摘要
近年来，在碳达峰和碳中和的背景下，新能源产业迅速发展，同时，电动汽车用户数量飞速增长，但与其匹配的基础充电设施的发展缺相对缓慢，电动汽车用户面临着找桩难、用桩难的困境。充电桩共享不仅能够减少充电桩基础设施的建设投资，还能够将现有资源高效利用起来，满足电动汽车用户的充电需求，因此，如何共享共充电桩成为了学者们研究的热点。 私有充电桩基数大、日间大多闲置，具有巨大的共享潜力，但当前私有充电桩共享存在着私有充电桩利用率低、电动汽车用户充电行为监管难的问题，现有研究大多侧重一方利益，较少对电动汽车用户和私有充电桩拥有者的总体效益进行深入讨论；此外，传统充电桩共享平台中心化程度过高，无法保证电动汽车用户与充电桩之间的可信交易，现有基于区块链的充电桩共享平台的激励模式没有与调度机制进行配合，激励效果差。针对上述问题，本文提出了一种基于双边匹配的私有充电桩共享机制，利用双边匹配解决电动汽车与私有充电桩之间的匹配问题；在该共享机制的基础上，提出了一种基于区块链的公私有充电桩联合的共享模型，利用区块链构建充电桩共享平台，并设计智能合约实现车桩之间的可信交易。本文的主要研究内容如下： （1）针对私有充电桩共享中私有充电桩利用率低和电动汽车用户充电行为监管难的问题，提出了一种基于双边匹配的私有充电桩共享机制。首先引入私有充电桩拥有者对电动汽车用户的信誉度评分，使用区块链不可篡改的特性存储用户信誉，并将其考虑到电动汽车与私有充电桩之间的匹配中。其次，将私有充电桩共享平台中，平台向电动汽车用户推荐私有充电桩的过程等效于电动汽车与私有充电桩之间的双边匹配问题，对电动汽车用户的充电开销以及私有充电桩拥有者对电动汽车用户的综合评分进行了建模。然后，使用Gale-Shapley算法实现电动汽车与私有充电桩的匹配，使得总体效益最优。最后，实验结果表明，本方案能够促使平台中的电动汽车用户提高自身信誉度，解决电动汽车用户充电行为监管难的问题，并且能够提高私有充电桩和电动汽车的匹配成功率，提高私有充电桩的利用率。 （2）针对传统充电桩共享平台无法保证电动汽车用户与充电桩之间可信交易、中心化程度高的问题，提出了一种基于区块链的公私有联合的充电桩共享模型。首先，通过对模型可行性以及需求进行分析，设计了共享模型框架。其次，在本地搭建以太坊平台，利用以太坊钱包模拟用户与充电桩之间的交易。然后，设计智能合约，保证了电动汽车用户与充电桩之间的可信交易。最后，通过测试和安全性分析证明了模型的可行性。
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