基于泰森多边形的赤峰市中心城市新能源汽车充电基础设施规划研究

葛升阳

华设设计集团股份有限公司 江苏 南京 210014

1 引言

我国碳排放总量中，交通运输约占10%，根据《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，提出加快推进低碳交通运输体系建设，推广节能低碳型交通工具，加快构建便利高效、适度超前的充换电网络体系。因此，如何进行充电基础设施的布局规划显得尤为重要。本文充分分析赤峰市新能源汽车和充电设施发展现状，研究中心城市范围内充电基础设施的合理布局，以满足不同类型新能源汽车的充电需求[1]。

2 现状分析

赤峰市位于内蒙古东南部，蒙、冀、辽三省区接壤处，是蒙东、辽西、冀北地区（旧热河地区）的经济中心和区域中心城市，被自治区政府定位为省域副中心城市。现状中心城区机动车数量共计24.8万辆，其中新能源车辆1523辆，占中心城市汽车保有量0.61%，赤峰市新能源汽车发展刚处于起步阶段，未来具有巨大发展潜力。

现状赤峰市社会公共充电桩发展刚处于起步状态，已建成社会公共充电桩51个，车桩比为24.8:1，充电桩发展严重滞后，阻碍新能源汽车发展增长，此外，充电设施运营管理方面存在诸多问题，其中“有车无桩充电难”、“有桩无车运营难”、“有桩被占”与“有桩无电”等尤其突出，严重制约了新能源车辆的发展。自2017年赤峰公共交通提档升级以来，新改建的公交场站新、老公交公司、六大份公交场站、新区八家公交场站等，均配建有公交充电设施，目前公交充电设施数量共计152个，基本能够满足新能源公交车辆充电服务需求。

3 布局规划思路和目标策略

3.1 总体思路

构建赤峰市“1246”充电设施规划总体思路：以自用、专用充电设施为主，公共充电设施为辅的充电设施体系为一个体系；以充电服务质量和充电服务效率为两大服务；以集约化、便利化、智能化和商业化为四个方向；以私家车、公交车、出租车、环卫车、物流车、公务车为六大内容。

3.2 体系构建

按照使用权属特点，充电设施分为专用充电设施、公共充电设施和自用充电设施三类，其中，专用充电设施主要为公交车、出租车、环卫车、物流车等专用的充电设施；公共充电设施主要为社会车辆提供服务的充电设施，分为公共分散充电桩和公共充电站；自用充电设施主要为居住区和单位内部配套的充电设施。借鉴国内其他城市充电设施体系，提出本次规划形成以自用、专用充电设施为主，公共充电设施为辅的充电设施体系[2]。

3.3 规划目标

重点领域目标方面，自用充电设施中，私家车和公务车充电设施车桩比规划目标为实现“一车一桩”；公共充电设施，充分结合公共建筑配建停车场、社会停车场、路内停车场配建公共充电设施，新能源汽车与公共充电设施比例不低于8：1；专用充电设施，充分挖掘自有场站空间资源建设充电设施，满足公共服务领域新能源汽车充电需求。

重点区域目标方面，结合国家、自治区和赤峰市相关政策文件要求，参考对标城市重点区域公共充电设施布局要求，本次赤峰市重点区域公共充电设施规划目标为老城区公共充电设施服务半径小于1km[3]。

3.4 规划策略

以充电基础设施发展规模为基础，采取刚性、弹性控制相结合的方法，按照专用充电设施和公共充电设施两类落实充电设施用地，自用充电设施预控建设比例的思路，进行充电设施规划布局[4]。

专用充电设施：采取刚性控制，落实用地的思路。规划策略为总量控制，分区调整。

公共充电设施：采取刚性控制，落实用地的思路。规划策略为差异分区，刚性落地。

自用充电设施：采取弹性控制，预控建设比例的思路。规划策略为指标控制，一车一桩。

4 布局规划方案

4.1 公共充电设施布局方案

公共充电设施规划形成公共分散充电桩（配建公共充电设施）为主，公共充电站（独立占地公共充电设施）为补充的公共充电设施体系。

（1）公共分散充电桩

公共分散充电桩以社会公共停车场和公共建筑配建停车场（车位规模>50个）作为主要载体，以路边退让停车位作为补充载体。

社会公共停车场

整理控规用地，提取社会停车场用地共计132处；根据车位规模>50个和交通可达性原则，结合服务半径，规划97个社会公共停车场布局公共充电设施，占社会公共停车场总量74%。规划共设置3188个充电桩，平均每处社会公共停车场建设约32个充电桩。

图1 公共分散充电桩（社会停车场）布局方案

公共建筑配建停车场

整理控规用地，共提取商业用地774处和公共服务设施用地243处；根据车位规模>50个和交通可达性原则，结合服务半径，规划253个公共建筑配建停车场布局公共充电设施，占公共建筑配建停车场总量25%。共设置8316个充电桩，平均每处社会公共停车场建设约32个充电桩。

路边退让停车位

考虑红山老城区、松山老城区和平庄城区路外充电设施不足，在现状路边退让停车位设置公共充电设施。规划10条路边（13个点）退让停车位布局公共充电设施，共设置366个充电桩。

（2）公共充电站

利用加油站建设加油充电共建站，在满足汽车加油的同时，也可为电动汽车解决充电需求，将大大简化纯充电站的规划选址和建设程序，节省建设周期，并能充分利用城市的有限土地资源。

整理控规用地，共计提取加油站用地84处；根据用地面积>3000m2和交通可达性原则，结合充电需求和服务半径，规划42个公共充电站，占加油站用地总量50%。共设置336个充电桩，平均每处公共充电站建设8个充电桩。

4.2 专用充电设施布局方案

在专用充电设施规划布局方面，对于公交、环卫等定点定线运行的公共服务领域电动汽车，倡导和鼓励优先在专用停车场站配建充电设施。对于出租、物流等非定点定线运行的公共服务领域电动汽车，应充分挖掘其专用停车场站配建充电设施的潜力，并结合城市公共充电设施，实现高效补电。

（1）公交车专用充电设施

新建公交场站100%配建充电设施，配建充电桩数量结合场站规模、场站功能确定。通过实地调查，对于现状已建成的公交场站，未配建充电桩的场站规模一般较小，不具备配建条件，本次规划也不考虑配建充电桩。根据预测，中心城区需布设803个充电桩，本次共规划900个充电桩。

（2）出租车专用充电设施

综合考虑国家政策引导和赤峰实际情况，建议赤峰出租车充电设施以私家车自用充电设施和公共充电设施为主，以专用出租车充电设施为补充。出租车专用充电设施主要结合出租车服务中心、出租车加气站布设，按照车桩比5:1配置，采用直流快充模式。根据预测，共需布设248个充电桩，本次共规划251个充电桩。

（3）环卫车专用充电设施

根据结合赤峰用地条件，环卫车专用充电设施主要结合环卫用地布设，按车桩比2:1配置。根据预测，共需布设101个充电桩，本次共规划101个。

（4）物流车专用充电设施

根据城市物流需求与物流园分布情况，优先考虑在物流园集中地方或有物流需求的地方，结合物流用地布设。借鉴国内其他城市配置标准，建议物流车专用充电设施按照车桩比2:1配置。根据预测，共需布设809个充电桩，本次共规划810个。

4.3 自用充电设施布局方案

新建小区按照10%配建充电设施，且应当与住宅项目实现同步设计、同步建设、同步投入使用；100%预留充电设施建设安装条件，包括预留充电设施、管线桥架、配电设施、电表箱安装位置及用地。已建小区结合自身实际，鼓励物业联合充电设施建设运营商统一改造居住（小）区停车场，按照不低于5%的标准建设安装充电设施。

规划从城市中心区向城市边缘地区、从城市优先发展区域向一般区域，逐步推动具备条件的政府机关、公共机构和企事业单位内部停车场，改造或建设安装充电设施。新增新能源公务车必须配建相应充电桩。既有新能源公务车的充电设施按照每年不低于10%比例的逐年补齐。

5 布局规划方案评价

5.1 泰森多边形

泰森多边形是对空间平面的一种剖分，其特点是多边形内的任何位置离该多边形的样点的距离最近，离相邻多边形内样点的距离远，且每个多边形内含且仅包含一个样点[5]。因此，基于GIS平台，采用泰森多边形法，分析充电设施规划方案服务范围，对充电设施布局方案进行评价。具体评价步骤如下：

1）以赤峰市的规划图作为底图；

2）确定充电设施布局方案的经纬度，并制作成Excel表格，然后将Excel文件导入ArcGis软件中，利用GIS平台对充电设施布局方案做泰森多边形；

3）将各图层叠加后，呈现出的规划内容见下图。

图3 中心城区泰森多边形分析图

泰森多边形面积越小，充电设施分布越密集，从上图可知，红山老城区、松山老城区分布最为密集。

基于GIS平台，按照公共充电设施一类区平均服务半径0.9km、二类区1.5km、三类区2.5km，分析得到公共充电设施的覆盖面积。由下图可知，规划方案基本覆盖所有建设用地。

图4 中心城区服务半径分析图

6 结语

本文在结合赤峰市的特点和借鉴国内外城市的研究经验基础上，以充电基础设施发展规模为基础，采取刚性、弹性控制相结合的方法，按照专用充电设施和公共充电设施两类落实充电设施用地，自用充电设施预控建设比例的思路，进行充电设施规划布局，引导赤峰市充电基础设施建设。自《赤峰市中心城市新能源汽车充电基础设施专项规划》获批后，赤峰市政府大力推进充电桩建设，实现了井喷式的增长，取得显著效果。