褚明宇
26-10-03 14:24 微博认证:科学工作者

#高速充电80%强制离场引争议#

高速充电 80% 强制离场,这有什么好「争议」的?

在这场五小时排队闹剧里,这恰恰是唯一一个经得起运筹学检验的决定。

骂这条规定的都是不懂数学的弱智。

今天褚老师就给大家讲讲这道题哈。

一、多充 3 分钟,多等一个半小时

1961 年,英国数学家 Kingman 给出过一个排队论的经典近似公式:

W ≈ ρ/(1−ρ)· (c_a² + c_s²)/2 · E[S]

ρ 是利用率,代表系统有多忙,
c_s 是每车用时的离散程度,
E[S] 是平均服务时间。

要命的是 ρ/(1−ρ)这一项:利用率低时它很温和,接近满载时,分母趋近于零,它就陡然翻脸。

带入数字看看。

一个 30 枪的服务区,每车充 30 分钟,利用率 90%,平均等 5 分钟左右。如果每车只多充 3 分钟,利用率就到了 99%,平均等待超过一个半小时。

服务时间只增加 10%,等待时间却变成原来的 20 倍!

二、为什么油车不堵,电车堵成这样?

一辆车对补能设施的占用,等于「多久停一次」乘以「每次停多久」。

油车在高速上大约跑 600 公里加一次油,每次占用油枪 5 分钟左右。

电车标称 600 公里续航,以 120 公里时速跑高速,有车主实测只剩 300 多公里。再按规矩只充到 80%,又没人敢把电用到 10% 以下,两百公里出头就得进一次站,每次占枪约 35 分钟。

两项相乘:电车进站的频率是油车的 3 倍,每次时长是 7 倍,一辆电车对补能设施的占用,相当于 21 辆油车。

在同样的车流下,一个 20 把枪的充电站,承载能力只抵得上一把油枪。

放回公式里看:加油站平时利用率 30%,国庆车流翻 1.8 倍,也不过涨到 54%,平均排队不到 10 秒。充电站平时就要跑到 60% 以上才不算白建,车流一翻倍,ρ 直接冲破 1,排队就变成了积压:每小时进来 60 辆,只能走 45 辆,一个白天积压 150 辆,队尾要等三小时以上。

每车再多充 5 分钟,就是 200 辆、 5 小时!

同一个公式,油车站在曲线平坦的那一头,电车站在悬崖边上。

三、80% 离场,是教科书级的答案

快充并不匀速。过了 80%,电池就开始限流,最后两成电量花的时间,往往和前面七成差不多。把这一段切掉,E[S] 和 c_s 同时下降。

按枣阳北约 200 辆车排队、48 把枪计算,队尾的等待时间能从三个多小时缩短到一个多小时。

至于「我付了钱」:在 ρ > 1 的系统里,你多占的每一分钟,都会摊成身后几十辆车的等待。这在经济学里叫负外部性。

四、电车的几项「加成」

一是省钱神话。

到了服务区,电价 1.6 元一度,有特斯拉车主一算,一公里三毛多,比他家的奥迪 A4 也没便宜多少,还白搭了几个小时。

二是自我实现的焦虑。

油车嫌排队长,开去下一站就是了。电车车主却因为里程焦虑,电量还剩小一半就提前进站排队,到达率 λ 被焦虑凭空放大,结果是大家都怕排队,于是大家都去排队。少数敢赌的人里,赌输的那几位剩 1% 电量,被人推到了桩前。

三是越堵越慢。

很多场站多枪共享总功率,车越多,单枪越慢,E[S] 随着排队变长,形成正反馈。

燃油车不需要「加到 80% 离场」,也不需要推车和抽号。它最后一升油和第一升油一样快,E[S] 小到 Kingman 公式都懒得发威。

所以必须承认,电车确实是一次技术升级:以前排队要站着,现在可以坐在车里排,还开着空调。

前提是,电够。

还有您愿意坐车里喝 5 小时的咖啡。

哦对了,不是有车企管电车叫什么「移动的家」吗?在缓缓移动的「家」里憋 5 小时喝咖啡,这正是您想要的啊!

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发布于 上海