示。

由圖8可知，若想滿足該區(qū)域充電站服務(wù)覆蓋面積最大化，且同時(shí)滿足95%以上的充電需求點(diǎn)，至少需要建設(shè)11個(gè)充電站。

4 充電站選址優(yōu)化分析與評(píng)價(jià)

4.1 經(jīng)營(yíng)者年綜合總成本

在參閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)營(yíng)者投資總成本主要包括建設(shè)成本Cj、土地成本Caj與運(yùn)維成本Coj3方面。以下對(duì)Cj、Caj與Coj做進(jìn)一步分析。

建設(shè)成本主要包括：站內(nèi)主要設(shè)備，如充電樁、電池維修設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等；充電站配套設(shè)施，如變壓器、配電柜、電纜等。因建站成本構(gòu)成因素復(fù)雜，現(xiàn)根據(jù)《GB 50966-2014電動(dòng)汽車充電站設(shè)計(jì)規(guī)范》、充電站建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)上報(bào)價(jià)以及文中的建設(shè)規(guī)模，設(shè)定大、中、小型充電站建設(shè)總成本分別為137萬(wàn)元、67萬(wàn)元和33萬(wàn)元。

在充電站建設(shè)過(guò)程中，區(qū)域間土地成本差異較大，因此應(yīng)考慮其土地成本，按照《城鎮(zhèn)土地估價(jià)規(guī)程》，單位面積土地成本為

Caj=cajsj

(2)

式中：caj為第j個(gè)充電站單位面積土地成本，令caj=1 000元·m-2(地區(qū)公共充電站站點(diǎn)建設(shè)用地按工業(yè)用地價(jià)格50%使用)；sj為第j個(gè)充電站占地面積，大、中、小型充電站站點(diǎn)規(guī)模分別為1 593 m2、708 m2、354 m2。

運(yùn)營(yíng)與維護(hù)成本主要包括設(shè)備維護(hù)費(fèi)、員工工資、設(shè)施損耗等，算式為

Coj=γ·Cj

(3)

式中：Coj為第j個(gè)充電站的年均運(yùn)維與維護(hù)成本；γ為折算系數(shù)，取值為0.1。

故經(jīng)營(yíng)者年綜合總成本C1的算式為

(4)

式中：Nj為第j個(gè)充電站站點(diǎn)是否建站，取值0或1；T為充電站運(yùn)營(yíng)年限，設(shè)定大、中、小型充電站運(yùn)營(yíng)年限均為15 a；r0為平均折舊率，取值為0.08。

根據(jù)充電站站點(diǎn)規(guī)模不同及式(2)～(4)所述，相應(yīng)投資成本數(shù)據(jù)如表6所示。依據(jù)充電站服務(wù)能力測(cè)算，將大、中、小型充電站每日服務(wù)能力分別設(shè)定為1 350輛、600輛、300輛。在模型Ⅰ和Ⅱ中11個(gè)充電站站點(diǎn)規(guī)模和成本數(shù)據(jù)如表7～8所示，模型Ⅰ和Ⅱ充電站站點(diǎn)經(jīng)營(yíng)者年綜合總成本為392.86萬(wàn)元和404.31萬(wàn)元。

表6 經(jīng)營(yíng)者投資成本數(shù)據(jù) 萬(wàn)元

表7 模型Ⅰ充電站站點(diǎn)規(guī)模和成本數(shù)據(jù)

4.2 充電站站點(diǎn)選址模型驗(yàn)證

通過(guò)Voronoi圖對(duì)模型輸出結(jié)果作進(jìn)一步驗(yàn)證，檢驗(yàn)Voronoi圖中各充電站站點(diǎn)覆蓋的充電需求點(diǎn)是否與模型輸出結(jié)果相同，從而驗(yàn)證結(jié)果可行性。模型Ⅰ和Ⅱ的充電站站點(diǎn)Voronoi如圖9～10所示。

表8 模型Ⅱ充電站站點(diǎn)規(guī)模和成本數(shù)據(jù)

由圖9～10可知，在基于充電點(diǎn)站點(diǎn)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)生成的Voronoi圖中，超過(guò)90%的需求點(diǎn)符合要求，所以可驗(yàn)證兩個(gè)模型輸出結(jié)果的可行性。

圖9 模型Ⅰ充電站站點(diǎn)Voronoi

圖10 模型Ⅱ充電站站點(diǎn)Voronoi

4.3 充電站服務(wù)水平評(píng)價(jià)

以充電站站點(diǎn)的需求點(diǎn)數(shù)、充電服務(wù)率和覆蓋面服務(wù)率3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)模型Ⅰ和模型Ⅱ中輸出的充電站站點(diǎn)分別進(jìn)行服務(wù)水平評(píng)價(jià)，以此驗(yàn)證模型輸出結(jié)果的合理性。算式為

充電站站點(diǎn)充電服務(wù)率=

充電站站點(diǎn)覆蓋面服務(wù)率=

在ArcGIS10.7中，以各充電站站點(diǎn)位置為中心，結(jié)合研究區(qū)域內(nèi)道路交通路網(wǎng)，生成電動(dòng)汽車行駛損耗時(shí)間為10 min的服務(wù)覆蓋面，具體相關(guān)結(jié)果如表9～10所示。

表9 模型Ⅰ充電站服務(wù)水平評(píng)價(jià)

表10 模型Ⅱ充電站服務(wù)水平評(píng)價(jià)

由表9～10可知，在電動(dòng)汽車行駛損耗10 min的服務(wù)覆蓋面內(nèi)，模型Ⅰ充電站站點(diǎn)的總服務(wù)覆蓋面為135.02 km2，占研究區(qū)域總面積的81.43%，滿足95.8%的充電需求點(diǎn)，站點(diǎn)平均充電服務(wù)率為75.07%。模型Ⅱ充電站站點(diǎn)的總服務(wù)覆蓋面為138.07 km2,占研究區(qū)域總面積的83.27%，滿足95.2%的充電需求點(diǎn)，站點(diǎn)平均充電服務(wù)率為69.1%。

5 結(jié) 論

文中從用戶需求角度出發(fā)，運(yùn)用ArcGIS對(duì)充電站選址進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建了模型Ⅰ和Ⅱ，并對(duì)模型輸出結(jié)果進(jìn)行量化對(duì)比分析。

1)通過(guò)經(jīng)營(yíng)者年綜合成本可知：模型Ⅰ年綜合總成本為392.86萬(wàn)元；模型Ⅱ年綜合總成本為404.31萬(wàn)元；運(yùn)營(yíng)年限為15 a，故模型Ⅱ建站總成本高出模型Ⅰ171.75萬(wàn)元。

2)模型Ⅰ的服務(wù)覆蓋面積率提升22.56%，被服務(wù)的充電需求點(diǎn)數(shù)量占比提升20.4%，兩個(gè)模型輸出結(jié)果都能很好地契合Voronoi圖。模型Ⅱ輸出結(jié)果相較于模型Ⅰ而言，站點(diǎn)覆蓋面服務(wù)率提升了1.84%，但站點(diǎn)平均充電服務(wù)率下降了5.97%，主要原因是模型Ⅱ致力于站點(diǎn)服務(wù)覆蓋面最大化，忽略了需求點(diǎn)分布密度，所以站點(diǎn)平均充電服務(wù)率低于模型Ⅰ。綜合考慮充電站建站成本和服務(wù)水平評(píng)價(jià)可知，模型Ⅰ結(jié)果優(yōu)于模型Ⅱ。

3)在原有充電站站點(diǎn)基礎(chǔ)上，以詳盡數(shù)據(jù)為依托，將充電站選址進(jìn)行優(yōu)化，使模型輸出結(jié)果更貼近實(shí)際。后續(xù)會(huì)通過(guò)大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)方法對(duì)充電站快速和慢速充電樁分配定容做進(jìn)一步研究。