基于强化学习环境设计策略的电动汽车充电路径规划

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作者 宋宇航 陈宇帆 +1 位作者 魏延岭 高山 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期184-196,共13页

针对电动汽车充电路径规划问题,提出了一种适用于强化学习的环境建模方法。该方法基于城市道路网格与充电站地理位置分布等现实情况,将电动汽车的基本行驶路径分为三段进行表达。在三段式表达方法的基础上,提出了状态空间、动作空间、... 针对电动汽车充电路径规划问题,提出了一种适用于强化学习的环境建模方法。该方法基于城市道路网格与充电站地理位置分布等现实情况,将电动汽车的基本行驶路径分为三段进行表达。在三段式表达方法的基础上,提出了状态空间、动作空间、状态转移与奖励函数的设计方案,将充电路径规划建模为马尔可夫决策过程,并利用Q学习方法与深度Q网络(DQN)方法求解。实验结果表明,基于三段式表达法的强化学习环境设计方案具有可解性与可迁移性,考虑了电动汽车从道路驶向充电站过程中的降速转弯等现实场景,同时将充电动作简化为一种行驶方向选择,提升了基于Q学习与DQN的强化学习算法效率。 展开更多

关键词 电动汽车 充电路径规划 强化学习 深度Q网络 环境建模 三段式表达法

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基于交通预测信息的电动汽车充电路径规划

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作者 师泽宇 陈阳舟 安树科 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期974-984,共11页

针对电动汽车充电路径规划问题,以行程时间为优化目标,以荷电状态作为硬性约束,基于预测交通状态标定的动态异构交通网及车辆动力学模型,构建最优控制问题。为了在线求解,基于模型预测控制和强化学习方法,构建混合学习优化算法(hybrid l... 针对电动汽车充电路径规划问题,以行程时间为优化目标,以荷电状态作为硬性约束,基于预测交通状态标定的动态异构交通网及车辆动力学模型,构建最优控制问题。为了在线求解,基于模型预测控制和强化学习方法,构建混合学习优化算法(hybrid learning optimization algorithm, HLOA),依托竞争深度Q网络(Dueling deep Q-networks, Dueling DQN),设计离线、在线模块,来实现参数的混合多步训练,并结合预测交通状态、网络拓扑及车辆动力学模型,输出在线行驶策略。采用某市局部路网构建交通仿真实验,分析预测交通信息的价值、HLOA算法可行性及结构必要性。结果表明,预测信息存在价值,HLOA在线结果可拟合最优策略且较其他算法精度提高33.65%。该研究可协助电动汽车用户导航,为自动驾驶电动汽车提供技术支撑。 展开更多

关键词 智能交通系统 车辆路径规划 电动汽车充电路径规划 强化学习 在线寻优 混合学习优化算法

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无人机辅助的无线可充电传感网充电路径规划方案

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作者 王杨 单天乐 +2 位作者 赵传信 陈鹏 艾世成 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2023年第3期629-635,共7页

针对传统无线可充电传感网(WRSNs)存在传感器节点较为分散导致的充电效率低问题,提出了一种基于对WRSN进行分簇的无人机(UAV)充电路径优化方案(Optimized Charging Path Scheme, OCPS).方案首先将目标区域根据聚类算法划分为不大于充电... 针对传统无线可充电传感网(WRSNs)存在传感器节点较为分散导致的充电效率低问题,提出了一种基于对WRSN进行分簇的无人机(UAV)充电路径优化方案(Optimized Charging Path Scheme, OCPS).方案首先将目标区域根据聚类算法划分为不大于充电器最大可覆盖范围的子区域并称其为簇;然后确定各簇区域锚点以及优先级并对充电最优路径进行选择;最后借助无人机给所有簇内传感器节点充能并返回充电中心(Charge Center, CC).仿真实验验证了方案的可行性,实验结果与AEC、MUC方案相比,OCPS方案的充电效率分别提高了约19.5%、27.9%,平均饿死节点数分别降低0.3、1.2个.与CRP、HCCA方案相比,OCPS的飞行长度与充电时长都有明显缩短. 展开更多

关键词 无线可充电传感网 簇优先级 最优充电路径规划 最大可覆盖范围 无人机

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智能电动车辆最优充电路径规划方法 被引量：11

4

作者 罗禹贡 严弈遥 +1 位作者 朱陶 李克强 《工程研究（跨学科视野中的工程）》 CSCD 2014年第1期92-98,共7页

未来交通环境下,大规模的智能电动车辆将与城市智能交通网和智能配电网相互作用并相互影响。本文将三者有机结合起来,建立了"车-网-路"智能交互系统模型。该模型包括城市中压配电网模型、道路交通网模型和以快速充电方式充电... 未来交通环境下,大规模的智能电动车辆将与城市智能交通网和智能配电网相互作用并相互影响。本文将三者有机结合起来,建立了"车-网-路"智能交互系统模型。该模型包括城市中压配电网模型、道路交通网模型和以快速充电方式充电的大规模智能纯电动汽车模型。在此基础上,基于Dijkstra最短路径算法,提出了具有实时电网和交通信息反馈的智能电动车辆最优充电路径规划方法。最后,通过MATLAB和MATPOWER联合仿真系统对该规划方法进行了仿真评价。仿真评价结果表明,本文提出的最优充电路径规划方法,相比目前广泛采用的最近充电路径规划策略,将能有效降低大规模智能电动车辆快速充电对道路交通网和中压配电网的不利影响。 展开更多

关键词 智能电动汽车 智能交通网 智能配电网 充电路径规划

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基于交通信息影响下的电动汽车充电路径规划 被引量：9

5

作者 张建寰 南洋 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2016年第A02期282-285,共4页

针对不同道路交通状况下电动汽车充电路径选择问题,提出一种路况信息影响下的电动汽车充电路径规划方法。首先,通过互联网将充电资源信息、道路网及交通状况有机结合起来,建立包括充电资源、道路交通网及路况信息三方面的充电路径规划... 针对不同道路交通状况下电动汽车充电路径选择问题,提出一种路况信息影响下的电动汽车充电路径规划方法。首先,通过互联网将充电资源信息、道路网及交通状况有机结合起来,建立包括充电资源、道路交通网及路况信息三方面的充电路径规划模型。在此基础上,对路况信息影响下的电动汽车充电路径规划进行了研究。通过Web服务器、数据库的搭建和Dijkstra算法对最优充电路径的计算及前端地图接口对交通路网的显示实现了对该系统的样例。实现结果表明,该电动汽车充电路径规划方法,能够基于不同道路情况规划行之有效的充电路线。除此之外,在实现方式上采用浏览器/服务器的模式也能为智能充电的研究提供参考。 展开更多

关键词 充电路径规划 路况信息 电动汽车 DIJKSTRA算法

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融合动态能耗与路网信息的电动汽车充电路径规划策略 被引量：6

6

作者 林歆悠 周斌豪 夏玉田 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期705-713,共9页

针对电动汽车续驶里程短的问题,以电动汽车为研究对象,基于“车路网”智能系统建立了道路拓扑模型、阻抗评价模型以及整车能耗模型,分别以电动汽车行驶时间最优、能耗最优和综合最优为目标,运用A*算法对电动汽车进行了充电路径规划。以... 针对电动汽车续驶里程短的问题,以电动汽车为研究对象,基于“车路网”智能系统建立了道路拓扑模型、阻抗评价模型以及整车能耗模型,分别以电动汽车行驶时间最优、能耗最优和综合最优为目标,运用A*算法对电动汽车进行了充电路径规划。以福州市区交通为实例,采集了各路段主要行驶工况数据,将规划路段与行驶工况数据匹配用于车辆行驶时间和能耗的预测,并结合充电等待时间计算各目标阻抗成本。研究结果表明:所提出的充电路径规划策略能够根据驾驶员的不同需求分别规划出考虑时间、能耗以及综合最优的充电路径。 展开更多

关键词 电动汽车 充电路径规划 能耗预测 阻抗成本

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融合充电路径规划的REEV里程自适应控制策略 被引量：1

7

作者 林歆悠 苏炼 任静 《工程研究（跨学科视野中的工程）》 2019年第3期226-234,共9页

为充分利用电网电能,以增程式电动汽车(Range-Extended Electric Vehicles,REEV)为研究对象,基于车载导航系统、智能交通系统(ITS)以及智能电网系统,运用迪克斯特拉(Dijkstra)算法对REEV进行充电路径规划,引入里程信息以及参考电池剩余... 为充分利用电网电能,以增程式电动汽车(Range-Extended Electric Vehicles,REEV)为研究对象,基于车载导航系统、智能交通系统(ITS)以及智能电网系统,运用迪克斯特拉(Dijkstra)算法对REEV进行充电路径规划,引入里程信息以及参考电池剩余电量(SOC),并根据路径规划结果,综合考虑车辆的燃油经济性和排放性,对规划路径制定分段里程自适应控制策略,使REEV能够在不同里程段内合理分配辅助动力装置(APU)和电池的能量。基于Matlab/Simulink搭建整车控制策略仿真模型进行仿真验证,结果表明,当行驶里程约175km时,在牺牲一部分充电时间的代价下,车辆节省了1.77L燃油,REEV的油耗下降率为92.64%,所制定的分段里程自适应控制策略能够充分利用电网电能,车辆节能效果明显。 展开更多

关键词 增程式电动汽车 充电路径规划 控制策略 里程自适应

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电动汽车动态充电路径规划技术研究 被引量：2

8

作者 张明华 《电子制作》 2015年第12X期10-,共1页

电动汽车逐渐进入城市交通网,成为一种新型节能环保的交通工具。近年来,随着移动通信技术的发展,动态交通信息的发布和导航依靠互联网进行,可以满足交通信息传输的要求,促进电动汽车动态导航技术的发展。在此背景下,本文提出一种"... 电动汽车逐渐进入城市交通网,成为一种新型节能环保的交通工具。近年来,随着移动通信技术的发展,动态交通信息的发布和导航依靠互联网进行,可以满足交通信息传输的要求,促进电动汽车动态导航技术的发展。在此背景下,本文提出一种"中心服务式"电动汽车动态充电路径规划服务系统架构,并通过GIS技术最终实现了需充电电动汽车在各充电站的最优分配,从而保证用户、电动汽车、充电站的协调和统一,可减少用户寻找充电站及充电时间,提高运行效率。 展开更多

关键词 电动汽车 智能交互终端 动态充电路径规划 GIS

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电动汽车智能充电路径规划研究 被引量：10

9

作者 赵薪智 李盘靖 +2 位作者 张欢 任珈漪 张荣磊 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2016年第10期34-39,共6页

针对电动汽车存在的"充电焦虑"问题,建立了智能电动汽车动态网络系统模型,当存在多目标时,在原有路径规划算法的基础上,提出了"Dijkstra算法+最近邻点法"的最优路径规划算法。该算法可对电动汽车的剩余电量进行智... 针对电动汽车存在的"充电焦虑"问题,建立了智能电动汽车动态网络系统模型,当存在多目标时,在原有路径规划算法的基础上,提出了"Dijkstra算法+最近邻点法"的最优路径规划算法。该算法可对电动汽车的剩余电量进行智能预判,并能实现电动汽车在充电桩的智能充电,有效地缓解了电动汽车"充电焦虑"问题。 展开更多

关键词 智能电动汽车 动态充电路径规划 智能充电桩 充电网络

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考虑新能源的电动汽车多网融合充电路径规划 被引量：2

10

作者 陈良亮 刘艺 +1 位作者 迟福建 宋毅 《信息技术》 2018年第6期85-91,共7页

为减轻大规模电动汽车随机充电给交通网、配电网带来的不利影响,同时提升新能源的消纳水平,文中建立了考虑新能源出力的"交通网-配电网-充电设施网"模型,并提出基于交通、电网和新能源信息的电动汽车多网融合充电路径规划方... 为减轻大规模电动汽车随机充电给交通网、配电网带来的不利影响,同时提升新能源的消纳水平,文中建立了考虑新能源出力的"交通网-配电网-充电设施网"模型,并提出基于交通、电网和新能源信息的电动汽车多网融合充电路径规划方法。通过对某地区一天内电动汽车的运行和充电状态的仿真,验证了文中所提出的规划方法。仿真结果表明,该规划方法能够有效地均衡各充电站的充电负荷,优化配电网和交通网的运行状态,对提升新能源消纳水平也有着积极意义。 展开更多

关键词 大规模电动汽车 新能源 交通网 配电网 充电路径规划

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改进Q-Learning的WRSN充电路径规划算法 被引量：1

11

作者 刘洋 王军 吴云鹏 《太赫兹科学与电子信息学报》 2022年第4期393-401,共9页

针对传统无线传感器网络节点能量供应有限和网络寿命短的瓶颈问题,依据无线能量传输技术领域的最新成果,提出了一种基于改进Q-Learning的无线可充电传感器网络的充电路径规划算法。基站根据网络内各节点能耗信息进行充电任务调度,之后... 针对传统无线传感器网络节点能量供应有限和网络寿命短的瓶颈问题,依据无线能量传输技术领域的最新成果,提出了一种基于改进Q-Learning的无线可充电传感器网络的充电路径规划算法。基站根据网络内各节点能耗信息进行充电任务调度,之后对路径规划问题进行数学建模和目标约束条件设置,将移动充电车抽象为一个智能体(Agent),确定其状态集和动作集,合理改进ε-greedy策略进行动作选择,并选择相关性能参数设计奖赏函数,最后通过迭代学习不断探索状态空间环境,自适应得到最优充电路径。仿真结果证明:该充电路径规划算法能够快速收敛,且与同类型经典算法相比,改进的Q-Learning充电算法在网络寿命、节点平均充电次数和能量利用率等方面具有一定优势。 展开更多

关键词 无线传感器网络 改进Q-Learning 充电路径规划 ε-greedy策略 奖赏函数

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无线可充电传感器网络下的高维多目标动态充电规划 被引量：2

12

作者 曾佑仟 王茜 +1 位作者 张景波 崔志华 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2023年第6期1162-1169,共8页

随着无线充电传感器网络(Wireless Rechargeable Sensor Networks,WRSNs)的出现,针对延长无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)的寿命问题,大量的研究者们提出了多种充电方案.然而大多数充电方案都属于离线的,没有考虑充电路... 随着无线充电传感器网络(Wireless Rechargeable Sensor Networks,WRSNs)的出现,针对延长无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)的寿命问题,大量的研究者们提出了多种充电方案.然而大多数充电方案都属于离线的,没有考虑充电路径规划会随着新需充电节点的加入而发生动态变化的多时间窗问题.因此,针对上述问题,本文提出了高维多目标动态充电路径方案模型.通过最小化路径距离、死亡节点数量、通信延迟以及最大化无线充电车(Wireless Charging Vehicle,WCV)剩余能量,以减少死节点数量,延长WRSNs的生命周期.同时为求解该动态模型以及适应路径编码方式和响应环境变化,通过引入改进的进化策略和环境响应机制到强帕累托进化算法2(The Strength Pareto Evolutionary Algorithm 2,SPEA2)中,提出了改进的SPEA2.仿真实验结果表明,该动态模型和改进算法能够有效地延长WRSNs的生命周期. 展开更多

关键词 无线可充电传感器网络 无线传感器网络 SPEA2 动态充电路径规划 动态模型 无线充电车

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一种多移动充电车在线协同充电策略 被引量：1

13

作者 张顺淼 林亚彪 王进 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期798-808,共11页

在大规模无线可充电传感器网络(WRSN)中,引入多部移动充电车(MCV)为传感器补充能量可以有效提高充电可靠性。如何协同多MCV进行充电规划是提高WRSN性能的关键,为此提出一种基于注意力机制的多MCV在线分布式协同充电算法(OCAMD)。首先根... 在大规模无线可充电传感器网络(WRSN)中,引入多部移动充电车(MCV)为传感器补充能量可以有效提高充电可靠性。如何协同多MCV进行充电规划是提高WRSN性能的关键,为此提出一种基于注意力机制的多MCV在线分布式协同充电算法(OCAMD)。首先根据能耗率对传感器进行分级,结合传感器节点的距离和能量属性,采用注意力机制在线选择充电节点,并自适应调整充电时间。其次在满足WRSN正常运行的基础上,确定网络中所需的MCV数量。最后提出分布式协同算法,确保MCV与充电节点一一对应,同时均衡多MCV的充电负载。仿真结果表明,与当前主流的几种协同充电算法相比,OCAMD能有效提高传感器的存活率和MCV的能量利用率。 展开更多

关键词 无线可充电传感器网络 分布式协同算法 注意力机制 充电路径规划 移动充电车

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无线可充电传感器网络充电算法研究 被引量：6

14

作者 刘蕴娴 朱江 +1 位作者 徐雁冰 刘昊霖 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第2期14-17,共4页

采用无线充电为传感器节点充电是一种解决无线传感器网络能量问题的可行方案。为了得到充电效率更高的充电路径,提出一种基于收益的无线可充电传感器网络充电算法。根据节点的能耗定义自适应收益,每次选择部分节点进行充电,建立数学模型... 采用无线充电为传感器节点充电是一种解决无线传感器网络能量问题的可行方案。为了得到充电效率更高的充电路径,提出一种基于收益的无线可充电传感器网络充电算法。根据节点的能耗定义自适应收益,每次选择部分节点进行充电,建立数学模型,并提出一种基于最大-最小蚂蚁系统的算法求解。实验结果表明:与先来先服务和可抢占的最近任务优先算法相比,采用本算法充电的网络效用更高、节点剩余生命方差更小且节点休眠比率更低。 展开更多

关键词 无线传感器网络 能耗不均 无线充电 充电路径规划

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无线可充电传感器网络混合移动充电调度研究 被引量：6

15

作者 张娜 赵传信 +2 位作者 陈思光 邵星 王杨 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1237-1249,共13页

能量约束是无线传感器网络应用的重要限制。无线能量传输技术因为在效率和可靠性方面的突破,已成为无线传感器网络极具潜力的能量补给方案。目前已有的移动无线充电调度方案可分为周期性调度和在线调度方案,虽然各种方案有不同的适用场... 能量约束是无线传感器网络应用的重要限制。无线能量传输技术因为在效率和可靠性方面的突破,已成为无线传感器网络极具潜力的能量补给方案。目前已有的移动无线充电调度方案可分为周期性调度和在线调度方案,虽然各种方案有不同的适用场景,但是难以同时兼顾周期性调度的高充电效率和动态调度的实时性。本文提出一种按需的无线传感器能量补给调度方案,首先每个周期对所有请求充电的全局优化节点充电路径,接着对实时性请求结合动态插入法安排紧急需求节点充电。通过仿真实验比较,本文提出的混合方案相对于周期性调度方案和按需方案在充电效率、移动路径代价和节点饥饿率上具有显著优势。 展开更多

关键词 无线传感器网络 充电路径规划 人工蜂群算法 能量补充 混合业务

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一种电动汽车智能充电最优引导优化模型 被引量：10

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作者 李鹏程 丛中笑 杨婧 《电器与能效管理技术》 2018年第18期63-69,78,共8页

针对不同道路交通状况下电动汽车充电路径选择问题,提出一种路况信息影响下的电动汽车最优充电导航选择策略。首先建立以电动汽车行驶路径时间、充电站内排队等待时间和电动汽车充电行为总用时最短以及充电行驶路径最短为目标函数的充... 针对不同道路交通状况下电动汽车充电路径选择问题,提出一种路况信息影响下的电动汽车最优充电导航选择策略。首先建立以电动汽车行驶路径时间、充电站内排队等待时间和电动汽车充电行为总用时最短以及充电行驶路径最短为目标函数的充电路径引导模型;然后基于Dijkstra算法进行仿真。试验结果表明,所提电动汽车充电路径引导策略,能够根据不同道路状况规划合理有效的充电路线。与传统充电路径引导策略相比,所提策略考虑了实时交通网与路网状况,能有效减少电动汽车经充电站到最终目的地的总时间、总距离成本,同时提高用户的出行便利性。 展开更多

关键词 电动汽车 充电路径规划 路况信息 DIJKSTRA算法

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