一种全区域移动充电机器人调度方法、系统、终端及介质与流程

本发明涉及移动充电，更具体地说，它涉及一种全区域移动充电机器人调度方法、系统、终端及介质。

背景技术：

1、车辆充电主要分为定点充电和移动充电，定点充电主要是待充电的车载端通过搜索充电桩，并将车辆行驶至充电桩处进行充电的方式，而移动充电则是车载端通过搜索充电机器人或充电机器人通过搜索车辆，并将充电器机器人调度至车载端提供充电服务的方式。

2、而现有技术中的定点充电和移动充电均是一种半静态充电逻辑，在车载端与充电端匹配成功后，不是车载端等待充电端，就是充电端等待车载端，在一定程度上降低了车辆充电的工作效率；此外，现有技术在车载端与充电端匹配时主要选取距离最近的策略进行匹配，实现局部调度优化，但在长期匹配调度后易导致充电机器人在全区域内出现分布空白，不仅降低了充电机器人的利用率，同时人为参与的充电机器人分布均衡调度也会增大移动充电管理的运营成本。

3、因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的全区域移动充电机器人调度方法、系统、终端及介质是我们目前急需解决的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种全区域移动充电机器人调度方法、系统、终端及介质，能够使各个充电端在目标区域内出现分布不均衡时实现自动调整，提高了充电机器人的利用率，且采用动态充电模式，同时从局部角度和全局角度优化了充电调度过程的移动里程，降低了移动充电管理的运营成本。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、第一方面，提供了一种全区域移动充电机器人调度方法，包括以下步骤：

4、获取目标区域内所有车载端在调度周期内发出充电请求信息，充电请求信息包括车载定位信息、车载导航路径和电量需求信息；

5、采集目标区域内所有充电端在调度周期内上传的储能状态信息，储能状态信息包括充电定位信息和剩余电量信息；

6、根据车载定位信息和充电定位信息确定车载端与充电端进行调度匹配的静态行驶里程，并以所有静态行驶里程之和最小为第一优化目标求解得到调度匹配策略；

7、以调度匹配策略为调度基础，在车载导航路径中选取相应车载端与充电端进行充电交易的交易定位点，并以所有交易定位点在目标区域内的空间分布距离最大为第二优化目标求解得到充电定点策略；

8、根据充电定点策略调度相应车载端与充电端行驶至对应交易定位点进行充电交易。

9、进一步的，所述第一优化目标的表达式为：

10、；

11、其中，表示第个车载端与第个充电端之间的静态行驶里程，由车载定位信息与充电定位信息之间的定位差计算得到；表示发出充电请求信息的车载端数量；表示上传储能状态信息的充电端数量；表示目标区域内可用充电端集合；表示目标区域内已发出请求的车载端集合；表示第个车载端的电量需求信息；表示第个充电端的剩余电量信息；表示充电需求的基础百分比；表示单位电量的效益值；表示单位里程的基础效益参数。

12、进一步的，该方法还包括：

13、若所述发出充电请求信息的车载端数量大于上传储能状态信息的充电端数量，则从车载端集合中优先选取请求时间早和/或电量需求信息多的车载端进行重构，重构后的车载端集合中车载端数量等于上传储能状态信息的充电端数量。

14、进一步的，从车载端集合中优先选取请求时间早和电量需求信息多的车载端进行重构的过程具体为：

15、将车载端集合中各个车载端按照请求时间先后进行排序，选取第m个车载端的请求时间作为基准时间，并以各个车载端的请求时间与基准时间之比计算得到相应车载端的第一优先值；

16、将车载端集合中各个车载端按照电量需求信息大小进行排序，选取第m个车载端的电量需求信息作为基准电量，并以各个车载端的电量需求信息与基准电量之比计算得到相应车载端的第二优先值；

17、根据请求时间和电量需求信息所对应分配的权重系数，对第一优先值和第二优先值进行权重计算后得到相应车载端的最终优先值；

18、选取最终优先值最大的m个车载端进行重构，得到重构后的车载端集合。

19、进一步的，所述第二优化目标的表达式为：

20、；

21、其中，表示第个交易定位点与第个交易定位点之间的空间距离；表示发出充电请求信息的车载端数量；表示上传储能状态信息的充电端数量；表示第个充电端行驶至对应第个交易定位点的实际行驶里程；表示第个车载端与第个充电端之间的静态行驶里程，由车载定位信息与充电定位信息之间的定位差计算得到；表示第个交易定位点的位置；表示第个车载端的车载导航路径，为第个车载端需最终行驶的位置；表示目标区域内进行充电交易的位置集合。

22、进一步的，该方法还包括：

23、对目标区域进行网格划分，并针对每个网格单元建立对应的车辆概率密度函数；

24、根据车辆概率密度函数为对应的交易定位点分配优化系数，由车辆概率密度函数确定的概率值越大，则所分配的优化系数越大；

25、以两个交易定位点中至少一个交易定位点的优化系数对两个交易定位点之间的空间距离进行优化，得到优化后的空间距离；

26、优化后的空间距离求解充电定点策略。

27、进一步的，各个所述车辆概率密度函数的概率值以同一输入的车辆数量作为期望值进行同步求解得到。

28、第二方面，提供了一种全区域移动充电机器人调度系统，该系统用于实现如第一方面中任意一项所述的一种全区域移动充电机器人调度方法，包括：

29、信息接收模块，用于获取目标区域内所有车载端在调度周期内发出充电请求信息，充电请求信息包括车载定位信息、车载导航路径和电量需求信息；

30、信息采集模块，用于采集目标区域内所有充电端在调度周期内上传的储能状态信息，储能状态信息包括充电定位信息和剩余电量信息；

31、匹配优化模块，用于根据车载定位信息和充电定位信息确定车载端与充电端进行调度匹配的静态行驶里程，并以所有静态行驶里程之和最小为第一优化目标求解得到调度匹配策略；

32、定点优化模块，用于以调度匹配策略为调度基础，在车载导航路径中选取相应车载端与充电端进行充电交易的交易定位点，并以所有交易定位点在目标区域内的空间分布距离最大为第二优化目标求解得到充电定点策略；

33、全局调度模块，用于根据充电定点策略调度相应车载端与充电端行驶至对应交易定位点进行充电交易。

34、第三方面，提供了一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面中任意一项所述的一种全区域移动充电机器人调度方法。

35、第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行可实现如第一方面中任意一项所述的一种全区域移动充电机器人调度方法。

36、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

37、1、本发明提供的一种全区域移动充电机器人调度方法，先以所有静态行驶里程之和最小为第一优化目标求解得到调度匹配策略，并在同时考虑各个车载端的车载导航路径和各个充电端在目标区域的分布情况的情况下，确定各个车载端与充电端进行充电交易的交易定位点，能够使各个充电端在目标区域内出现分布不均衡时实现自动调整，提高了充电机器人的利用率，且采用动态充电模式，同时从局部角度和全局角度优化了充电调度过程的移动里程，降低了移动充电管理的运营成本；

38、2、本发明在求解调度匹配策略时，根据发出充电请求信息的车载端数量与上传储能状态信息的充电端数量的大小对比情况，采用了不同的匹配逻辑，可以在高峰充电金额低峰充电之间灵活切换；

39、3、本发明在发出充电请求信息的车载端数量大于上传储能状态信息的充电端数量时，对车载端集合进行重构，从时间维度和电量维度平衡各个车载端对充电需求的迫切程度，避免出现长时间匹配不成功的情况；

40、4、本发明在充电定点策略还考虑了各个网格单元中的车辆密度情况，能够提升完成交易后的充电端在下一次调度匹配时匹配距离短的车载端的概率。