一种新能源汽车用电量预测及充电资源调度优化方法与流程

本发明涉及新能源，具体涉及一种新能源汽车用电量预测及充电资源调度优化方法。

背景技术：

1、新能源汽车能耗研究一直是新能源汽车研究的热点，在不同的环境工况和使用工况条件下，新能源汽车能耗具有不同的表现，这也导致了新能源汽车的能耗预测极为困难，现有的新能源汽车用电量预测及充电资源调度优化方案不够完善，在智能化、灵活性、准确度等方面都存在不足。

技术实现思路

1、本发明正是基于上述问题，提出了一种新能源汽车用电量预测及充电资源调度优化方法，通过综合利用电量预测和充电资源调度优化方法，可以实现对新能源汽车的电量需求进行准确预测，并合理安排充电资源，提高充电效率，减少充电成本，从而推动新能源汽车的普及和发展。

2、有鉴于此，本发明的一方面提出了一种新能源汽车用电量预测及充电资源调度优化方法，包括：

3、获取第一车辆的多个第一历史行驶路线的第一历史行驶路线数据和所述第一历史行驶路线对应时段的第一历史工作数据、第一历史驾驶员数据和第一历史环境数据；

4、对所述第一历史行驶路线数据、所述第一历史工作数据、所述第一历史驾驶员数据和所述第一历史环境数据进行处理，得到第一样本数据；

5、利用所述第一样本数据对预设的第一模型进行训练，得到第一电量预测模型；

6、获取所述第一车辆的第一导航数据，并从所述第一导航数据中获取待行驶经过的第一路线的第一路线数据；

7、基于所述第一车辆的第一实时电量数据、所述第一路线数据和所述第一电量预测模型，得到所述第一车辆行驶经过所述第一路线的第一电量需求；

8、获取所述第一路线的第一预设范围内的第一充电桩数据；

9、根据所述第一电量需求和所述第一充电桩数据，生成充电资源调度方案。

10、可选地，所述对所述第一历史行驶路线数据、所述第一历史工作数据、所述第一历史驾驶员数据和所述第一历史环境数据进行处理，得到第一样本数据的步骤，包括：

11、从所述第一历史行驶路线数据、所述第一历史工作数据、所述第一历史驾驶员数据和所述第一历史环境数据中提取第一行驶特征数据；

12、根据所述第一行驶特征数据将所述第一历史行驶路线划分为多个第一历史行驶子路线；

13、对于各个所述第一历史行驶子路线，分别从所述第一历史行驶路线数据、所述第一历史工作数据、所述第一历史驾驶员数据和所述第一历史环境数据提取对应的第一子路线路段数据、第一子路线工作数据、第一子路线驾驶员数据和第一子路线环境数据作为所述第一样本数据。

14、可选地，所述对于各个所述第一历史行驶子路线，分别从所述第一历史行驶路线数据、所述第一历史工作数据、所述第一历史驾驶员数据和所述第一历史环境数据提取对应的第一子路线路段数据、第一子路线工作数据、第一子路线驾驶员数据和第一子路线环境数据作为所述第一样本数据的步骤，包括：

15、对于每条所述第一历史行驶子路线，识别出属于每条所述第一历史行驶子路线的第一时间标识信息和第一位置坐标信息；

16、根据所述第一时间标识信息和所述第一位置坐标信息，从所述第一历史行驶路线数据中提取出属于对应的所述第一历史行驶子路线的路段数据作为所述第一子路线路段数据；

17、从所述第一历史工作数据中，提取出对应所述第一历史行驶子路线的行驶时段期间的车辆工作参数作为所述第一子路线工作数据；

18、从所述第一历史驾驶员数据中，提取出对应所述第一历史行驶子路线的驾驶员操作数据作为所述第一子路线驾驶员数据；

19、从所述第一历史环境数据中，提取出对应所述第一历史行驶子路线行驶期间的环境参数数据作为所述第一子路线环境数据；

20、对于每条所述第一历史行驶子路线，将其对应的所述第一子路线路段数据、所述第一子路线工作数据、所述第一子路线驾驶员数据和所述第一子路线环境数据关联合并，构成对应每条所述第一历史行驶子路线的所述第一样本数据。

21、可选地，所述从所述第一历史行驶路线数据、所述第一历史工作数据、所述第一历史驾驶员数据和所述第一历史环境数据中提取第一行驶特征数据的步骤，包括：

22、从所述第一历史行驶路线数据中提取出第一行驶时段特征、第一行驶地区特征、第一行驶路段特征；

23、从所述第一历史工作数据中提取第一车辆工作特征；

24、从所述第一历史驾驶员数据中提取驾驶员的第一驾驶员特征；

25、从所述第一历史环境数据中提取第一行驶环境特征；

26、将所述第一行驶时段特征、所述第一行驶地区特征、所述第一行驶路段特征、所述第一车辆工作特征、所述第一驾驶员特征、所述第一行驶环境特征作为所述第一行驶特征数据。

27、可选地，所述根据所述第一行驶特征数据将所述第一历史行驶路线划分为多个第一历史行驶子路线的步骤，包括：

28、对所述第一历史行驶路线进行数据预处理，过滤噪声数据并平滑定位轨迹；

29、基于所述第一行驶时段特征将所述第一历史行驶路线划分为高峰时段子路线和非高峰时段子路线；

30、根据所述第一行驶地区特征将所述第一历史行驶路线划分为慢行子路线和快速平稳子路线；

31、根据所述第一行驶路段特征，识别出所述第一历史行驶路线中的颠簸路段子路线、爬坡路段子路线、转弯路段子路线；

32、根据所述第一行驶环境特征，识别出所述第一历史行驶路线中的环境影响能耗子路段、非环境影响能耗子路段；

33、根据所述第一历史行驶路线数据、所述第一历史工作数据和所述第一历史环境数据确定历史能耗数据，并结合所述历史能耗数据分别确定所述第一行驶时段特征、所述第一行驶地区特征、所述第一行驶路段特征、所述第一行驶环境特征在对所述第一车辆的能耗影响上的权重值；

34、根据所述权重值、各子路线对应的时间段、各子路线对应的实际路段长度，对所述高峰时段子路线、所述非高峰时段子路线、所述慢行子路线、所述快速平稳子路线、所述颠簸路段子路线、所述爬坡路段子路线、所述转弯路段子路线、所述环境影响能耗子路段、所述非环境影响能耗子路段进行选择、组合，得到多个所述第一历史行驶子路线。

35、可选地，所述利用所述第一样本数据对预设的第一模型进行训练，得到第一电量预测模型的步骤，包括：

36、将所述第一样本数据集划分为第一训练集和第一测试集；

37、使用所述第一训练集对第一模型进行训练，得到第一训练模型；

38、使用所述第一测试集对所述第一训练模型进行评估和验证来评估模型的性能和准确度得到第一评估结果；

39、根据所述第一评估结果，调整所述第一训练模型的参数、特征选择，得到所述第一电量预测模型。

40、可选地，所述基于所述第一车辆的第一实时电量数据、所述第一路线数据和所述第一电量预测模型，得到所述第一车辆行驶经过所述第一路线的第一电量需求的步骤，包括：

41、将所述第一路线数据进行处理和编码，转换成与所述第一电量预测模型输入格式一致的第一输入特征数据；

42、将所述第一实时电量数据和所述第一输入特征数据输入所述第一电量预测模型；

43、所述第一电量预测模型按时间顺序输出预测的电量需求曲线；

44、对输出的所述电量需求曲线进行分析，得到总体的所述第一电量需求。

45、可选地，所述根据所述第一电量需求和所述第一充电桩数据，生成充电资源调度方案的步骤，包括：

46、根据所述第一电量需求和所述第一充电桩数据确定充电资源调度的第一目标和识别充电资源调度问题的第一约束条件；

47、根据所述充电资源调度问题的特征，定义需要用到的第一变量和第一参数；

48、根据所述第一目标、所述第一约束条件、所述第一变量和所述第一参数，构建所述充电资源调度问题的第一目标函数；

49、利用数学优化方法进行求解，找到使所述第一目标函数最优的变量取值以得到充电资源的最优调度方案；

50、对求解的结果进行验证，通过对模型进行调优，优化模型的效果，进行参数的调整和模型的改进以得到所述充电资源调度方案。

51、可选地，所述根据所述第一电量需求和所述第一充电桩数据，生成充电资源调度方案的步骤之后，还包括：

52、确定符合第一预设条件的其他车辆；

53、根据所述第一车辆的属性数据及位置数据和所述其他车辆的属性数据及位置数据，确定符合所述第一车辆和所述其他车辆间的调度算法和通信协议用于车辆之间的信息交互、数据处理和协同决策；

54、所述第一车辆与所述其他车辆之间通过所述通信协议进行信息交互，得到第一交互数据；

55、从所述第一交互数据获取充电使用数据和所述其他车辆的充电计划；

56、根据所述充电使用数据和所述充电计划进行所述第一车辆的路径规划和充电调度的协同决策数据的确定；

57、根据所述协同决策数据，向所述其他车辆发送协同充电请求，并根据所述其他车辆反馈的协同充电请求回复数据制定共同充电策略；

58、根据所述共同充电策略对所述充电资源调度方案进行调整。

59、可选地，所述基于所述第一车辆的第一实时电量数据、所述第一路线数据和所述第一电量预测模型，得到所述第一车辆行驶经过所述第一路线的第一电量需求的步骤之后，还包括：

60、获取所述第一车辆的点云数据，并根据所述点云数据建立所述第一车辆的第一三维模型；

61、根据所述第一三维模型确定所述第一车辆的所有第一部件；

62、根据所述第一样本数据和所述历史能耗数据，建立每个所述第一部件对应的第一工作状态-耗电量模型；

63、获取所述第一车辆的所有所述第一部件的第一当前工作状态数据；

64、将所述第一当前工作状态数据输入所述第一工作状态-耗电量模型得到第一耗电参考数据；

65、根据所述第一耗电参考数据对所述第一电量需求进行修改。

66、采用本发明的技术方案，新能源汽车用电量预测及充电资源调度优化方法包括：获取第一车辆的多个第一历史行驶路线的第一历史行驶路线数据和所述第一历史行驶路线对应时段的第一历史工作数据、第一历史驾驶员数据和第一历史环境数据；对所述第一历史行驶路线数据、所述第一历史工作数据、所述第一历史驾驶员数据和所述第一历史环境数据进行处理，得到第一样本数据；利用所述第一样本数据对预设的第一模型进行训练，得到第一电量预测模型；获取所述第一车辆的第一导航数据，并从所述第一导航数据中获取待行驶经过的第一路线的第一路线数据；基于所述第一车辆的第一实时电量数据、所述第一路线数据和所述第一电量预测模型，得到所述第一车辆行驶经过所述第一路线的第一电量需求；获取所述第一路线的第一预设范围内的第一充电桩数据；根据所述第一电量需求和所述第一充电桩数据，生成充电资源调度方案。通过综合利用电量预测和充电资源调度优化方法，可以实现对新能源汽车的电量需求进行准确预测，并合理安排充电资源，提高充电效率，减少充电成本，从而推动新能源汽车的普及和发展。