Поиск эффективных вариантов размещения быстрых зарядных станций на основе модифицированной модели назначений городских транспортных потоков Франка-Вольфа

Abstract

С ростом популярности электромобилей эффективное планирование зарядной инфраструктуры становится ключевой задачей для устойчивого развития городов. Классические модели распределения транспортных потоков, такие как модель Фрэнка-Вольфа, для этого не подходят, поскольку не учитывают специфику поездок электромобилей: необходимость зарядки, время ожидания в очереди и возможность отказа водителей от поездки к станции. Целью исследования является разработка и апробация методологии для поиска Парето-оптимальных вариантов размещения быстрых зарядных станций на основе усовершенствованной модели транспортных потоков. Новизна заключается в применении многокритериального подхода к оптимизации, позволяющего сбалансировать противоречивые интересы трех ключевых сторон: пользователей (минимизация общего времени в пути), операторов зарядных станций (максимизация прибыли) и городских властей (минимизация числа пользователей, отказавшихся от зарядки), и выполненного на основе интеграции модифицированной модели Фрэнка-Вольфа с методом стохастического поиска для нахождения фронта Парето. Результаты, полученные на тестовой транспортной сети, показывают, что предложенная методология успешно выявляет компромиссные решения. Например, одна из найденных конфигураций обеспечивает минимальное время в пути для водителей, в то время как другая приносит максимальную прибыль операторам при наименьшем количестве отказов от зарядки. Практическая значимость работы состоит в том, что предложенный метод может служить эффективным инструментом поддержки принятия решений для городских планировщиков и инвесторов, способствуя более рациональному и надежному развертыванию зарядной инфраструктуры и ускоряя переход к устойчивому городскому транспорту.