熊 剛,陳琪琪
(福建星云電子股份有限公司,福建 福州 350000)
2020 年在新冠肺炎疫情的肆虐下,全球車(chē)輛銷(xiāo)量下滑五分之一,電動(dòng)汽車(chē)逆勢(shì)暴增43%,達(dá)到了324 萬(wàn)輛的總銷(xiāo)量。充電樁、換電站等配套設(shè)施越來(lái)越完善,但是很多新能源車(chē)主會(huì)經(jīng)常遇到一個(gè)問(wèn)題,例如總有燃油車(chē)占用充電車(chē)位,以及其他新能源汽車(chē)在完成充電操作后未及時(shí)駛離車(chē)位,使得急迫需要減少新能源充電車(chē)位被占用的問(wèn)題。
停車(chē)場(chǎng)主要分為純充電車(chē)位停車(chē)場(chǎng)與電動(dòng)車(chē)、燃油車(chē)混合停車(chē)場(chǎng),純充電車(chē)位停車(chē)場(chǎng)所有停車(chē)位都具有充電樁,可直接拒絕非充電車(chē)入場(chǎng),并根據(jù)是否能充電區(qū)別征收停車(chē)費(fèi),控制較容易、實(shí)現(xiàn)充電站管理系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單,但缺少計(jì)費(fèi)策略來(lái)限制車(chē)位占用的情況。
電動(dòng)車(chē)、燃油車(chē)混合停車(chē)場(chǎng),一部分車(chē)位具有充電樁,其他車(chē)位沒(méi)有充電樁?;旌贤\?chē)場(chǎng)國(guó)內(nèi)較多,如:星云股份推出的儲(chǔ)能式充電站基本部署在現(xiàn)有普通停車(chē)場(chǎng),與燃油車(chē)共用一套停車(chē)場(chǎng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。整體計(jì)費(fèi)更加復(fù)雜,更難實(shí)現(xiàn)減少占位。但也缺少計(jì)費(fèi)策略限制車(chē)位占用的情況。
針對(duì)混合停車(chē)場(chǎng)當(dāng)前存在的問(wèn)題,為了減少充電車(chē)位的占用時(shí)間,提高社會(huì)資源利用率,開(kāi)展區(qū)別、分段時(shí)間計(jì)費(fèi)策略的研究,本文將提供一種計(jì)費(fèi)策略的設(shè)計(jì)方法及思路。
混合停車(chē)場(chǎng)基礎(chǔ)計(jì)費(fèi)模式與先前一致,具有出入口攝像頭、出入口道閘設(shè)備,停車(chē)場(chǎng)計(jì)費(fèi)云負(fù)責(zé)扣費(fèi)。
充電部分中,每個(gè)充電樁具有一個(gè)獨(dú)立攝像頭,可以拍攝車(chē)位上停放車(chē)輛的類(lèi)型及車(chē)牌號(hào),并與充電管理云服務(wù)器無(wú)線(xiàn)相連。充電管理云服務(wù)器再與停車(chē)場(chǎng)計(jì)費(fèi)云服務(wù)器進(jìn)行通信。
在不改變現(xiàn)有停車(chē)場(chǎng)的情況下,通過(guò)在充電樁上增加攝像頭來(lái)識(shí)別占用情況,充電管理云服務(wù)器將信息同步到停車(chē)場(chǎng)計(jì)費(fèi)云服務(wù)器,從而實(shí)現(xiàn)我們的計(jì)費(fèi)策略。停車(chē)場(chǎng)架構(gòu)如圖1 所示。
圖1 停車(chē)場(chǎng)架構(gòu)圖
nf:停車(chē)場(chǎng)中普通停車(chē)位總數(shù)量;
ne:停車(chē)場(chǎng)中充電停車(chē)位總數(shù)量;
nfl:當(dāng)前停車(chē)場(chǎng)中普通停車(chē)位的空閑數(shù)量;
nel:當(dāng)前停車(chē)場(chǎng)中充電停車(chē)位的空閑數(shù)量。
vin:車(chē)牌識(shí)別號(hào);
ts:車(chē)輛駛?cè)胪\?chē)場(chǎng)時(shí)刻,初始值為0;
te:車(chē)輛駛出停車(chē)場(chǎng)時(shí)刻,初始值為0;
tns:車(chē)輛停泊充電停車(chē)位起始時(shí)刻,初始值為0;
tne:車(chē)輛駛離充電停車(chē)位結(jié)束時(shí)刻,初始值為0;
tp:當(dāng)前時(shí)刻;
t:當(dāng)前時(shí)刻車(chē)輛在停車(chē)場(chǎng)內(nèi)停留時(shí)間,普通停車(chē)位t=tp
ts;充電停車(chē)位t=tp-tns。
統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)(以30 天為例),停車(chē)場(chǎng)一天各個(gè)時(shí)段普通停車(chē)位的使用率u1與充電停車(chē)位的使用率u2,并繪制相應(yīng)的使用率曲線(xiàn),如圖2 所示。
圖2 停車(chē)場(chǎng)停車(chē)位使用率曲線(xiàn)圖
基于歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的普通停車(chē)位使用率u1及充電停車(chē)位使用率u2,設(shè)定高峰時(shí)段普通停車(chē)位使用率閾值TRu1、高峰時(shí)段充電停車(chē)位使用率閾值TRu2。即當(dāng)前時(shí)刻u1≥TRu1,則表示當(dāng)前普通停車(chē)占用率高;當(dāng)前時(shí)刻u2≥TRu2,則表示當(dāng)前充電停車(chē)占用率高;此外,在時(shí)間維度上,依據(jù)TRu1及TRu2可采取差別化計(jì)時(shí)收費(fèi)。
普通停車(chē)位,停車(chē)時(shí)間t∈[0min ɑmin),停車(chē)不收費(fèi)。停車(chē)時(shí)間t∈[ɑ min ɑ+△Tmin],按p2/h 收費(fèi)。停車(chē)超過(guò)a+△Tmin 后,若當(dāng)前普通停車(chē)位使用率u1高于TRu1,按照階梯價(jià)格△p/△T1的增幅遞增,遞增周期為3*△T1,遞增后的價(jià)格為p3/h。若當(dāng)前普通停車(chē)位使用率小于或等于TRu1則按照p1/h 收費(fèi)。普通停車(chē)位計(jì)費(fèi)曲線(xiàn)pf如圖3 所示。
圖3 普通停車(chē)位計(jì)費(fèi)曲線(xiàn)圖
普通停車(chē)位計(jì)時(shí)、計(jì)費(fèi)函數(shù)表達(dá)式如式(4)、式(5)所示,停車(chē)總費(fèi)Pf用如式(6)所示:
充電停車(chē)位,停車(chē)時(shí)間t∈[0min βmin),停車(chē)不收費(fèi),其中β 為新能源汽車(chē)免費(fèi)時(shí)長(zhǎng)。停車(chē)時(shí)間t∈[βmin β+b*△Tnmin],按pn2/h 收費(fèi),其中,△Tn為新能源汽車(chē)滿(mǎn)充預(yù)估時(shí)間,b(b>1)為滿(mǎn)充裕度系數(shù)。停車(chē)超過(guò)β+b*△Tnmin 后,若當(dāng)前新能源停車(chē)位使用率u2高于TRu2,則按照Pm/h 收費(fèi),且按照階梯價(jià)格△p1/△Tn1的降幅遞減,遞減周期為3*△Tn1,遞減后的價(jià)格為pn3;若當(dāng)前新能源停車(chē)位使用率u2小于或等于TRu2則按照pn1/h 收取停車(chē)費(fèi)用。充電停車(chē)位計(jì)費(fèi)曲線(xiàn)如圖4 所示。
圖4 充電停車(chē)位計(jì)費(fèi)曲線(xiàn)圖
新能源汽車(chē)在充電停車(chē)位上進(jìn)行充電后,還需收取相應(yīng)的充電電費(fèi)Pc及充電服務(wù)費(fèi)Ps。其中,充電電費(fèi),按照峰谷分時(shí)電價(jià),對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電量進(jìn)行計(jì)費(fèi),計(jì)費(fèi)曲線(xiàn)如圖5 中pc/kW·h 所示;使用充電設(shè)備而產(chǎn)生的服務(wù)費(fèi)按照ps/kW·h 進(jìn)行計(jì)費(fèi),充電費(fèi)服務(wù)費(fèi)曲線(xiàn)如圖5 所示。
圖5 充電費(fèi)服務(wù)費(fèi)曲線(xiàn)圖
新能源汽車(chē)在充電停車(chē)位上產(chǎn)生的充電費(fèi)及服務(wù)費(fèi)合計(jì)為Psum:
式(10)中,p(t)為充電樁輸出實(shí)時(shí)功率kW。
停車(chē)場(chǎng)停車(chē)計(jì)費(fèi)策略及計(jì)費(fèi)規(guī)則中相關(guān)參數(shù)的說(shuō)明如表1 所示。
表1 停車(chē)計(jì)費(fèi)策略相關(guān)參數(shù)表
依據(jù)表1 中的參數(shù)值及相應(yīng)的計(jì)費(fèi)規(guī)則,可動(dòng)態(tài)計(jì)算出當(dāng)前燃油車(chē)、新能源電動(dòng)汽車(chē)在停車(chē)場(chǎng)的停車(chē)費(fèi)用。此外,表1 中的參數(shù)取值,可隨統(tǒng)計(jì)歷史數(shù)據(jù)、節(jié)假活動(dòng)、物業(yè)政策等作相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整。
實(shí)際生活中,常出現(xiàn)停車(chē)亂放現(xiàn)象,依據(jù)停車(chē)類(lèi)型及計(jì)費(fèi)規(guī)則的組合策略,以期達(dá)到規(guī)范停車(chē)秩序的目的。表2 為停車(chē)位計(jì)費(fèi)策略表,表中R1,R2,R3 為相應(yīng)計(jì)費(fèi)規(guī)則,字符Y 表示該停車(chē)類(lèi)型下的計(jì)費(fèi)規(guī)則有效;N 表示該停車(chē)類(lèi)型下的計(jì)費(fèi)規(guī)則無(wú)效。
表2 停車(chē)位計(jì)費(fèi)策略表
表2 中序號(hào)2 的計(jì)費(fèi)策略,aa 為燃油車(chē)違規(guī)占用充電停車(chē)位的懲罰系數(shù);表2 中序號(hào)3 的計(jì)費(fèi)策略,新能源車(chē)停放在普通停車(chē)位,則停車(chē)計(jì)費(fèi)按照燃油車(chē)計(jì)費(fèi)規(guī)則執(zhí)行。
本文從混合停車(chē)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)歷史數(shù)據(jù)出發(fā),提出了一種峰谷差別化計(jì)費(fèi)策略。高峰時(shí)刻,超時(shí)停車(chē)后的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)提高;低峰時(shí)刻,超時(shí)停車(chē)仍遵守常規(guī)停車(chē)計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。
針對(duì)占位問(wèn)題,設(shè)計(jì)并研究一套混合式停車(chē)場(chǎng)與智能計(jì)費(fèi)系統(tǒng),通過(guò)停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)可識(shí)別充電車(chē)位占用狀態(tài)。通過(guò)計(jì)費(fèi)規(guī)則保證新能源車(chē)主充電停車(chē)計(jì)費(fèi)體驗(yàn)感,通過(guò)區(qū)別計(jì)費(fèi)有效縮短非充電車(chē)位的占用時(shí)長(zhǎng),以減少車(chē)位占用時(shí)間、提高社會(huì)資源利用率,具有推廣應(yīng)用價(jià)值。