基于FAHP的充换电站选址评价模型

摘要:针对影响因素进行了全面的分析并勾画出层次结构图,以此为基础进行层次分析求出其权重,进而对选址进行模糊综合评判。

关键词:充换电站;选址;评价

引言

我国已经明文规定城市汽车尾气排放量的标准, “国四”标准,它将尾气污染物排放限值进一步降低60%[1]。电动汽车行业就适应了这个大环境,它不仅能够减少汽车对空气的污染,同时也能够减少我国对石油的需求量。电动汽车的普遍推广的主要方向是私人电动汽车。只有合理的充换电站布局规划,才能够保证私人电动汽车在城市内顺畅的行驶。因此,针对城市内私人电动汽车的充换电站选址是否合理,直接关系到电动汽车的普及程度。

这里需要说明一下,本文所研究的是指针对服务于私人电动汽车的充换电站。

1 电动汽车充换电站的分类

根据不同的方式对城市内电动汽车充换电站进行分类,根据本文要研究的对象,这里介绍按照服务对象的分类情况。按照充换电站的服务对象不同,可将充换电站分为四类:(1)主要服务于电动公交车;(2)主要服务于电动出租车;(3)主要服务于电动环卫车;(4)主要服务于私人电动汽车

2 选址要求

需求:电动汽车的普遍市场化,需要的必要前提条件是充换电站体系的完善。因此,对于充换电站的需求而言,需要前瞻性的考虑充换电站的市场需求。以此为出发点,结合目前机动车的使用情况,可以通过以下方面预测未来市场对充换电站的需求,主要包括区域的经济水平、人口数量、消费水平、停车场情况、客运站情况以及交叉路口等方面。

成本最小化:对于同一个城市内充换电站不同选址决策而言,施工费用、建材费用、设备设施费用以及劳动力的单位成本是一样的。因此影响城市内充换电站选址的投资费用在于征地费用和e场地平整费用。

方便性:另外一个需要考虑的重要因素就是方便性,即进出站的容易度和其他方面的方便性。

适宜环境:充换电站的选址要与周围环境相适宜,保证充换电站的安全性和环保性。

3 充换电站选址评价模型

充换电站的选址评价模型主要包含三个部分的工作内容,首先构建指标体系的层次图,然后进行权重的确定和最后得分的计算。

3.1 充换电站选址综合评价指标体系层次图

根据充换电站的选址原则,构建出电动汽车充换电站选址综合评价指标体系。

目标层:构建服务于私人电动汽车充电站的选址评价体系

指标层:需求B1、成本B2、方便性B3、环境B4

评价对象:已建成充换电站

3.2 基于层次分析法权重确定

3.2.1 九级比例标度的引进

进行两两比较得到判断矩阵。

3.2.2 确定准则层因素的权重

(1)邀请n位专家对上准则层进行两两比较得到判断矩阵,并判断一致性检验的标准是一致性检验值小于0.1。

(2)对各个专家的意见综合在一起,同时考虑通过一致性检验的所有专家的不确定性,将通过一致性检验为专家的平板结果用模糊数表示[2]:

Wi(A)'=(xi,yi,fi)

xi=min{jWi}

yi=max{jWi}

fi=nEnj = E1 jWi

j=E1,E2,\\ldots ,En(1)

运用式子(1)集成各个准则层的模糊权重。

(3)计算出上表中准则层各个因素权重的平均数,并进行归一化处理的到准则层B对目标层A的权重。将各个准则的权重平均数并归一化处理得到WB1(A)、WB2(A)、 WB3(A)、WB4(A)。

3.2.3 确定指标层对准则层的权重

根据各个专家的评判结果,按照准则层的具体步骤和计算方法中的3个步骤,依次计算出对五个准则下各个指标的权重。

3.2.4 确定下层指标对目标层的权重

结合上述的前两部分的权重计算结果,可以得出指标层C对目标层A的组合权重。最后,求得19个基层指标对目标层的权重向量为W,权重已全部确定。

3.3 模糊综合评价

根据上一部分已将影响服务于私人电动汽车充换电站选址的基层指标的权重确定,就需要根据评价对象的实际情况,对其进行分析和量化,通过模糊综合评判法求出最后得分,并以此得出结论。

3.3.1 评语集合设定

(1)这部分内容主要是指对最终总的评判结果分数S所设定的评语集合。综合评价系统将评语集合定为如下公式(4),这里满分为10分。

P={p1,p2,p3,p4,p5}(2)

其中:

p1={选址非常合理,S=(8,10),中值S1=9}

p2={选址合理,S=(7,8),中值S2=7.5}

p3={选址一般,S=(6,7),中值S3=6.5}

p4={选址不合理,S=(4,6),中值S4=5}

p5={选址非常不合理,S=(0,4),中值S5=2}

3.3.2 求得模糊矩阵

邀请n位专家对评判对象的各个基层指标进行一一评分,得到模糊关系矩阵

R=(SC1,SC2,SC3,… ,SC17,SC18,S19)T

3.3.3 计算出最后得分

根据上文求出的基层指标对目标层的权重,结合模糊关系矩阵,计算出评判目标的最后得分。

B=WR=(b1,b2,b3,b4,b5)(3)

将b1,b2,b3,b4,b5五个数值归一化。

Wi=Mi∑nj=1Mj(4)

其中Si的数值参考公式(2)。

5 结论

在充换电站的建设过程中,特别是针对服务于私人电动汽车的充换电站进行选址时,可运用该评价模型,综合考虑多方面因素,对不同的备选方案进行评价,最终在备选方案中选择最优方案;另外,对建设完成的充换电站进行基于该评价模型的综合评价,得出结论并分析其优势和劣势,对不足的地方进行相对应的改善,从而达到合理的充换电站选址布局。(作者单位:北京物资学院)

参考文献:

[1]GB17691-2005, 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法[S].

[2]顾嘉佳. 基于AHP-FUZZY的第三方物流企业仓库综合评价选址模型[J]. 物流科技, 2010, (9): 9-12.