專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)電池充換電站技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車(chē)個(gè)體的行為以及聚集成規(guī)?；蟮男袨樘匦耘c規(guī)律對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)服務(wù)體系的研究建設(shè)以及充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)等都具有重要影響。通過(guò)研究探索電動(dòng)汽車(chē)的行為特性，掌握與之吻合的電動(dòng)汽車(chē)出行特征數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)多樣化、個(gè)性化的增值服務(wù)提供依據(jù)，并可為電動(dòng)汽車(chē)及充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)以及交通市政等基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展規(guī)劃提供決策依據(jù)。電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特征的時(shí)空對(duì)應(yīng)關(guān)系多是離散的，在時(shí)間和空間上具有跨多尺度的 特點(diǎn)。此外，電動(dòng)汽車(chē)的行為特性與電動(dòng)汽車(chē)使用者的日常生活習(xí)慣、充換電基礎(chǔ)設(shè)施、市政交通系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)自身的性能、城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等眾多因素相關(guān)，這些因素大多都具有強(qiáng)不確定性。因而電動(dòng)汽車(chē)的行為特性分析是一類(lèi)多時(shí)空尺度、具有強(qiáng)不確定性特征的問(wèn)題。采用結(jié)構(gòu)方程模型SEM (Structural Equation Modeling)可以較好的解決這類(lèi)問(wèn)題。電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特征的時(shí)空對(duì)應(yīng)關(guān)系多是離散的，在時(shí)間和空間上具有跨多尺度的特點(diǎn)，此外，電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行特性受諸多因素的影響，如電動(dòng)汽車(chē)的電池性能、電動(dòng)汽車(chē)使用者的活動(dòng)特性、城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及配套電網(wǎng)及充換電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)等，且這些因素相互影響，具有很強(qiáng)的不確定性，為了掌握電動(dòng)汽車(chē)規(guī)?；\(yùn)行的總體特征，需要對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的行為特性進(jìn)行仿真與實(shí)證研究。電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性預(yù)測(cè)分析模型基于整合電動(dòng)汽車(chē)出行活動(dòng)時(shí)空概率、交通流量分布規(guī)律、停車(chē)需求機(jī)理、動(dòng)力電池能效及壽命管理、充換電需求時(shí)空變化以及電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性與活動(dòng)特性等相關(guān)因素，將這些因素進(jìn)行特征量耦合仿真，把電動(dòng)汽車(chē)離散化的行為方式最大限度的連續(xù)化表征，提出電動(dòng)汽車(chē)規(guī)?；\(yùn)行條件下的群體及個(gè)體時(shí)空特征關(guān)系、電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程與能效特性、充換電需求等特性的數(shù)學(xué)描述，為電動(dòng)汽車(chē)智能駕駛輔助、狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)、專(zhuān)家決策系統(tǒng)等提供數(shù)據(jù)和方法支撐。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，該方法采用結(jié)構(gòu)方程進(jìn)行建模有效的反應(yīng)電動(dòng)汽車(chē)的出行特性，揭示出行行為和活動(dòng)參與的之間的相互因果關(guān)系，為電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)營(yíng)發(fā)展提供重要的依據(jù)。本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，所述方法包括下述步驟A、描述電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)；B、選取電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)變量；
C、確定電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素之間的相互關(guān)系；D、采用結(jié)構(gòu)方程運(yùn)算系統(tǒng)建立電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素模型，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素模型參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，考察計(jì)算的擬合度；E、確定電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的最終影響因素。其中，所述步驟A中，通過(guò)所述電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估電動(dòng)汽車(chē)用戶特性；所述電動(dòng)汽車(chē)用戶特性包括電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性、電動(dòng)汽車(chē)用戶的活動(dòng)特性、電動(dòng)汽車(chē)自身的性能和電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行的環(huán)境屬性。其中，所述步驟B中，所述電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)變量包括內(nèi)部變量和外部變量；所述外部變量是指電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性、電動(dòng)汽車(chē)自身屬性以及電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行的環(huán)境屬性；所述內(nèi)部變量是指電動(dòng)汽車(chē)用戶的活動(dòng)特性和電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行特性。
其中，所述電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性是指?jìng)€(gè)人特征和家庭特征的集合；所述個(gè)人特征包括年齡特征、性別特征和職業(yè)身份特征；所述家庭特征包括家庭人口數(shù)特征、交通工具擁有量特征和家庭收入特征。其中，所述性別特征包括男性樣本和女性樣本；男性使用電動(dòng)汽車(chē)出行強(qiáng)度大于女性使用電動(dòng)汽車(chē)出行強(qiáng)度。其中，所述職業(yè)身份為全日制工作者和全日制無(wú)工作者；全日制工作者包括工人、服務(wù)員、公務(wù)員、職員和個(gè)體勞動(dòng)者；全日制無(wú)工作者包括無(wú)業(yè)、離退休及其他職業(yè)的群體。其中，所述電動(dòng)汽車(chē)自身屬性包括a、最大續(xù)航里程電動(dòng)汽車(chē)充滿電一次到用盡電池所有電量所行駛的最大里程；b、最高時(shí)速電動(dòng)汽車(chē)加速后最大的時(shí)速；C、故障及維修保養(yǎng)電動(dòng)汽車(chē)用于定期維修保養(yǎng)的時(shí)間、次數(shù)，以及每年用于故障維修的平均次數(shù)和時(shí)間。其中，所述電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行的環(huán)境屬性包括i、充換電基礎(chǔ)設(shè)施充電設(shè)施在電動(dòng)汽車(chē)用戶活動(dòng)區(qū)域內(nèi)的分布情況，包括充電設(shè)施的所在的地點(diǎn)和供充電的設(shè)備的數(shù)量；ii、城市交通擁堵情況電動(dòng)汽車(chē)用戶活動(dòng)區(qū)域內(nèi)的路段在時(shí)間段內(nèi)的路況；將路段的擁堵程度用擁堵系數(shù)表示，擁堵系數(shù)=平均占有率/平局速度；iii、政策支撐條件政府對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的使用的支撐力度，包括電動(dòng)汽車(chē)的節(jié)能補(bǔ)貼、充換電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、電動(dòng)汽車(chē)使用的宣傳情況、向使用電動(dòng)汽車(chē)的用戶發(fā)放問(wèn)卷和評(píng)價(jià)城市的政策力度。其中，所述電動(dòng)汽車(chē)用戶的活動(dòng)特性包括I)使用電動(dòng)汽車(chē)上下班的生存活動(dòng)每天以工作生存出行為目的出行次數(shù)都記為上下班的活動(dòng)；2)使用電動(dòng)汽車(chē)休閑的活動(dòng)以非相關(guān)工作休閑出行為目的的出行所產(chǎn)生的居民活動(dòng)，包括生活購(gòu)物、文體娛樂(lè)、探親訪友、看病；3)居家活動(dòng)不出行和以返程為目的的出行所產(chǎn)生的居民活動(dòng)歸為居家活動(dòng)。其中，所述電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行特性包括I、電動(dòng)汽車(chē)的出行行為特征電動(dòng)汽車(chē)的出行次數(shù)以個(gè)體一天電動(dòng)汽車(chē)出行次數(shù)作為參照指標(biāo)；
II、電動(dòng)汽車(chē)日出行時(shí)耗一天中使用電動(dòng)汽車(chē)出行時(shí)耗的累加，以分鐘為單位；III、電動(dòng)汽車(chē)日出行里程一天中總電動(dòng)汽車(chē)共出行里程的累加，以公里為單位；IV、電動(dòng)汽車(chē)日充換電次數(shù)電動(dòng)汽車(chē)使用一天當(dāng)中進(jìn)行充電或者更換電池的次數(shù)，是觀測(cè)樣本內(nèi)的平均數(shù)；V、出行鏈數(shù)量選取出行者的出行鏈個(gè)數(shù)指標(biāo)描述,為動(dòng)態(tài)變量；所述出行鏈個(gè)數(shù)是指出行者每天完成完整的出行鏈，即從家出行再返回家的過(guò)程；VI、小汽車(chē)的出行分擔(dān)率通過(guò)居民一天內(nèi)使用電動(dòng)汽車(chē)總次數(shù)除以居民出行總次數(shù)求得，用百分比表示；VII、電動(dòng)汽車(chē)出行時(shí)間分布表征電動(dòng)汽車(chē)出行的時(shí)間點(diǎn)分布，為動(dòng)態(tài)變量。
其中，所述步驟C中，確定電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素之間的相互關(guān)系，即以居民活動(dòng)參與變量為電動(dòng)汽車(chē)用戶社會(huì)屬性、電動(dòng)汽車(chē)自身性能和電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行環(huán)境屬性作為參數(shù)的函數(shù)，模擬與居民活動(dòng)的之間的聯(lián)系，并結(jié)合居民活動(dòng)持續(xù)時(shí)間與外出活動(dòng)持續(xù)時(shí)間的之間的平衡關(guān)系。其中，所述方法的一般方程模型為外生變量和內(nèi)生變量之間的路徑關(guān)系，用下述表達(dá)式①表不:y=By +「X +(①；y-內(nèi)部變量，p個(gè)內(nèi)部變量表示為pX I的向量數(shù)組；X-是內(nèi)生變量，由外源指標(biāo)組成的向量表示；B-是內(nèi)生變量間的關(guān)系，由隨機(jī)聯(lián)系矩陣表示；r -是外生變量對(duì)內(nèi)生變量的影響，由直接隨機(jī)效應(yīng)矩陣表示；(-是結(jié)構(gòu)方程的殘差項(xiàng)，反映I在方程中未能解釋的部分。其中，所述步驟D中，所述結(jié)構(gòu)方程模型的參數(shù)是通過(guò)基于協(xié)方差的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；結(jié)構(gòu)方程模型的參數(shù)計(jì)算求樣本協(xié)方差矩陣和模型協(xié)方差矩陣之間的差值最??；定義O為所述X的協(xié)方差矩陣；定義W為(的協(xié)方差矩陣，定義下述表達(dá)式②E = E (0)②；其中E表示觀測(cè)變量的總體協(xié)方差矩陣；由所述參數(shù)B、r、CD和屯求得；采用最小化二乘法評(píng)估參數(shù)9。其中，所述步驟D中，利用運(yùn)算系統(tǒng)將采樣好的變量數(shù)據(jù)輸入運(yùn)算系統(tǒng)，選擇最小二乘法對(duì)模型進(jìn)行求解，最終從計(jì)算結(jié)果表中得到影響關(guān)系，所述影響關(guān)系包括直接影響、間接影響和總影響。其中，所述步驟E中，采用模擬檢驗(yàn)方法的結(jié)果顯示模型運(yùn)算的模擬度，觀測(cè)擬合度并調(diào)整擬合度，以及方差和均方根，最終查看臨界值，如果臨界值超過(guò)200，認(rèn)定模型擬合度最優(yōu)；確定電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的最終影響因素關(guān)系。其中，電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的最終影響因素包括外部變量的電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性和內(nèi)部變量的使用電動(dòng)汽車(chē)上下班的生存活動(dòng)時(shí)間和居家活動(dòng)持續(xù)時(shí)間；則電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的最終影響因素關(guān)系為電動(dòng)汽車(chē)活動(dòng)特性與電動(dòng)汽車(chē)用戶社會(huì)屬性以及電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特征之間的影響因素關(guān)系。其中，所述電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性包括性別特征、年齡特征、職業(yè)特征、家庭收入特征和交通工具擁有量特征。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是I本發(fā)明對(duì)影響電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了全面的調(diào)研，掌握了電動(dòng)汽車(chē)用戶的作用機(jī)制和決策路徑，分析了電動(dòng)汽車(chē)自身屬性和運(yùn)行環(huán)境對(duì)電動(dòng)汽車(chē)用戶出行的具體影響關(guān)系，得出了不同身份不同年齡的用戶的出行規(guī)律，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電機(jī)在城市中的布置以及數(shù)量提供了參考依據(jù)，同時(shí)也對(duì)電動(dòng)汽車(chē)換電模式提供了研究依據(jù)；2.本發(fā)明研究了電動(dòng)汽車(chē)多方面的影響因素，選取了大量的變量，對(duì)模型計(jì)算的擬合度進(jìn)行了很好控制，提供的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較高；3.對(duì)計(jì)算結(jié)果分析可以提供具體的影響結(jié)果，為電動(dòng)汽車(chē)規(guī)模化發(fā)展提供了依據(jù)。


圖I是本發(fā)明提供的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)描述示意圖；圖2是本發(fā)明提供的電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)方程模型A的示意圖；圖3是本發(fā)明提供的電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)方程模型B的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。 本發(fā)明提供的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法中，影響電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行的因素主要包括電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性、電動(dòng)汽車(chē)用戶的活動(dòng)特性、電動(dòng)汽車(chē)自身的性能和電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行的環(huán)境屬性。采用結(jié)構(gòu)方程進(jìn)行建模有效的反應(yīng)電動(dòng)汽車(chē)的出行特性，揭示出行行為和活動(dòng)參與的之間的相互因果關(guān)系，為電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)營(yíng)發(fā)展提供重要的依據(jù)。本發(fā)明提供的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法包括下述步驟A、描述電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)本發(fā)明提供的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)描述如圖I所示，電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)揭示電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性、電動(dòng)汽車(chē)自身性能以及電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行環(huán)境如何影響電動(dòng)汽車(chē)的使用，電動(dòng)汽車(chē)擁有者在居家和外出之間具備怎樣的聯(lián)系，最后通過(guò)對(duì)模型系統(tǒng)中的直接影響、間接影響和總影響的檢驗(yàn)，可能了解到哪些信息，用于評(píng)估電動(dòng)汽車(chē)用戶特性。B、選取電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)變量，即選取電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的影響因素電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)變量包括外部變量和內(nèi)部變量；外部變量是指電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性、電動(dòng)汽車(chē)自身屬性以及電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行環(huán)境；內(nèi)部變量是指電動(dòng)汽車(chē)用戶的活動(dòng)特性和電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行特性。(一)電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性是一系列個(gè)人特征和家庭特征的集合。個(gè)人特征包括年齡特征、性別特征和職業(yè)身份特征；家庭特征包括家庭人口數(shù)特征、交通工具擁有量特征和家庭收入特征等。下面對(duì)各個(gè)特征具體描述年齡特征用于研究的時(shí)間數(shù)據(jù)樣本為調(diào)查樣本中年齡層為18-60歲的成年人出行樣本，年齡構(gòu)成的比例成正態(tài)分布，平均年齡38歲，標(biāo)準(zhǔn)差為9. 5歲。性別特征性別特征有效樣本應(yīng)該包括男性樣本，女性樣本，男女比例為，在電動(dòng)汽車(chē)出行次數(shù)上男性高于女性，相應(yīng)的分擔(dān)率和時(shí)耗上也有差值，男性使用電動(dòng)汽車(chē)出行強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于女性。職業(yè)身份特征這里調(diào)查為全日制工作者包括工人、服務(wù)員、公務(wù)員、職員、個(gè)體勞動(dòng)者，以及全日制無(wú)工作者無(wú)業(yè)、離退休及其他職業(yè)的群體。家庭人口數(shù)特征擁有電動(dòng)汽車(chē)家庭平均人口為3. 36人，三口之家；交通工具擁有量特征以家庭為單元擁有汽車(chē)的數(shù)量和電動(dòng)汽車(chē)的數(shù)量；家庭年收入特征擁有電動(dòng)汽車(chē)的家庭年收入總和，超過(guò)5萬(wàn)元的作為統(tǒng)計(jì)對(duì)象。(二)電動(dòng)汽車(chē)自身屬性包括a、最大續(xù)航里程電動(dòng)汽車(chē)充滿電一次到用盡電池所有電量所行駛的最大里程；
b、最高時(shí)速電動(dòng)汽車(chē)加速后最大的時(shí)速；C、故障及維修保養(yǎng)電動(dòng)汽車(chē)用于定期維修保養(yǎng)的時(shí)間、次數(shù)，以及一年中用于故障維修的平均次數(shù)和時(shí)間。(三)電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行的環(huán)境屬性i、充換電基礎(chǔ)設(shè)施充電設(shè)施在電動(dòng)汽車(chē)用戶活動(dòng)區(qū)域內(nèi)的分布情況，包括充電設(shè)施的所在的地點(diǎn)和可供充電的設(shè)備的數(shù)量；ii、城市交通擁堵情況交通擁堵情況主要來(lái)自于城市市政管理部門(mén)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，主要是電動(dòng)汽車(chē)用戶活動(dòng)區(qū)域內(nèi)的路段在某時(shí)段內(nèi)的路況。對(duì)路段的暢通記為100%，將路段的擁堵程度按照比例進(jìn)行折算；iii、政策支撐條件政府對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的使用的支撐力度，例如電動(dòng)汽車(chē)的節(jié)能補(bǔ)貼，充換電相關(guān)設(shè)施的建設(shè)，電動(dòng)汽車(chē)的使用的宣傳情況，發(fā)放問(wèn)卷，綜合評(píng)價(jià)某一城市的政策力度。(四)電動(dòng)汽車(chē)用戶的活動(dòng)特性包括I)使用電動(dòng)汽車(chē)上下班的生存活動(dòng)每天以工作生存出行為目的出行次數(shù)都記為上下班的活動(dòng)；2)使用電動(dòng)汽車(chē)休閑的活動(dòng)以非相關(guān)工作休閑出行為目的的出行所產(chǎn)生的居民活動(dòng)，包括生活購(gòu)物、文體娛樂(lè)、探親訪友、看?。?)居家活動(dòng)不出行和以返程為目的的出行所產(chǎn)生的居民活動(dòng)歸為居家活動(dòng)。(五)電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行特性居民電動(dòng)汽車(chē)的個(gè)體行為特征即電動(dòng)汽車(chē)的使用特性，可以用電動(dòng)汽車(chē)的出行次數(shù)，電動(dòng)汽車(chē)的出行時(shí)間、電動(dòng)汽車(chē)的出行鏈以及電動(dòng)汽車(chē)的出行分擔(dān)率等變量來(lái)描述。I、電動(dòng)汽車(chē)的出行行為特征電動(dòng)汽車(chē)的出行次數(shù)以個(gè)體一天電動(dòng)汽車(chē)出行次數(shù)作為參照指標(biāo)；II、電動(dòng)汽車(chē)日出行時(shí)耗一天中使用電動(dòng)汽車(chē)出行時(shí)耗的累加，以分鐘為單位；電動(dòng)汽車(chē)出行時(shí)耗可以準(zhǔn)確的量化，是電動(dòng)汽車(chē)使用特性的一個(gè)重要組成部分。III、電動(dòng)汽車(chē)日出行里程一天中總電動(dòng)汽車(chē)共出行里程的累加，以公里為單位；電動(dòng)汽車(chē)出行里程可以準(zhǔn)確的量化。IV、電動(dòng)汽車(chē)日充換電次數(shù)電動(dòng)汽車(chē)使用一天當(dāng)中進(jìn)行充電或者更換電池的次數(shù)，是一個(gè)周期內(nèi)的平均數(shù)；V、出行鏈數(shù)量選取出行者出行鏈的個(gè)數(shù)指標(biāo)描述,為動(dòng)態(tài)變量；其中出行鏈個(gè)數(shù)是出行者每天完成幾個(gè)完整的出行鏈，即有幾個(gè)從家出行再返回家的過(guò)程。VI、小汽車(chē)的出行分擔(dān)率居民不是一旦擁有了電動(dòng)汽車(chē)，所有出行都會(huì)選擇電動(dòng)汽車(chē)的出行方式，考慮時(shí)間充足或者經(jīng)濟(jì)性，他們有時(shí)也會(huì)選擇其他方式比如步行等方式，電動(dòng)汽車(chē)擁有者一天中汽車(chē)使用次數(shù)也可能是零。對(duì)于個(gè)體而言，電動(dòng)汽車(chē)分擔(dān)率用居民一天內(nèi)使用電動(dòng)汽車(chē)總次數(shù)除以居民出行總次數(shù)求得，用百分比表示，可以認(rèn)為，這是研究電動(dòng)汽車(chē)使用最關(guān)鍵的指標(biāo)。通常采用問(wèn)卷調(diào)查的形式，請(qǐng)電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主進(jìn)行填寫(xiě)。需要大量的采樣數(shù)據(jù)。最終形成電動(dòng)汽車(chē)居民的總體特征調(diào)查表。VII、電動(dòng)汽車(chē)出行時(shí)間分布表征電動(dòng)汽車(chē)出行的時(shí)間點(diǎn)分布，為動(dòng)態(tài)變量。C、確定電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素之間的相互關(guān)系對(duì)于模型內(nèi)部的關(guān)系比較復(fù)雜，沒(méi)法解釋出變量之間的相互關(guān)系，因此需要通過(guò) 原有的模型框架，建立出一些規(guī)模比較小的模型來(lái)更有效的解釋出變量之間的相互關(guān)系。電動(dòng)汽車(chē)用戶對(duì)居家活動(dòng)或者外出活動(dòng)的各類(lèi)活動(dòng)的選擇以及這些活動(dòng)的時(shí)間如今已經(jīng)逐漸定義成家庭活動(dòng)性的關(guān)鍵，居家活動(dòng)和外出活動(dòng)也一直以來(lái)假定存在一種內(nèi)在的關(guān)系。模型A的示意圖如圖2所示，模型A的主要目的就是探討居民日?；顒?dòng)中表現(xiàn)出的居家與外出活動(dòng)的可能存在的平衡?；顒?dòng)參與變量為電動(dòng)汽車(chē)用戶社會(huì)屬性、電動(dòng)汽車(chē)自身性能和電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行環(huán)境屬性作為參數(shù)的函數(shù)，模擬與居民活動(dòng)的之間的聯(lián)系，并考慮居家活動(dòng)持續(xù)時(shí)間與外出活動(dòng)持續(xù)時(shí)間的之間的平衡關(guān)系。最終電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性是由多方面因素共同決定的，圖3描述了各變量之間的影響關(guān)系。D、采用結(jié)構(gòu)方程運(yùn)算系統(tǒng)建立電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素模型，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素模型參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，考察計(jì)算的擬合度；結(jié)構(gòu)方程模型假定一組隱變量之間存在因果關(guān)系，隱變量可以分別用一組顯變量表示，是某幾個(gè)顯變量中的線性組合。通過(guò)驗(yàn)證顯變量之間的協(xié)方差，可以估計(jì)出線性回歸模型的系數(shù)，從而在統(tǒng)計(jì)上檢驗(yàn)所假設(shè)的模型對(duì)所研究的過(guò)程是否合適，如果證實(shí)所假設(shè)的模型合適，就可以說(shuō)假設(shè)隱變量之間的關(guān)系是合理的?！?一般方程模型只考慮外生變量和內(nèi)生變量之間的路徑關(guān)系，不引入潛變量，因此結(jié)構(gòu)方程模型可以表達(dá)為y=By +「X + (①；y-內(nèi)部變量，p個(gè)內(nèi)部變量表示為pX I的向量數(shù)組；X-是內(nèi)生變量，由外源指標(biāo)組成的向量表示；B-是內(nèi)生變量間的關(guān)系，由隨機(jī)聯(lián)系矩陣表示；r -是外生變量對(duì)內(nèi)生變量的影響，由直接隨機(jī)效應(yīng)矩陣表示；(-是結(jié)構(gòu)方程的殘差項(xiàng)，反映I在方程中未能解釋的部分。結(jié)構(gòu)方程模型的參數(shù)估計(jì)是通過(guò)基于協(xié)方差的結(jié)構(gòu)完成的，因而也被稱(chēng)為力矩法，這種方法的求解思路是力求樣本協(xié)方差矩陣和模型協(xié)方差矩陣之間的差值最小。定義O為所述X的協(xié)方差矩陣；定義W為(的協(xié)方差矩陣，結(jié)構(gòu)方程求解的基礎(chǔ)是基于協(xié)方差估計(jì)的假設(shè)。也就是說(shuō)觀察變量的協(xié)方差矩陣是公式中提到的一些參數(shù)方程。
E = E (0)②；其中E表示觀測(cè)變量的總體協(xié)方差矩陣；由參數(shù)B、r、0)和^/求得；采用最小化二乘法評(píng)估參數(shù)e，也就是總體協(xié)方差的每一個(gè)成分都能夠?qū)懗梢粋€(gè)或者多個(gè)模型參數(shù)方程，或表示成E = E (0)，樣本方程協(xié)方差矩陣S和總體協(xié)方差矩陣(通過(guò)未知參數(shù)E (0)表示)之間存在差值，因此用最小化這個(gè)參數(shù)來(lái)評(píng)估參數(shù)0，由于無(wú)法給公式中所有用于評(píng)估的參數(shù)變量找出同一個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因此需要給模型一些約束限制，使得可以通過(guò)足夠的的信息并用唯一的標(biāo)準(zhǔn)解決問(wèn)題，也就是模型一致性。二)輸入變量的選擇對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，進(jìn)一步篩選輸入變量，選取影響效果比較明顯的外部變量和描述電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性的的關(guān)鍵變量進(jìn)行模型的建立。如下表I所示表I外部變量和描述電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性的的關(guān)鍵變量之間的關(guān)系

權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟 A、描述電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)； B、選取電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)變量； C、確定電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素之間的相互關(guān)系； D、采用結(jié)構(gòu)方程運(yùn)算系統(tǒng)建立電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素模型，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素模型參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，考察計(jì)算的擬合度； E、確定電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的最終影響因素。
2.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述步驟A中，通過(guò)所述電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估電動(dòng)汽車(chē)用戶特性；所述電動(dòng)汽車(chē)用戶特性包括電動(dòng)汽 車(chē)用戶的社會(huì)屬性、電動(dòng)汽車(chē)用戶的活動(dòng)特性、電動(dòng)汽車(chē)自身的性能和電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行的環(huán)境屬性。
3.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述步驟B中，所述電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)變量包括內(nèi)部變量和外部變量；所述外部變量是指電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性、電動(dòng)汽車(chē)自身屬性以及電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行的環(huán)境屬性；所述內(nèi)部變量是指電動(dòng)汽車(chē)用戶的活動(dòng)特性和電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行特性。
4.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性是指?jìng)€(gè)人特征和家庭特征的集合；所述個(gè)人特征包括年齡特征、性別特征和職業(yè)身份特征；所述家庭特征包括家庭人口數(shù)特征、交通工具擁有量特征和家庭收入特征。
5.如權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述性別特征包括男性樣本和女性樣本；男性使用電動(dòng)汽車(chē)出行強(qiáng)度大于女性使用電動(dòng)汽車(chē)出行強(qiáng)度。
6.如權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述職業(yè)身份為全日制工作者和全日制無(wú)工作者；全日制工作者包括工人、服務(wù)員、公務(wù)員、職員和個(gè)體勞動(dòng)者；全日制無(wú)工作者包括無(wú)業(yè)、離退休及其他職業(yè)的群體。
7.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述電動(dòng)汽車(chē)自身屬性包括 a、最大續(xù)航里程電動(dòng)汽車(chē)充滿電一次到用盡電池所有電量所行駛的最大里程； b、最高時(shí)速電動(dòng)汽車(chē)加速后最大的時(shí)速； C、故障及維修保養(yǎng)電動(dòng)汽車(chē)用于定期維修保養(yǎng)的時(shí)間、次數(shù)，以及每年用于故障維修的平均次數(shù)和時(shí)間。
8.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行的環(huán)境屬性包括 i、充換電基礎(chǔ)設(shè)施充電設(shè)施在電動(dòng)汽車(chē)用戶活動(dòng)區(qū)域內(nèi)的分布情況，包括充電設(shè)施的所在的地點(diǎn)和供充電的設(shè)備的數(shù)量； ii、城市交通擁堵情況電動(dòng)汽車(chē)用戶活動(dòng)區(qū)域內(nèi)的路段在時(shí)間段內(nèi)的路況；將路段的擁堵程度用擁堵系數(shù)表示，擁堵系數(shù)=平均占有率/平局速度； iii、政策支撐條件政府對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的使用的支撐力度，包括電動(dòng)汽車(chē)的節(jié)能補(bǔ)貼、充換電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、電動(dòng)汽車(chē)使用的宣傳情況、向使用電動(dòng)汽車(chē)的用戶發(fā)放問(wèn)卷和評(píng)價(jià)城市的政策力度。
9.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述電動(dòng)汽車(chē)用戶的活動(dòng)特性包括 1)使用電動(dòng)汽車(chē)上下班的生存活動(dòng)每天以工作生存出行為目的出行次數(shù)都記為上下班的活動(dòng)； 2)使用電動(dòng)汽車(chē)休閑的活動(dòng)以非相關(guān)工作休閑出行為目的的出行所產(chǎn)生的居民活動(dòng)，包括生活購(gòu)物、文體娛樂(lè)、探親訪友、看??； 3)居家活動(dòng)不出行和以返程為目的的出行所產(chǎn)生的居民活動(dòng)歸為居家活動(dòng)。
10.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行特性包括 I、電動(dòng)汽車(chē)的出行行為特征電動(dòng)汽車(chē)的出行次數(shù)以個(gè)體一天電動(dòng)汽車(chē)出行次數(shù)作為參照指標(biāo)；
11.電動(dòng)汽車(chē)日出行時(shí)耗一天中使用電動(dòng)汽車(chē)出行時(shí)耗的累加，以分鐘為單位； III、電動(dòng)汽車(chē)日出行里程一天中總電動(dòng)汽車(chē)共出行里程的累加，以公里為單位； IV、電動(dòng)汽車(chē)日充換電次數(shù)電動(dòng)汽車(chē)使用一天當(dāng)中進(jìn)行充電或者更換電池的次數(shù)，是觀測(cè)樣本內(nèi)的平均數(shù)； V、出行鏈數(shù)量選取出行者的出行鏈個(gè)數(shù)指標(biāo)描述，為動(dòng)態(tài)變量；所述出行鏈個(gè)數(shù)是指出行者每天完成完整的出行鏈，即從家出行再返回家的過(guò)程； VI、小汽車(chē)的出行分擔(dān)率通過(guò)居民一天內(nèi)使用電動(dòng)汽車(chē)總次數(shù)除以居民出行總次數(shù)求得，用百分比表示； VII、電動(dòng)汽車(chē)出行時(shí)間分布表征電動(dòng)汽車(chē)出行的時(shí)間點(diǎn)分布，為動(dòng)態(tài)變量。
II.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述步驟C中，確定電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素之間的相互關(guān)系，即以居民活動(dòng)參與變量為電動(dòng)汽車(chē)用戶社會(huì)屬性、電動(dòng)汽車(chē)自身性能和電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行環(huán)境屬性作為參數(shù)的函數(shù)，模擬與居民活動(dòng)的之間的聯(lián)系，并結(jié)合居民活動(dòng)持續(xù)時(shí)間與外出活動(dòng)持續(xù)時(shí)間的之間的平衡關(guān)系。
12.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述方法的一般方程模型為外生變量和內(nèi)生變量之間的路徑關(guān)系，用下述表達(dá)式①表示y=By + rx + C ①； y-內(nèi)部變量，P個(gè)內(nèi)部變量表示為pX I的向量數(shù)組； X-是內(nèi)生變量，由外源指標(biāo)組成的向量表示； B-是內(nèi)生變量間的關(guān)系，由隨機(jī)聯(lián)系矩陣表示； r -是外生變量對(duì)內(nèi)生變量的影響，由直接隨機(jī)效應(yīng)矩陣表示； ;-是結(jié)構(gòu)方程的殘差項(xiàng)，反映I在方程中未能解釋的部分。
13.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述步驟D中，所述結(jié)構(gòu)方程模型的參數(shù)是通過(guò)基于協(xié)方差的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；結(jié)構(gòu)方程模型的參數(shù)計(jì)算求樣本協(xié)方差矩陣和模型協(xié)方差矩陣之間的差值最??；定義O為所述X的協(xié)方差矩陣；定義W為;的協(xié)方差矩陣，定義下述表達(dá)式② E = E (0) ②； 其中E表示觀測(cè)變量的總體協(xié)方差矩陣；由所述參數(shù)B、r、0)和^/求得；采用最小化二乘法評(píng)估參數(shù)0。
14.如權(quán)利要求13所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述步驟D中，利用運(yùn)算系統(tǒng)將采樣好的變量數(shù)據(jù)輸入運(yùn)算系統(tǒng)，選擇最小二乘法對(duì)模型進(jìn)行求解，最終從計(jì)算結(jié)果表中得到影響關(guān)系，所述影響關(guān)系包括直接影響、間接影響和總影響。
15.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述步驟E中，采用模擬檢驗(yàn)方法的結(jié)果顯示模型運(yùn)算的模擬度，觀測(cè)擬合度并調(diào)整擬合度，以及方差和均方根，最終查看臨界值，如果臨界值超過(guò)200，認(rèn)定模型擬合度最優(yōu)；確定電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的最終影響因素關(guān)系。
16.如權(quán)利要求15所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的最終影響因素包括外部變量的電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性和內(nèi)部變量的使用電動(dòng)汽車(chē)上下班的生存活動(dòng)時(shí)間和居家活動(dòng)持續(xù)時(shí)間；則電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的最終影響因素關(guān)系為電動(dòng)汽車(chē)活動(dòng)特性與電動(dòng)汽車(chē)用戶社會(huì)屬性以及電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特征之間的影響因素 關(guān)系。
17.如權(quán)利要求16所述的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，其特征在于，所述電動(dòng)汽車(chē)用戶的社會(huì)屬性包括性別特征、年齡特征、職業(yè)特征、家庭收入特征和交通工具擁有量特征。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行特性建模分析方法，包括下述步驟A、描述電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)；B、選取電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)變量；C、確定電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素之間的相互關(guān)系；D、采用結(jié)構(gòu)方程運(yùn)算系統(tǒng)建立電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素模型，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)影響因素模型參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，考察計(jì)算的擬合度；E、確定電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的最終影響因素。本發(fā)明采用結(jié)構(gòu)方程進(jìn)行建模有效的反應(yīng)出電動(dòng)汽車(chē)的出行特性，揭示出行行為和活動(dòng)參與的之間的相互因果關(guān)系，為電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)營(yíng)發(fā)展提供重要的依據(jù)。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102968551SQ20121041025
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者張 浩, 趙明宇, 汪映輝, 路致遠(yuǎn), 儲(chǔ)毅, 洪福斌, 張衛(wèi)國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司