Применяя статистическую геометрию для анализа городских дорожных сетей, исследователи KAUST продвинулись в понимании того, как беспроводные зарядные дороги могут повлиять на поведение водителей и городское планирование в будущем, когда электромобили (EVs) будут доминировать на автомобильном рынке.
"Наша работа мотивирована глобальной тенденцией перехода к зеленому транспорту и EVs", - говорит постдок Мустафа Кишк. "Эффективные динамические зарядные системы, такие как беспроводные системы передачи энергии, установленные под дорогами, разрабатываются исследователями и технологическими компаниями по всему миру как способ заряжать электромобили во время движения без необходимости останавливаться. В связи с этим возникает необходимость математического анализа масштабного развертывания зарядных дорог в мегаполисах."
Многие факторы вступают в игру, когда зарядные дороги добавляются к городской дорожной сети. Водители могут искать платные дороги во время поездок на работу, что имеет последствия для городского планирования и управления дорожным движением. Между тем, плотность зарядных дорожных установок в городе и вероятное время, затрачиваемое на зарядку дорог и между ними пассажирами, могут влиять на размер батарей, установленных в EVs производителями автомобилей.
Вычисление показателей, которые могут быть использованы для анализа заряженной дорожной сети, очень важно, как объясняет Дук мин Нгуен, коллега по лаборатории.
"Наша главная проблема заключается в том, что показатели, используемые для оценки эффективности динамического развертывания зарядки, такие как расстояние до ближайшей зарядной дороги при случайной поездке, зависят от начальной и конечной точек каждой поездки", - говорит Нгуен. "Чтобы правильно зафиксировать эти показатели, мы должны были явно перечислить все возможные ситуации, вычислить показатели в каждом конкретном случае и оценить, насколько вероятно, что каждая ситуация произойдет в реальности. Для этого мы использовали подход, называемый стохастической геометрией, для моделирования и анализа того, как эти метрики влияют на такие факторы, как плотность дорог и частота развертывания динамической зарядки."
Применяя этот анализ к району Манхэттена в Нью-Йорке, где плотность дорог составляет одну дорогу на каждые 63 метра, Кишк и Нгуен вместе с руководителем исследований Мохаммедом-Слимом Алуини определили, что водитель будет иметь 80-процентную вероятность столкнуться с зарядной дорогой после того, как проедет 500 метров, когда беспроводная зарядка установлена на 20 процентах дорог.
"Это первое исследование, которое включает стохастическую геометрию в анализ производительности развертывания зарядных дорог в столичных городах", - говорит Кишк. "Это важный шаг на пути к более глубокому пониманию необходимости развертывания платных автомобильных дорог в мегаполисах."
