洛阳市洛龙区电动汽车充电设施布局研究

2023-02-10苗京柴丹彭胡耀明张晨杰唐振宇

智能建筑与智慧城市 2023年1期

关键词：洛阳市充电站布局

苗京，柴丹彭，胡耀明，张晨杰，唐振宇

（河南科技大学建筑学院）

1 引言

我国的碳排放总量中，交通运输占7.5%，而新能源汽车产业是目前交通领域进行低碳转型的主要产业，因此推动新能源汽车产业快速发展至关重要，我国“十四五”规划中也明确提出要大力促进新能源汽车的推广及产业发展。

洛阳市的新能源产业基础较为完善，具备发展新能源汽车的条件，但在充电设施发展方面，起步较晚。充电设施发展的滞后已成为制约洛阳市电动汽车产业持续发展的重要因素之一，所以研究充电设施的发展状况对于促进洛阳市电动汽车产业发展具有重要的现实意义。

目前关于充电设施布局的研究，主要集中在设施规划问题及对策、规划模式与实践、规划布局及优化等方面。研究成果主要可归纳为：①依据充电桩建设管理成本最小与运营利润最大为模型进行设施配套及布局优化[1]；②通过研究充电需求密度或划分充电设施服务范围进行设施配套及规划布局；③依据中心地理论进行设施布局，增加设施服务半径分类，节约成本，提高设施利用效率；④对规划区人口、用地性质与规模、交通发展等各因素进行综合预测，进行分类分区处理，加强与城市相关规划的衔接与协调，加强可实施性。

综上，现有研究基本都以充电设施为主体进行研究，较少关注其作为新型基础设施，本质的属性是服务，在选址时应更多地考虑公众的差异化需求，满足不同类型的电动汽车用户的充电需求[2]。本文将从这个角度出发，以洛阳市洛龙区为研究对象，对充电设施布局进行研究，以期为洛阳市及其他地区充电设施建设布局提供建议与参考。

2 研究策略

2.1 研究思路

采用GIS分析与实地调研相结合的方式，全面掌握和深度挖掘现状信息，进而对充电设施布局进行研究，研究过程如图1所示。

图1 研究思路

2.2 数据来源

借助高德开放平台，获取充电站坐标数据，居住区AOI数据。通过OSM获取洛龙区路网数据。

2.3 研究方法

核密度分析法：运用量化分析方法，对设施的空间分布特点进行分析，可以为各类设施的选址、布局等提供参考。

GIS网络分析：依据网络拓扑关系，通过考察网络元素的空间与属性数据，以数学理论模型为基础，对网络的性能特征进行分析计算，用于研究设施的服务范围。

最小化设施点数模型法：依据规范设置阻抗条件，对候选设施点进行选择，挑选出最少数量的设施点，使得位于设施最大服务半径之内的设施需求点最多。

3 国内充电设施发展现状分析

3.1 全国电动汽车及充电设施发展情况

中国电动汽车充电基础设施促进联盟的数据显示，截至2021年9月，我国充电设施总数量为222.3万个。车桩比为3.05:1，相比2020年车桩比矛盾加剧。按照国家能源局布置的充电桩建设任务要求，到2030年“车桩比”要达到2:1。

3.2 洛阳市发展现状

洛阳市在2018年将充电设施建设确定为重点民生实事之一，2020年发布《洛阳市中心城区充电设施建设三年实施方案》。截至2021年年底，全市新能源汽车累计保有量近4.7万辆，城市区域公共充电桩车桩比达6∶1左右。

4 洛龙区充电设施现状分析

4.1 研究区概况

洛龙区是洛阳市的六大主城区之一，经过二十多年的发展已成为洛阳市现代化发展的形象窗口。但近年来洛龙区的能源与环境问题越发严峻，产业发展转型刻不容缓，结合原有产业大力发展新能源及相关产业，正是洛龙区进行低碳经济转型的一大方向。

4.2 数量类型分析

对poi数据和“国花新能源”APP数据进行整合并实地核对，发现洛龙区现有充电站91个，充电桩1244个左右，结合洛阳日报文章数据，至2021年底，洛龙区新能源汽车保有量约为7833辆，则洛龙区现状车桩比约为6.3:1，与全国平均水平3.05:1仍有不小差距。现有充电站包括公共充电站、居住区充电站、工作场所充电站三大类，其中以工作场所充电站为主，占比59.3%，公共充电站和居住区充电站较少，占比仅为26.4%和14.3%。而工作场所充电站中对外开放的占40%，大多数只是内部专用。公共充电站中与停车场合并建设的占20.8%，其余主要为独立占地建设。

4.3 空间分布分析

现状充电站主要分布在伊河以北的洛龙区西部，伊河以南的伊滨经济技术开发区，还处于开发建设初期，只有少量充电站。

4.4 分布密度分析

洛龙区西部充电站分布密度最高，中部分布密度较低，而东北部和东南部密度几乎为零（见图2），这与洛龙区路网密度正相关，同时也表明充电设施建设时没有考虑城郊居民的充电需求。

图2 核密度分析

4.5 服务范围分析

按照河南省2020年印发的《加快电动汽车充电基础设施建设的若干政策》中对于洛阳市公共充电设施服务半径的要求，以1km为服务半径，对现存充电站（假设工作场所充电站全部对外开放）运用GIS空间分析方法，进行基于路网的服务范围分析，并叠加小区aoi数据进行对比（见图3），发现部分居住区未在服务范围内，如关林路和周山大道交叉口区域、牡丹大道和学府街交叉口区域、王城大道和隋唐城路交叉口区域、伊滨区众多新建小区等。分析表明，现状充电站布局不均衡，有的区域多重覆盖，有的区域覆盖不到，大面积新建区域和城郊融合区域基本无覆盖。

图3 服务范围分析

4.6 实地调研分析

经过实地调研，收集到问卷154份，其中不使用电动汽车的38份，使用电动车的116份。

4.6.1 使用意愿影响分析

使用电动汽车的人群中，多数是因为驾驶方便、不限号以及日常使用成本低。而不选择电动汽车的受访者中因配套充电设施不完善而不使用的占比45%，为其主要原因。

4.6.2 充电设施使用场所

受访者常用的充电地点为居住区和工作场所，占比分别为52%和38%，并且59%的居民感觉充电桩不够用，存在充电难问题。在居住区内充电的人群中，六成使用私人自建充电桩，缺乏统一管理和安全检查，存在一定的安全隐患。

而私人自建的原因主要有两点，一是居住区内停车位缺乏，无法进行充电设施建设；二是居住区内有个人车位，但因电力原因和权责不清，物业以存在安全隐患为由拒绝进行充电设施建设。居民响应政策购买使用新能源汽车，但小区内部充电设施配备缺乏却是现存的一大问题。

4.6.3 充电设施使用体验

“国花新能源”APP是洛阳市的一个充电设施运营管理平台，调查显示常用此app的受访者只有28%，很多受访者不了解此APP，加上电动汽车的使用者中有相当一部分是中老年人，存在使用困难。

而常用的导航软件，如百度、高德等，对充电设施的信息整理不够完善，定位不够准确。在实际使用体验中，因不了解位置而存在找桩难和因数量少存在充电困难的受访者分别占24%和35%，大多数受访者希望可以在增加充电设施数量和设施使用智能化方面进行改进。

5 洛龙区充电设施现状问题总结

①供给存在不足，现有充电站、充电桩数量不足，车桩比只有6.3:1，仍存在充电难，有车无桩的现象。

②政策落实不到位，现有充电站类型上以工作场所充电站为主，其中对外开放的只占40%，居住场所的充电站数量较少，存在多数小区没有配建充电桩的现象，与加快推进小区充电设施配套建设的政策要求不符。

③设施布局分布不均，现有公共充电站的服务范围无法覆盖所有住宅小区，也缺乏对于城郊融合发展区域居民充电需求的考虑，没有实现基本公共服务设施均等化、全覆盖的规划配置要求。

④使用体验差，充电设施的智能化水平与人们的使用需求和使用能力有不小矛盾，在居住区缺乏配套充电设施的情况下，公共充电设施的补充效果不足，进一步加深了充电难问题，并且主要依靠公共充电站，使居民的日常使用体验较差，同时遥远的充电距离也是对时间和资源的浪费。

6 洛龙区充电设施规划策略与布局

6.1 落实政策要求，加快设施建设

①以小区和工作场所为充电设施配置的主力军，充分发挥其充电方便安全的特点，减少居住区私人乱搭乱建行为引起的安全隐患。加快相应政策的落实，压实主体责任，同步推进设施建设和安全隐患排查工作。在具备小型充电站建设条件的工作场所，给予政策鼓励与技术指导进行充电站建设。

②以公用充电站为补充，满足没有条件在小区和工作场所充电的居民的需求，同时满足车主在外行驶时的临时就近充电需求。结合各类公共停车场建立可充电停车区，采取与普通停车位不同的收费情况，避免占用现象。

6.2 科学规划，加强布局引导

加强公共充电站与居住区的临近布置以及与各类型停车场、大型活动场所、现有能源站的结合布置，保证服务范围覆盖所有小区和城乡融合区域，推进区域整体新型基础设施建设和基本服务设施均等化，营造良好的充电体验，避免资源的不必要损耗和闲置浪费。

6.3 创新运营管理，加强宣传展示

充分考虑洛阳作为旅游城市的特点，适度超前建设充电设施，以满足假期时间周边游客对于充电设施的需求。结合导航软件完善充电设施信息管理平台，做好充电设施信息的全面整合和实时更新。保证必要时可通过平台，开放适量的专用充电站，用以应对特殊时段充电需求的激增。利用各种新媒体手段对智能平台进行大力宣传，保证车主实际使用体验的不断优化。

6.4 布局优化

结合洛龙区“十四五”规划，进行科学合理的充电设施建设规划，强化与国土空间规划、控制性详细规划以及相关专项规划的衔接[3]。结合洛龙区实际条件，按照合适的服务半径（1km～3km），进行均衡布局，构建覆盖全区的充电设施网络。

将原有充电设施未覆盖区域，按人口密度划分为两个区域，低于15人/km2区域和高于15人/km2区域。前者采取3km服务半径进行配置，后者采取1km服务半径进行配置（见图4）。

图4 洛龙区充电设施布局规划图

低密度区规划新增充电站共70个，结合现有停车场和各种能源站布局，可以减少前期投入，避免因人口密度较低造成的资源闲置。高密度区规划新增充电站21个，结合居住小区、大型商场及综合体、具备条件的办公楼、绿地广场等进行布置。

根据目前洛阳市电动汽车保留量增长速度（年增长率62.5%），并结合中国汽车工业协会预测的未来五年我国电动汽车产销增速将保持在40%以上，预测到2030年洛龙区电动汽车保留量将达11.3万辆左右。规划新增充电站与现有充电站可提供充电桩5.6万个以上，保证车桩比达到2:1，满足国家2030年的充电设施建设标准。