title: Εκτίμηση κατανάλωσης ενέργειας ηλεκτροκίνητων οχημάτων μέσω εναέριας παρατήρησης της κυκλοφορίας
title: Electric vehicles’ energy consumption estimation through aerial traffic supervision
Creators: name: Λεοντσινης Κωνσταντινος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2022

description: Η έξαρση του φαινομένου του θερμοκηπίου και κατ’ επέκταση η κλιματική
αλλαγή, που λαμβάνει χώρα τα τελευταία χρόνια, οφείλεται στους αέριους ρύπους που εκλύονται στην ατμόσφαιρα από την καύση ορυκτών πόρων όπως είναι το πετρέλαιο και τα παράγωγά του. Η χρήση των παραπάνω πόρων γίνεται κατά κύριο λόγο από τα αυτοκίνητα λόγω των μηχανών εσωτερικής καύσης που δέχονται κυρίως ως καύσιμο τη βενζίνη και το diesel. Η επιτακτική ανάγκη αλλαγής των κινητήρων χωρίς να παράγονται αέριοι ρύποι ώθησε τις αυτοκινητοβιομηχανίες στην παραγωγή αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων, τα οποία λειτουργούν με ηλεκτρικούς κινητήρες και τροφοδοτούνται από μπαταρίες.
Το πιο σημαντικό μειονέκτημα των ηλεκτρικών αυτοκινήτων έγκειται στην
αυξημένη κατανάλωση ισχύος της μπαταρίας, που διαθέτουν, όταν κινούνται σε
μεγάλες ταχύτητες. Επομένως, για την ομαλή αλλαγή του στόλου αυτοκινήτων της χώρας μας είναι ανάγκη η εκτίμηση των ταχυτήτων που αναπτύσσονται από τα αυτοκίνητα κατά μήκος των αυτοκινητόδρομων και των οδών ταχείας κυκλοφορίας, με σκοπό την σωστή τοποθέτηση σταθμών φόρτισης κατά μήκος αυτών.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναλύεται μία μέθοδος καταγραφής των
ταχυτήτων που αναπτύσσονται κατά μήκος του Βόρειου Οδικού Άξονα της Κρήτης
(ΒΟΑΚ) από τα αυτοκίνητα. Αρχικά, η καταγραφή των βίντεο πραγματοποιήθηκε σε τρία σημεία κατά μήκος του Βόρειου Οδικού Άξονα της Κρήτης περιφερειακά των Χανίων και σε απόσταση 7 χιλιομέτρων το ένα από το άλλο. Η λήψη των πλάνων υλοποιήθηκε με την βοήθεια ενός πολιτικού μη επανδρωμένου αεροσκάφους, με στόχο την αποφυγή πιθανών παρεμβολών που εμφανίζονται μπροστά από την κάμερα. Στην συνέχεια, με την αξιοποίηση του αλγορίθμου ανίχνευσης αντικειμένων YOLO (You Only Look Once) και της μεθόδου Mixture of Gaussian 2 (MOG2), που παρέχεται από την βιβλιοθήκη Opencv, αναγνωρίζονται τα αυτοκίνητα και καταγράφονται οι ταχύτητες που αναπτύσσουν. Η αξιοποίηση του αλγορίθμου YOLO πραγματοποιείται με σκοπό την καταγραφή μόνο των ταχυτήτων των αυτοκινήτων και όχι όλων των οχημάτων, όπως των φορτηγών και των λεωφορείων.
Στη συνέχεια, οι ταχύτητες, που βρέθηκαν, χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση
της ενεργειακής κατανάλωσης τεσσάρων αμιγώς ηλεκτρικών αυτοκινήτων, που
καλύπτουν τις διαδρομές Χανιά-Ρέθυμνο και Χανιά-Ηράκλειο. Ολοκληρώνοντας, με την αξιοποίηση ενός συστήματος ασαφούς λογικής εξάγεται η πιθανότητα ο οδηγός ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου να αναζητάει σταθμό φόρτισης κατά μήκος του Βόρειου Οδικού Άξονα της Κρήτης.
Συνοψίζοντας, στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η σύσταση
τοποθέτησης σταθμών φόρτισης κατά μήκος του ΒΟΑΚ μεταξύ των Χανίων και του Ηρακλείου, με βάση τα αποτελέσματα που αποδίδει το ασαφές σύστημα, που
προαναφέρεται.
description: The enhanced greenhouse effect and climate change, which has taken place in
recent years, are due to the gaseous pollutants, which are released into the atmosphere from the burning of mineral resources, such as oil and its derivatives. The usage of the above resources is mainly made by the cars because of the internal combustion engines, which mostly accept gasoline and diesel as fuel. The urgent need of changing theengine’s car, without polluting the environment, has motivated the car industries to design and produce electric cars, that uses an electric motor and powers from batteries.
The most important disadvantage of the electric cars is the increased power
consumption of the battery when traveling at high speeds. Therefore, for the smooth transition of the car’s fleet, it is essential to estimate cars’ speeds on highways and expressways, in order to properly place charging stations along them.
In the present diploma thesis, a speed recording method is analyzed by the cars,
that are traveling along the Northern Road Axis of Crete. First of all, the video recording of the cars took place at three points along the Northern Road Axis of Crete around the city of Chania and at a distance of 7 kilometers from each other. Moreover, the videos were record with a civilian drone, in order to avoid possible interference in front of the camera. Furthermore, the identification of the cars and estimation of their speed is implemented by the object detection algorithm YOLO (You Only Look Once) and the Mixture of Gaussian 2 (MOG2) method, which is provided by the Opencv library.
YOLO algorithm is used to record only the speeds of cars and not all vehicles, such as trucks and buses.
Subsequently, the speeds are used to estimate the power consumption of four
electric cars, that cover the routes Chania-Rethymno and Chania-Hraklion. In
conclusion, a fuzzy logic system is used to derive the possibility a driver of an electric car is searching for a charging station along the Northern Road Axis of Crete.
In summary, the aim of this thesis is a recommendation about the placement of the charging stations on the highway from Chania to Hraklion, which is based upon the fuzzy logic system’s results.