数据科学2023 年夏季学期优化电动汽车充电站布局的空间经济分析
巴赫拉姆-汗-巴洛赫 (7047281)
赛拉-索海尔-安瓦里 (7047706)
乌默尔-布特 (7024124)
Cicy Kuriakose Anges (7047703)
阿坎什-毛里亚 (7047939)
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内容
Data Science – Summer Semester 2023 - Prof. Wolfgang Maaß
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26.05.23
问题
说明
3
3
私人交通工具数量增加
碳排放量增加
全球变暖
燃料枯竭
4
问题的出现
一种碳排放量较少的交通工具
电动汽车
其动力来自风能、太阳能或水能。
问题出在哪里?
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替代方案?
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电动汽车充电站
基础设施
电动汽车站设在哪里?
当前的解决方案?
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人工智能可以帮助我们吗?
利用人工智能,我们可以
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欧洲哪些地方可为电动汽车充电
来源:OpenStreetMap
来源:https://www.statista.com/statistics/646075/total-number-electric-cars-germany/
但为什么是现在?
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电动汽车注册数量
年份
提出电动汽车充电站问题
4 类问题
我们的范围
电动汽车充电桩的布置取决于哪些因素
充电需求 利用率 用户行为
道路连通性 兴趣点 地理特征
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Related Work
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相关工作
问题解决了吗? 没有
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这些方法的局限性
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我们的建议
数据收集 → 分析 → 建模
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我们的建议
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城市地图
道路网络
土地利用
POIs
人口密度
机器学习
电动汽车充电站位置
我们工作的利益相关者
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Stakeholder | Examples | Reason |
电动汽车制造商 | 大众、宝马、梅赛德斯-奔驰 | 有助于制造商了解德国哪些地区可能购买电动汽车作为主要或次要交通工具 |
EV charge point installers or service providers | Allego Germany, EnBW | Useful for any enterprise or business to be proactive about any bids or investment for the installation of charging stations |
Policy Makers, Think tanks & Local Councils | German Federal Government, Berlin City Council | Useful for any marketing campaign or incentive scheme that involves the public to ensure it will be cost-effective and focused |
数据收集
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数据收集
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划分网格
数据收集
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柏林公路网
萨尔布吕肯公路网
网格中的边和节点
数据收集
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POIs(Berlin)
数据收集
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数据收集
2. 电动汽车充电站数据:
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数据收集
3 人口数据:
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Population density of Regionalverband Saarbrücken
City Center �EUROPA-Galerie�Saarbrücken Hbf
St. Johanner Markt
Rathaus
Uds
数据处理
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数据收集概述
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数据集
Data Analysis
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德国每年新安装的充电站数量
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每个城市的电动汽车站数量
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哪些特征对放置
电动汽车站的位置?
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萨尔布吕肯简介
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Machine Learning Modeling
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预测电动汽车充电站位置的两种方法,基于以下因素
在这两种情况下,我们使用所有其他 POI 进行预测
[公园、餐馆、停车场、大学......]
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EV Charging Station Placement
Machine Learning Modeling
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城市划分
我们根据人口将数据分为大城市和小城市。
大城市 柏林 ,斯图加特,法兰克福
小城市 : 卡尔斯鲁厄,特里尔,萨尔布吕肯,美因茨
这有助于了解大城市和小城市在趋势、模式或模型方面的差异
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Experiments - Model Performance
Performance Metrics: F1, AUC, and Balanced Accuracy.
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Best Performing Models
�
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模型结果
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我们的模型在大数据和小数据上的表现一致,这证明了模型的通用性
EV Station Utilization Computation
Machine Learning Modeling
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数据
英国 40 多个电动汽车站的利用率数据
来自 2017-2018 年
按周汇总数据,帮助模型更好地学习
创建日期时间特征:月、年、周数、纬度、经度和利用率
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Model
Objective: Determine the future usage of a given EV station location
Task: Predictive Modeling / Regression
Model : Random Forest
Model inputs: datetime features and EV station latitude and longitude
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实际应用和优势
准确的布局决策
优化基础设施投资
改进规划和资源分配
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成果
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Models | MAE | RMSE |
Linear Regression | 350 | 383 |
Decision Tree Regressor | 92 | 130 |
Random Forest Regressor | 105 | 143 |
仪表板和代码
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和预测的电动汽车站
Github Repository
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行业和初创企业
为进一步了解问题陈述并获取数据,我们联系了一些初创公司:
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Thank You
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Appendix
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文献综述(摘要)
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导言和问题理解
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利益相关者holder | Examples | Reason |
Policy Makers, Think tanks & Local Councils | German Federal Government, Berlin City Council | Useful for any marketing campaign or incentive scheme that involves the public to ensure it will be cost-effective and focused |
EV charge point installers or service providers | Allego Germany, EnBW | Useful for any enterprise or business to be proactive about any bids or investment for the installation of charging stations |
EV Manufacturers | Volkswagen, BMW, Mercedes-Benz | Useful for manufacturers to understand areas in Germany that are likely to purchase an EV for their primary or secondary mode of transportation |
相关工作
那么问题解决了吗? 没有
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Limitations Of These Approaches
Can we do propose optimal EV station location when no historic charging data is available?
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Real world Disclaimer: Industries, and Startups
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Data processing
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Two Methods to Predict Placement Of EV stations Based on:
With Availability of Utilization data:
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Methodology
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Utilization Based Approach
�
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