Google研究团队在替电动汽车驾驶设计充电路线规划时,放弃神经网络与较复杂的模型,改采线性回归预测电动汽车充电桩未来的可用状态。该轻量模型专门处理一个实际问题,也就是从现在起经过一段时间,驾驶抵达特定充电站时,是否有机会找到至少一个可用充电桩,借此降低里程焦虑与现场排队的不确定感。
在电动汽车越来越普及的情况下,单纯扩建实体充电站已不足以消除驾驶的不安,如何在既有充电基础下提高使用效率成为重要议题。Google把充电站资讯直接纳入导航,依据电池电量与目的地安排行程,并通过模型估算短时间内各站可用状态,让系统在建议路线时避开较可能到站没位子的时间与站点。
模型的核心特征是一日其中的小时,系统将每一个小时视为不同特征,由训练过程学得对应权重,反映该时段充电桩占用率的平均变化趋势。权重为正,代表该时段桩位倾向逐渐被占用,可用桩数减少,而权重为负,则代表桩位普遍在发布,接近零则多数情况下状态变化不大,也就是说,模型等于在不同时段学会现在空位数与未来空位数之间的变化率,而非重建完整且复杂的排队行为。
研究人员指出,线性回归模型只会在充电桩变化最明显的时段,才会给出与维持现状(Keep Current State)不同的预测,而不是一律假设未来状态等于现在,主要包含早晚尖峰时段与具备较多桩位的大型站点。尖峰时段的车流与大型站点的进出量都较大,空位数变化更明显,因此系统选择在这些时候更新预测,让结果更贴近驾驶实际会遇到的情况。
模型训练使用来自加州与德国的充电桩即时数据,并在多座站点进行验证。Google以维持现状作为基准,比较线性回归模型在30到60分钟预测时窗内,能否更准确判断驾驶抵达时是否会有至少一个可用充电桩。
实验结果显示,在至少有6个桩位的大型站点,且处于占用变化率最高的时段,例如早上8点与晚上8点,导入线性回归模型后,错误预测比例在早上尖峰约可降低20%,在晚上尖峰约可降低40%,实际减少驾驶在拥挤时段扑空的机率。
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