课题项目：本文系南通理工学院2025届项目“优秀毕业设计（论文）培育计划”（BS202412）的研究成果。

0引言

近十年来，充电设施建设虽有发展，但城市配电、充电和换电设施布局及数量仍存在不足，影响电动汽车推广和设施运营。为此，国内外研究者正致力于城市充电设施布局课题的研究。日本布局灵活均衡，普通充电站间隔10km，快速充电站间隔50km^[1]。法国凭借领先的商业模式，尤其是分时租赁和多点布置策略，成功推动充电设施建设^[2]。美国以特斯拉等为代表，通过分层策略和互联网模式布局充电设施，西部点状密集、东部片状，城市内高密度分布^[3]。国内方面，姚明^[4]等人提出基于多源数据的优化方法，王雨璇和夏亮^[5]评估南京中心城区布局并提出建议，张博、窦刚^[6]等人构建新能源汽车充电需求模型优化布局。这些研究和实践经验为优化充电设施布局提供了有益参考，有助于推动电动汽车产业健康发展。

1相关理论数据

1.1空间句法理论

空间句法颠覆传统空间认知，强调空间为社会经济活动关键。它通过细致划分，挖掘空间关系，关注整体通达性和关联性，揭示城市空间与经济、社会的紧密联系。包含凸空间法、轴线法等，为理解空间构型、功能及其与人类社会活动关系提供有力工具^[7]。

1.2空间句法的变量与指标

空间句法模型主要有以下几个计算变量:连接度（常表示为C_i）、控制度（常表示为ctrl_i）、深度值（常表示为D_i）、整体集成度（常表示为 RA_i）、可理解度^[8]。

（1）连接度 (Connectivity)：连接度C的计算公式为：

                              (1-1)

k代表节点i的直接连通节点数，衡量其直接连通性。C_i表示与空间i相交的其他空间总数。在空间系统中，空间连接值越高，空间渗透性越好，连通性和可达性更强，有助于提升流动性和功能性。

（2）控制值 (Control)：控制值ctrl_i，计算公式为：

                           (1-2)

在上述公式中C_j则代表第j个结点的连接值，反映了其在空间网络中的连通程度，ctrl_i则表示任意一个空间对其相交空间的控制程度，衡量了对其周边空间影响力的指标。

（3）总深度值D_i，计算公式为：

                           (1-3)

d_ij 代表从研究节点 i 到研究节点 j 的最短路程，即某一节点到其他所有节点的最短步长。这个指标衡量了节点间的直接连接效率，反映了空间系统中不同节点之间的相对位置和可达性。

（4）整合度 (Integration value)：整合度值RA_i,计算公式为：

                          (1-4)

MD_i作为空间句法中的一个重要指标，反映了某个空间在整体空间系统中的相对位置以及与其他空间的连接效率。RA_i衡量空间在整体空间网络中的可达性和中心性。

2南通市电动汽车充电设施规划句法分析

2.1构建分析模型

从OSM路网中获取南通市中心城区道路交通规划图，并导入Depthmap软件分析，路网图清晰展现布局和结构。处理数据时遵循轴线最长和最少原则，确保准确性。特别关注主干道，采用严格处理方法以减少干扰，精确分析道路网络特征。这一系列精细步骤将为南通城市规划和发展提供坚实理论支持和实践指导。

2.2导入分析与结果导出

导入Depthmap的路网数据需精确无误，全绿状态为成功基础。构建轴线模型后，利用自动计算功能获取空间深度、集成度等关键参数，对路网结构和人流分布至关重要。细致解读参数，揭示路网特性及问题，指导规划。Depthmap界面直观，结果生动易懂。精准研究深化路网认识，为规划与设计提供有力数据支撑，确保决策科学有效。

 图2-3南通市主干道单线路网图                 图2-4 Depthmap界面

3南通市电动汽车充电设施布局优化

3.1布局总体优化策略

为改进南通市中心城区社会公共充电设施现状，可从三大策略入手：

首先，针对数量短缺，需综合考量区域面积、现有设施分布及电动汽车数量预测，科学制定数量配比策略，满足未来需求。

其次，针对网络不健全，尤其是高级别充电站不足，应科学配置充电站网络，合理布局一级站与二级站，实现广泛覆盖与高效利用。

最后，结合空间句法分析与使用反馈，调整部分设施位置，解决可达性不足问题，提升利用率与便捷性。

通过实施这三大策略，本研究旨在全面提升南通市中心城区充电设施的数量规模、网络布局及位置可达性，优化服务质量。

3.2充电设施位置优化

本节聚焦电动汽车充电站位置优化，平衡空间可达性与地区需求。考虑交通量、服务半径，遵循高频使用区、路网规划、成本效益原则。深入分析南通市空间拓扑结构，前瞻规划。利用空间句法，一级站服务100-200平方公里，二级站约2.5公里。综合栅格与特征值确定位置，确保最佳辐射。严格遵循规划交通要求，避免资源浪费。优化方案助力南通市绿色出行与可持续发展。

3.3各区域优化结果

选取市区的几个区来进行分区优化，因为崇川区的充电设施数量较多，优化较少，所以选取一个比较有代表意义的通州区，来进行分区优化。

3.3.1通州区优化结果

近十年，中国电动汽车及充电设备行业快速发展，得益于技术进步与政策扶持。南通市运用空间句法理论优化充电设施布局，提出增至6251个一级站和2926个二级站的优化方案，旨在将传统配置转为嵌入式布局，提升充电便捷性和效率，为南通市提供科学指导。

表3-1通州区一级充电设施优化后测度值

4结论与展望

本研究针对南通市社会公共电动汽车充电设施，运用空间句法理论和技术，通过Depthmap软件处理道路交通数据，提出优化策略，包括总体方向和具体位置优化措施，形成新布局方案。该方案有助于南通市区充电设施优化，并为同类城市提供规划布局参考，推动绿色出行和可持续发展。然而，电动汽车多样性及充电设施建设标准不一，给规划布局带来挑战。本研究仅聚焦公共充电设施，未涉及专有充电站。此外，空间句法应用存在局限，模型构建主观性强。为提升准确性和可靠性，未来空间句法研究需发展更统一、精确的模型建构标准，更精准定位轴线模型，为充电设施布局优化提供科学、有效的技术支持，以更好地支撑电动汽车及其产业的快速发展。

参考文献

[1] 李芳,潘熙,周新芳. 智能充电运行管理系统在电动汽车充电站的应用[J]. 电力需求侧管理,2011.

[2] 陈尚. 电动汽车充电设施发展方向[J]. 电气时代,2012.

[3] 葛少云,冯亮,刘洪,王龙. 电动汽车充电站规划布局与选址方案的优化方法[J]. 中国电力,2012.

[4] 姚明,毛文杰,曹淑超和笪丹宁. 基于多源数据的电动汽车充电设施布局优化方法研究 [J]. 智慧电力, 2023.

[5] 王雨璇,夏亮. 基于POI数据的新能源汽车公共充电设施空间布局优化研究——以南京中心城区为例[J]. 建设科技,2022.

[6] 张博,窦刚,吴鹏飞和王娜. 新能源汽车城市公共充电设施空间合理布局研究 [J]. 中国汽车, 2021.

[7] Koohsari M J, Kaczynski A T, Mcormack G R, et al. Using Space Syntax to Assess the Built Environment for Physical Activity: Applications to Research on Parks and Public Open Spaces[J]. Leisure Sciences, 2014.

[8] 朱东风,吴明伟.城市空间发展的拓扑分析:以苏州为例[M].南京:东南大学出版社,2007.