新能源汽車充電站選址分析

撒飛旺 陸博興 周江林 江祥濤 劉平清

摘?要：近年來隨著新能源汽車的興起與發展，新能源汽車占據的市場份額逐年提高，未來將指導汽車、能源產業轉型升級，成為必然發展趨勢。本文對貴州省六盤水市鐘山區進行新能源汽車充電站選址問題進行分析研究，最終選定最優方案。首先，綜合考量區域內的發展潛力，建立評價指標體系，運用模糊綜合評價法計算綜合得分，在劃定的三個區域內選出最優候選區域。其次，研究初期，作者進行了大量的文獻查閱和資料收集，并實地考察了六盤水市區當前已建成的充電站。最后，從地理位置、經濟發展以及充電站服務三個方面對劃分出的三個區域進行檢驗，通過專家評分法、層次分析法、模糊綜合評價法得出可行方案，達到研究目的。結論表明：本文模型在研究選址問題上表現出極高的適用性，并得出充電站建設選址在中城區最優。

關鍵詞：專家評分法;層次分析法;模糊綜合評價法;新能源汽車;選址

1?緒論

目前有許多學者通過建模和分析，對選址問題進行了研究，并提出了有效的決策。任其亮[1]等。采用熵權模糊物元法對充電站選址的影響因素進行量化，形成了一套較為系統、完善的充電站選址方法;彭澤軍[2]等。通過研究將云重心理論應用在新能源充電站選址評價方法中;邵賽[3]等運用logit方法構建模型，從等待時間和里程極限兩方面，闡述競爭充電站選址問題，得到最優選址方案;李思悅[4]將層次分析法和模糊綜合評價法相結合，構建模糊層次評價模型對電動汽車服務管理能力進行評價，并形成了研究電動汽車服務管理的方法;牛立偉[5]結合經典消費行為理論，構建新能源汽車購買意愿影響因素的理論模型，并提出指導政策建議;從優化方法的角度來看，有學者利用該算法對原問題進行拆分，以降低單個問題求解的難度。張進[6]采用灰色模型和改進的雞群優化算法，研究了基于電動汽車保有量預測的充電站布局規劃和充電站布局優化;王輝[7]等超效率數據包絡分析評價方法將多目標問題轉化為單目標問題，并利用改進的二進制粒子群優化算法解決單目標問題;湯憲剛[8]等利用粒子群優化算法的全局尋優能力，結合加權Voronoi圖，進行充電站選址和服務區域劃分的優化規劃;從提出解決方案方面看，陳光[9]等利用Pareto最優前沿分析提出了考慮碳排放的充電站選址方案;劉志鵬[10]等提出了一種考慮地理因素和服務半徑的兩步篩選方法，從而確定充電站候選選址;從方法的應用和評價來看，葛少云[11]等研究了美國如何通過減稅支持其發展，日本依靠尖端技術，歐盟設立專項基金。張成和滕歡[12]分別從經濟、服務方面選取4個評價指標對充電站選址和整體經濟貢獻率進行了評價。劉書景[13]等人針對高速立交樞紐選址中存在的問題，通過簡單的實例分析計算，證明了模糊層次分析法（FAHP）應用于高速立交樞紐選址的可行性和有效性。張吉軍[14]分析指出AHP存在的不足，并闡述FAHP的原理及實施步驟。通過文獻分析，發現目前的選址問題有多種研究方法。到2020年，六盤水市新能源汽車數量將達到7941輛，新建充電樁7264個，設有16個充電站，總投資1.98億元。通過實地調查得出六盤水市鐘山區的新能源汽車充電站建設相對匱乏。

本文主要通過六盤水市統計局，收集鐘山區2014-2018年度相關數據，對數據進行統計分析，挖掘數據中的有效信息，為之后的專家評分法和模糊綜合評價法提供較為客觀的依據，對后續選擇最優方案做準備，同時，為六盤水市鐘山區新能源汽車充電站選址提供有效的依據。

2?理論基礎

2.1?模糊層次分析的定義

模糊層次分析法（FAHP）具有量化指標功能，提供最優方案，在眾多領域均有應用。

2.2?模糊互補判斷矩陣的建立

將選取出來的各定性指標進行量化表示：

（2.1）

如果其具有如下性質：

（2.2）

（2.3）

根據式2.2、2.3，因素兩兩比較，則得到式2.4

（2.4）

各因素的互判矩陣計算公式如2.5所示：

（2.5）

2.3各因素權重值的合理性檢驗

在判斷權重值的合理性時，還需滿足模糊判斷矩陣的一致性檢驗，式2.6利用相容性對矩陣進行檢驗：

定義1：若矩陣和均為判斷矩陣，則稱

3模糊層次分析法實施步驟????Ⅰ：深入分析選址研究問題，確定各指標之間的邏輯關系，構建多層次結構模型。????Ⅱ：對同級（級別）及以上的影響因素進行成對比較，依據評價標準確定其相對重要性，建立模糊判斷矩陣。????Ⅲ：經過計算確定各個因素的重要級別。????Ⅳ：通過計算出各影響因素的權重，進而計算出備選方案的綜合得分，從而為研究者選擇最優選址方案提供合理有效參考。

4實證分析及模型應用

4.1新能源汽車充電站選址決策

4.1.1構建選址評價指標體系

新能源汽車充電站作為一個新興產業，是未來汽車發展必然趨勢的體現。其在城市發展多方面有著舉足輕重的地位。由于充電站的特殊建設，對選址有一定的要求。本文根據六盤水市中山區的社會經濟、充電服務和地理位置，選取影響充電站選址的12個因素作為評價指標，構建了指標體系的層次結構。如表1所示。

4.1.2建立判斷矩陣

本文將層次分析法用于新能源汽車充電站選址，其中涉及到房價、充電站充電樁數量、能滿足充電需求的重要性等眾多因素。由于因素間包含交互效應，在探討各因素重要度時，難以識別其顯著影響。故本文采用3標度法構造判斷矩陣，解決上述問題。