原创 邹涵，熊越

导语

 作者湖北工业大学土木建筑与环境学院副教授，东南大学博士后、硕士生导师邹涵，湖北工业大学土木建筑与环境学院硕士研究生熊越在《规划师》2020年第15期撰文，随着电动汽车的兴起，公共充电桩的科学布局逐渐成为当前业界关注的重点，而较少有学者关注其在历史街区内的布局。文章以武汉市汉口历史街区为例，通过大数据分析，提出利用现有停车场、道路停车位、周边广场停车位进行电动汽车公共充电桩规划布局，并在历史街区采用“停车充电+ 步行”模式，以期为相关研究和规划实践提供参考。

[关键词]电动汽车；公共充电桩；规划布局；大数据；汉口历史街区

[ 文章编号 ]1006-0022(2020)15-0043-06

[ 中图分类号 ]TU984.199

[ 文献标识码 ]B

[ 引文格式 ]邹涵，熊越．武汉市汉口历史街区电动汽车公共充电桩规划布局研究[J]．规划师，2020(15)：49-54．

引言

随着城市不断扩张，市民通勤距离逐年增加，越来越多的居民选择购买私家车，因而城市汽车保有量逐年增加，与之相关的问题也随之而来。世界石油资源日益紧张，汽车尾气排放导致空气污染加重。在目前我国电力系统下，电动汽车能耗较传统燃油汽车低50％，且相较于燃油车，电动汽车在运行过程中的“零排放”对缓解城市PM2.5等大气污染物具有重要意义。为了解决相关问题，我国开始大力推广新能源汽车，目前电动汽车保有量约为344万辆，且每年按照70％的速度迅猛增长。随着技术的进步，新一代电池使电动汽车拥有更久的续航，新的充电技术缩短了充电时间，但电动汽车公共充电桩的缺乏成为限制电动汽车增长的最大障碍。特别是在历史街区内，由于土地资源较为紧张，电动汽车公共充电桩难以布置。而历史街区作为城市中最具有意义与活力的地区，承载着城市记忆，是城市在发展中最重要的一环，因此在历史街区内完善相关设施布局尤为重要。

一 国内外电动汽车公共充电设施布局概况

国外较早开始推动电动汽车的发展，经过多年建设，目前充电条件较为成熟，一般将现有停车空间改造成为带有充电功能的停车位。而我国电动汽车在近些年才被提上日程，现状发展晚于发达国家，目前尚未形成格局。

（一）国外电动汽车公共充电设施布局

美国发展电动汽车的时间较早，目前已基本实现电动汽车公共设施的全国覆盖，在西部公共充电桩呈高密度布局，在东部的分布则更加均匀，在城市范围内形成中心商业娱乐区、风景文化区高度聚集的特点。电动汽车公共充电设施主要结合现有停车场布置，形成一定规模。日本则根据地方特色推出两种电动汽车充电方案：在大城市及高速公路服务区建立快速充电站；而对于面积较小、电力负荷不支持快速充电的区域及旅游区，则利用原有的电力设备，使用普通充电设施进行充电，以节约成本。法国的电动汽车公共充电设施也基本覆盖全国，在巴黎由中心商业老城区向外扩散式增长，站点数量逐渐增多、密集。公共充电站与停车一体化，分布于大街小巷的地上、地下。

（二）国内电动汽车公共充电设施布局

目前我国主流的电动汽车充电模式有两种：一种是大型公共充电站，一般规模较大，主要建设在城市道路与高速公路服务站，可供10～40台车同时快速充电，电动汽车可在1小时内补满电量。但是该模式占地面积较大，前期投资较高且对地区电压电荷要求较高。另一种是停车场充电桩模式，该模式下充电桩主要结合公共停车场及路边停车建设，不但节约场地，而且投资成本更低，但由于电压限制，以慢充为主，充电时间需要5～8个小时。

二 电动汽车公共充电设施布局的相关政策与研究

在相关政策方面，国务院在2009 年2月公布的《汽车产业调整振兴规划》指出，需要建立电动汽车快速充电网络，加快停车场等公共设施的充电设施建设。2015年国务院发布了《关于加快电动汽车充电基础设施的指导意见》，同年10月发布的《电动汽车充电基础设施发展(2015—2020年)》更是推动了我国电动汽车充电基础设施的建设。为了积极响应国家新能源政策的号召，许多城市也积极颁布电动汽车公共充电桩布局的规范与意见。2017年8月，北京市对电动汽车公共充电设施的半径提出规定，即到2020年，城市中心区域的公共充电设施服务半径不小于0.9km，一般平原地区的公共充电设施服务半径不小于5km，并要求次年8月公共充电设施所占比例不得小于停车设施的10％。上海市要求到2020 年逐步增加电动汽车停车位，并要求电动汽车停车位所占比例不得低于总停车位的5％，其中公共机构及交通枢纽停车场不得低于总停车位的10％。武汉市于2015年提出电动汽车公共充电桩可与停车位结合建设，于2017年9月发布了相关文件，要求到2020年充电桩数量累计达到15000个，并在2019年的政府工作报告中提出要求新增10万个充电桩(含完全具备安装条件的桩位)。

在相关研究方面，王欣通过分析国内外电动汽车公共充电桩的法规与实施情况，结合大连市的实际情况，认为需按照“站”“群”“桩”的设置类型加快建设，适度超前，合理布局并完善充电桩设置体系。王国爱以安远县中心城区为例，将公共充电桩按照交通枢纽、文体活动设施、公共停车场、配建停车场及路边停车等公共停车位进行布局。魏青通过梳理我国公共充电桩的发展现状及建设影响因素，在科学选择站点、补贴鼓励等方面提出建议。任思源等人利用GIS系统对北京市昌平、延庆、怀柔3个地区的电动汽车公共充电桩可达性进行分析，得出该区域存在公共充电桩数量不足及布局不合理等问题，并提出相关解决方案。付凤杰等人通过识别车辆历史行车路线模拟电动汽车出行，基于出行特征、充电需求、充电成本及运营利润确定充电站布局的最优解。Chongyang Du等人通过研究公共充电桩对周边供电负荷的影响，提出电动汽车公共充电设施的布局策略。

以上研究大多从宏观政策与策略上对电动汽车公共充电桩的布局进行分析和讨论，而对电动汽车公共充电设施在历史街区内的布局缺乏关注。因此，本文针对历史街区进行新一轮探讨，利用大数据方法和可达性分析方法对电动汽车公共充电桩在历史街区中的布局展开研究，期望能够完善历史街区建设，优化电动汽车公共充电桩在历史街区内的布局。

三 历史街区电动汽车公共充电设施布局存在的问题

历史街区在发展时，需在保存其原有风貌的同时顺应时代的发展，使居民及游客能够享受现代文明带来的便利。电动汽车公共充电桩作为新生事物，是日后居民生活不可或缺的一部分，需要将其合理布局在历史街区当中。历史街区中往往聚集着大量的商业活动、办公活动及文化活动，吸引大量的人流与车流，但在公共停车位的布局上，由于其周边建筑需要保护，其在发展的过程中仍然保留以前狭窄的路网格局，未规划与之相对应的停车配套设施，导致公共停车位供给需求不平衡，而历史街区外的停车设施由于距离游客目的地较远，使用率较低。目前电动汽车公共充电设施在历史街区中的布局存在以下4个方面的问题。

1.充电需求难以预估

在传统研究方法下，难以及时对历史街区内的车辆数量进行实时监控，目前可接触到的车辆数据大多过于陈旧，因此难以预测电动汽车公共充电桩的需求量，而合理确定需求量可以在不浪费资源的前提下满足周边用户的需求。

2.充电空间缺乏

历史街区的道路网一般较窄，街区中的住宅年代较为久远，在设计之初未考虑地下空间，地面预留停车位较少。随着汽车数量的逐年增加，现有停车空间已不能满足居民的停车需求。街区内停车位较少也意味着布置公共充电设施的空间缺乏。

3.充电负荷受限

充电设施工作时功率较高，而历史街区内的供电设施老旧，电网能承载的负荷较小，电动汽车公共充电设施往往是成规模布局的，布置较大规模的充电站将增加历史街区内的用电负荷，对区域内的安全用电产生一定隐患，影响人们的正常生活。若要对历史街区内的用电负荷进行升级，则需要进行较大的电网改造，这会给人们的生活带来不便，同时电网改造也需要较大的经费支出。

4.投资成本较高

目前，国内除了国家电网的充电设施，其他充电设施均为私人投资。由于历史街区往往处于城市中心地段，该区域地段土地价值高于其他区域，在历史街区设置公共充电设施的投资成本会高于其他地区，这也阻碍了公共充电设施在历史街区中的布局。

四 历史街区电动汽车公共充电设施布局方法

（一）使用大数据获得车辆数据

为了准确预估电动汽车公共充电设施的需求量，需要知道现状区域内电动汽车的保有量，由于车辆的流动性较大，传统方法难以统计。因此，可以借助大数据工具及时了解历史街区内的车辆数量、停车位数量及停车位坐标，利用这些数据并结合国家现有规范和指标，推算出现状电动汽车保有量，合理确定电动汽车公共充电桩的数量。

（二）结合现有公共停车位完善公共充电设施

历史街区内可借助现有公共停车位，在满足用电负荷的情况下，依据现场情况使用地台式充电桩或壁挂式充电桩，将其改造成为可供电动汽车充电的停车位。在公共停车位紧张的地区可适当增加充电停车位的比例，在日常使用中兼顾车辆停车与充电。与此同时，随着充电技术的不断发展，相关厂商已经生产出能够给电动汽车充电的电线杆，并逐渐在城市中布局。基于这一技术，可在公共停车位不足的历史街区内部，根据现状，在部分路段设置道路停车充电位。同时，也可结合历史街区周边广场进行充电桩布局，实行分时管理，在日间停止车辆使用，保留市民娱乐休闲空间，在夜间开放供车辆充电，充分利用闲时空间。对于整合空间后，公共充电设施仍然不满足需求的历史街区，可考虑与周边相邻地区共同布局，提高历史街区临近区域的电动汽车公共充电设施的密度，使其服务半径可部分覆盖历史街区。

（三）结合步行区布局提升街区吸引力和活力

在城市交通系统规划中，越来越多的地方开始采取“泊车+ 换乘”的方法，即“P+R”模式。在“P+R”模式中，通过在城市主要交通枢纽附近设置停车场，可以吸引利用私人交通出行的人在此处换乘。该模式可以增加城市居民使用公共交通的频率。相关研究发现，停车设施应与步行通道及人行道保持在300m的范围之内，在历史街区内设置电动汽车公共充电设施时可以借鉴此方法，采用“停车+ 步行”的方式，通过提高历史街区步行街周边带有充电功能停车位的数量，吸引电动汽车车主来此处，利用停车充电的时间在历史街区步行区内游玩及消费，从而提升街区吸引力和活力。这一模式可称为“停车充电+ 步行”(Parking+Walking) 模式( 简称“P+W”模式)。

（四）提高电动汽车公共充电设施的补贴成本

电动汽车公共充电设施往往由私人投资，历史街区中土地资源较为紧张，地价高于城市其他地区，因此布局电动汽车公共充电设施的成本高于其他区域，投资回报周期也会更长，许多电动汽车公共充电设施厂商对于在历史街区内投资公共充电设施会更加谨慎。为了解决这一矛盾，政府部门应该出台相关政策，为历史街区内的电动汽车公共充电设施提供相关便利和给予更多补贴措施，以提高相关厂商在历史街区中设置公共充电设施的积极性。

五 实证研究：以汉口历史街区为例

本次案例研究的范围是武汉市汉口历史街区，位于武汉市中心。根据相关文献记载，汉口原租界区的边界南至江汉路，北抵刘家棋路，西沿中山大道，东靠沿江大道。19～20世纪，这里曾经是英、俄、法、德、日五国的租界区，租界时期建造的近代建筑留存至今。同时，汉口地区的历史街区与传统特色街区大多聚集于此。考虑到周边区域电动汽车公共充电设施对汉口原租界的影响，并参考其他地方相关设施对服务半径的要求，将研究范围向外扩张1km，最后考虑到主干道分隔作用对用户使用产生的影响，确定研究范围南至友谊路，北抵黄浦大街，西至解放大道，东可至汉口江滩公园(图1)。

图1 研究范围图

（一）确定公共充电桩数量

根据相关规定，武汉市属于新能源汽车示范推广应用城市，公共充电桩与电动汽车的比例不低于1∶8。2017年，武汉市要求在2020年新能源汽车产值约占全市汽车行业的5％以上，伦敦公司IHS Markit 预测在2040年前，电动汽车将达到汽车总量的15％～ 35％ 。通过相关数据爬取，在汉口历史租界区中汽车保有量为16000台左右，假定电动汽车在汽车总体分布中是均质的，按照2020年的标准，电动汽车公共充电桩最少需要100个，而在远期的2040年，公共充电桩数量应达到300～700 个。

目前汉口原租界区内，利用“充电桩”及“充电吧”等手机APP对研究范围内的充电桩进行搜索，共有充电站2处、充电桩7个，分别是武汉市政府内充电站与卢沟桥路充电站，分别拥有公共充电桩6个和1个。但根据实际调研，武汉市政府内充电站并不对外开放。因此，实际上整个范围内仅有卢沟桥路的1个充电桩可供公众使用，不管是近期还是远期，电动汽车公共充电桩的数量缺口巨大。基于此，本研究尝试对汉口原租界区内的公共充电设施进行布局，在不影响现有市民生活的情况下，对区域内的公共充电桩进行补充，保障市民日常使用。

（二）新增公共充电桩规划布局

1.结合现有停车场布局

为了满足电动汽车车主充电的便利性，以及区域内小区居民的隐私性，在选择停车场进行电动汽车公共充电设施布局时，本研究主要选取大型商场及办公楼停车场，私人小区和政府办公的停车场则不在考虑的范围内。而根据国家相关政策，电动汽车充电位应占总停泊位的5％。通过在网上爬取研究范围内的停车场数据，发现共有停车场248处，停车位38558个。经过对数据的筛选，去掉住宅配套停车场及不对外开放的政府部门停车场后，范围内剩下的停车场有123个，停车位有13404个。其中，汉口原租界内的停车场仅有31个，停车位共2244个。若按照停车位的5％来设置公共充电桩，则在研究范围可以设置公共充电桩670个，历史街区内可以设置公共充电桩112个(图2)。但是从分布上来讲，公共充电桩主要分布在江汉路附近及历史街区外围，而汉口原租界区内设置的公共充电桩较少，特别是鄱阳街至黄浦路范围内的公共充电桩缺乏。若按照此方法布置则会出现公共充电桩东多西少、外围多内部少的问题(图3)。因此，需要增加汉口原租界区内公共充电桩的数量。

图2 规划充电站分布图

图3 规划充电站热力图

2.结合道路停车位布局

为了解决汉口原租界区内停车场不足、无法布置电动汽车公共充电桩的问题，可以通过改造汉口原租界区内的道路停车位，作为临时电动汽车公共充电桩使用。公共充电桩设置的比例可以通过周边公共充电桩的密度来调整。通过爬取汉口原租界区内的临时道路停车位，共找到549个车位(表1)。由于鄱阳街至黄浦路范围内的公共充电桩数量较少，在此范围内将公共充电桩设置的比例提高至10％。按照该方式布置电动汽车公共充电桩后，汉口原租界区范围内可新增公共充电桩共38个，可缓解区域内公共充电桩密度较小的问题。

表1 汉口原租界区内占道停车情况

3.结合周边广场进行布局

在汉口原租界区东侧，沿江大道外为汉口江滩。汉口江滩作为集城市防洪与景观休闲于一体的大型城市广场，深受广大市民的喜爱，因此可以考虑设置部分公共充电桩。通过数据爬取和实地勘察发现，在研究范围内，江滩共有停车场3处，停车位265个(表2)。江滩二期停车场附近的公共充电桩较为缺乏，可按照10％的比例来设置，剩下按照5％的比例来设置，则汉口江滩内可设置电动汽车公共充电桩18个。

表2 江滩停车场布局情况

4.结合步行街区打造“P+W”模式

在汉口原租界区中，现有2个历史步行街区，分别为江汉路与黎黄陂路。可以采用“P+W”模式布局电动汽车公共充电桩。数据显示，江汉路步行街300m范围内有5个停车场，分别为锦江之心酒店( 洞庭街店停车场)、广源大厦停车场、湖北交投远大实业公司停车场、汉商集团停车场及钻石大厦停车场，共有停车位509个，可将此处的公共充电桩比例设置为10％，则在江汉路步行街附近可新增公共充电桩50个。而在黎黄陂路步行街300m范围内有停车场6个，共有240个停车位，此处公共充电桩比例可设置为10％，则在黎黄陂路步行街可增加公共充电桩27个。两处增加公共充电桩数量共77个(图4)。

图4 步行街区“P+W”模式图

依据上述规划原则，在研究范围内可以增加电动汽车公共充电站140处，一共增加电动汽车公共充电桩741个(图5)，加上研究范围内现有的一个公共充电桩，公共充电桩总数可达到742个，可以满足目前及日后电动汽车的充电需要(图6)。

图5 调整后的规划充电站布局图

图6 调整后的充电站热力图

六 结语

在节能减排的大背景下，国内外正在大力推行电动汽车，相关学者主要从电网电力负荷、充电桩在城市内的整体布局、充电桩布局政策等方面进行研究，而较少有学者对历史街区内的公共充电桩布局进行研究。经过研究发现，现阶段历史街区内的电动汽车公共充电桩存在数量难以预计、布局空间缺乏、充电负荷受限制和投资成本较高等问题。本研究通过对相关问题提出设想，以汉口历史街区为例进行电动汽车公共充电桩规划布局探索，发现汉口原租界区内短期需要公共充电桩100个，远期则需要公共充电桩300～700个，经过科学布局，在汉口原租界区内新增741个公共充电桩，可满足近期及远期要求。

文章全文详见《规划师》2020年15期《武汉市汉口历史街区电动汽车公共充电桩规划布局研究》