基于排队论的电动汽车快速充电预约服务优化策略
电动汽车快速充电站布局优化及运营策略分析

电动汽车快速充电站布局优化及运营策略分析随着环保意识的不断提高以及汽车制造技术的不断发展,在全球汽车市场中,电动汽车逐渐成为了消费者的热门选择之一。
与传统燃油汽车相比,电动汽车有着更为环保的特点,更低的能耗成本和更为舒适安静的车内环境等优点。
然而,电动汽车在充电方面也存在着一些困难和挑战。
一方面,电动汽车的续航能力相对较低,需要经常充电以保证行驶需要;另一方面,传统的充电设施并不能满足其日益增长的充电需求。
因此,快速充电站的布局优化及运营策略的制定成为了电动汽车发展中亟待解决的问题。
一、电动汽车快速充电站布局优化电动汽车快速充电站的配置地点是一个相对复杂而具有挑战性的问题。
原则上讲,电动汽车快速充电站应遵循以下几个原则:1.适当的密度与容量首先,电动汽车快速充电站的布局应该遵循一定的密度原则。
不同区域所需密度不同,例如,市区和郊区的密度需求明显不同。
一般而言,市区相对实用率高,生产利润也有保证,应该建立相对密集的充电站以满足用户的需求。
而郊区需求相对较低,且维护成本较高,因此可以节约建设资源。
其次,针对不同的需求,电动汽车快速充电站的容量也应有所变化。
例如,对于高速公路沿线的电动汽车快速充电站,应该配置相对丰富的交流及直流充电桩,以满足快速充电需求;而对于城区内的电动汽车快速充电站,则应该提高直流充电桩的比例,以短时间内充满电的需求更适合市区的营运模式。
2.交通便利电动汽车快速充电站的位置应该尽可能的交通便利,避免因为位置过于偏僻而导致用户出行上的不便。
快速充电站理应存在于车辆密集的区域。
同时,还应该考虑到充电站周边的城市规划以及干线公路的规划,从而确保该快速充电站具有未来发展潜力。
3.充电管控的合理性电动汽车充电站的管控对于充电站的经营和利润具有重要的影响。
在选址时,应该考虑到周围的竞争情况以及车辆流量的情况,以便更加合理地布置充电车桩以满足市场需求。
二、电动汽车快速充电站运营策略分析电动汽车快速充电站的经营策略也是非常复杂的。
电动汽车充电站布局优化与建议

电动汽车充电站布局优化与建议随着电动汽车的普及,充电站的布局优化变得越来越重要。
电动汽车充电站的合理布局可以提高充电效率,方便用户充电,减少能源浪费,进一步推动电动汽车的发展。
本文将对电动汽车充电站布局进行优化,并提出相应的建议。
首先,电动汽车充电站的布局应该基于以下几个原则:充电站的地理位置应该方便用户使用,避免过于拥挤的交通路段;充电站应该与地铁、公交站等重要交通枢纽相连,以便用户在使用交通工具时方便充电;充电站应该尽量靠近居民区和商业区,方便用户在日常生活中充电;充电站的数量和分布应该能够满足用户的需求,避免出现排队等待充电的情况。
其次,针对不同地区的充电需求,可以采取不同的布局策略。
在城市中心区域,由于车辆密度较高,充电需求也相对较大,应该建设更多的快速充电站。
快速充电站可以快速为电动汽车充电,缩短等待时间,提高用户的充电效率。
在城市的郊区和乡村地区,由于车辆密度较低,充电需求相对较小,可以采取分散布局的策略,将充电站分布在不同的小区和村庄,以方便用户充电。
另外,充电站的布局还应考虑到现有的电力供应情况。
充电站需要大量的电力支持,因此应选择电力供应充裕的地区建设充电站,避免对电网造成过大的压力。
在布局充电站的同时,还应与电力公司进行合作,优化电力供应和调度,确保充电站正常运营。
此外,为了提高用户的充电体验,充电站的建设还应考虑到以下几个方面:首先,充电站应提供多种充电接口,以适应不同的电动汽车充电需求。
不同的电动汽车可能使用不同类型的充电接口,因此充电站应提供多种接口选择。
其次,充电站应提供便捷的支付方式。
用户在充电时,应该能够方便地进行支付,以避免繁琐的支付过程影响用户的充电体验。
可以考虑使用手机支付、刷卡支付等便捷的支付方式,方便用户进行支付。
此外,为了提高充电效率,可以将充电站与太阳能发电设施结合起来。
太阳能发电是一种清洁、可再生的能源形式,利用太阳能发电可以减少对传统能源的依赖,降低充电成本,同时减少对环境的污染。
电动汽车充电站的充电排队算法研究与优化

电动汽车充电站的充电排队算法研究与优化随着电动汽车的快速普及,充电问题成为了亟待解决的难题。
充电站的有效管理是保障用户充电需求的关键。
为了提高电动汽车充电站的充电效率,研究和优化充电排队算法就显得尤为重要。
本文将探讨电动汽车充电站的充电排队算法,包括其现有的算法以及可能的优化方向。
一、充电排队算法的现状目前,电动汽车充电站的充电排队算法主要采用先到先服务(First-Come, First-Served, FCFS)算法。
这种算法简单而易实现,但存在一些问题。
首先,FCFS算法没有考虑到电动汽车的充电需求和电池状态的差异。
对于电量较低的电动汽车,其充电需求更为紧迫,因此需要优先考虑。
其次,FCFS算法未能充分利用充电站的各个充电桩之间的差异和资源分配。
充电桩的类型、功率以及充电速度等因素都会影响充电效率,而FCFS算法没有考虑这些因素。
二、可能的优化方向1. 基于优先级的充电排队算法针对不同的电动汽车充电需求和电池状态差异,可以设计一种基于优先级的充电排队算法。
根据电动汽车的剩余电量、充电时长、预计行驶距离等因素,确定每个电动汽车的优先级。
将排队队列按照优先级进行排序,优先为剩余电量较低、充电需求较紧迫的电动汽车提供充电服务。
这样能够更合理地满足用户的充电需求,提高充电站的充电效率。
2. 基于充电桩效率的充电排队算法每个充电桩的类型、功率和充电速度都有所不同。
因此,将充电桩信息纳入充电排队算法中,可以更好地分配充电资源。
一种可能的方法是,根据充电桩的功率和充电速度,对每个充电桩进行评估和排序。
充电需求较大、充电速度较快的电动汽车可以优先分配给功率较高、充电速度较快的充电桩,从而提高整体的充电效率。
3. 基于时间片的充电排队算法在高峰时段,电动汽车充电需求大大超出了充电站的容量。
为了合理分配充电资源,可以引入时间片的概念。
将充电需求较高的时间段划分为若干个时间片,对充电需求进行分时段分配。
例如,将早晚高峰分为多个时间片,每个时间片内按照某种规则(如FCFS)进行充电排队。
考虑充电需求的电动汽车充电站规划与优化

考虑充电需求的电动汽车充电站规划与优化电动汽车的快速发展使得充电需求成为日益重要的问题。
为了满足广大电动汽车用户的日常充电需求,建设合理规划的电动汽车充电站是必不可少的。
在这篇论文中,将讨论电动汽车充电站的规划与优化的问题,并提出一种基于数据驱动的最优充电站规划方法。
一、电动汽车充电需求分析首先,为了规划合理的充电站,我们需要对电动汽车的充电需求进行详细分析。
电动汽车充电需求的特点主要有以下几个方面:1. 充电需求时间分布不均匀:由于电动汽车的使用习惯各异,不同时间段的充电需求存在显著差异。
例如,白天人们通常在工作场所充电,晚上则更多地在家庭充电。
2. 充电需求量差异大:电动汽车的电量消耗与行驶距离成正比,因此不同车型、不同行驶路线的电动汽车充电需求量会存在显著差异。
3. 充电需求距离分布不均匀:由于不同地区的电动汽车使用密度不同,因此充电需求在空间上也是不均匀分布的。
根据以上特点,我们需要收集实际的数据来分析电动汽车充电需求的时间、空间分布特征,为充电站的规划提供依据。
二、电动汽车充电站规划方法基于对电动汽车充电需求的分析,我们可以提出一种基于数据驱动的最优充电站规划方法。
具体步骤如下:1. 数据收集和分析:首先,需要收集电动汽车充电需求的实际数据,包括时间分布、充电量分布和距离分布等。
然后,对这些数据进行详细分析,找出充电需求的规律和特点。
2. 充电站选址:根据电动汽车充电需求的空间分布特征,选择合适的充电站选址。
具体选址原则包括:覆盖范围广、配套设施完善、交通便利等。
选址过程可以借助地理信息系统和数据挖掘技术,为充电站的规划提供科学依据。
3. 充电桩配置:针对选定的充电站位置,需要确定充电桩的配置方案。
配置方案应考虑充电需求的时间和充电量特点,以及充电桩的类型(快充桩、慢充桩等)和数量。
4. 充电站运营策略:最后,为了优化充电站的运营效果,需要制定合理的充电站运营策略。
包括充电桩的使用时间、价格策略、维护保养等。
电动汽车充电优化调度

电动汽车充电优化调度一、引言电动汽车是新能源汽车的代表,被认为是解决环保、消减污染和降低碳排放的有效手段。
然而,作为一种相对新的交通工具,电动汽车在充电问题上还需要不断改进。
为了实现电动汽车的可持续发展,必须优化和调度其充电过程。
因此,本文将从以下三个方面讨论该问题:充电需求预测、充电枢纽站的设计和充电车辆的调度管理。
二、充电需求预测为了实现充电需求的准确预测,建议使用多种数据分析技术。
首先,通过相关数据软件实现数据的可视化,并将数据转化为预测模型,基于历史用电器使用时间变化、家庭用电量、季节性和促销性的分析,建立人工神经网络和适应性模糊神经网络模型来预测电动汽车的充电需求。
此外,使用天气预测模型,可以预测未来一段时间内的天气情况,根据变化的天气情况调整预测模型,提高模型的准确性和稳定性。
通过对多种数据进行分析,使充电需求的预测更加准确,提高了电动汽车的使用效益。
三、充电枢纽站的设计设计充电枢纽站是实现电动汽车充电优化的一项重要任务。
建议在枢纽站内设置直流充电桩和交流充电桩,以适应不同类型的电动汽车和不同的充电速率(如快充等)。
此外,建议采用智能充电技术,实现充电速度的监控和调整,以消除充电过程中的效率影响因素,同时保证充电时的安全性。
在充电枢纽站的位置选择上,本文建议在城市核心区、主干道旁和公共交通区设立,方便用户在平时出行和长途旅游时的充电需求。
此外,可以通过合作企业和城市政府的方式,在充电站旁边添加商业设施和公共设施,比如加油站和便利店,方便用户在充电时处理有关事物,提高充电站的效益。
四、充电车辆的调度管理为了平衡电动汽车充电需求与充电枢纽站能力,建议采用充电车辆的调度管理。
该方案通过实现电动汽车的任务分配和出发计划来确保实时监测岗位的充电需求和充电枢纽站的空闲情况,以避免出现充电需求和充电能力失衡导致排队充电或长时间等待的情况。
同时,通过电动汽车的智能配对和动态调度,可以实现满足充电需求的同时,减少无用的充电,节约能源和减少充电成本。
浅谈基于充电需求的充电站(桩)选址及定容优化策略问题探究

116AUTO TIMENEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车浅谈基于充电需求的充电站(桩)选址及定容优化策略问题探究刘良 刘福华 宫涛 梅永振 陈林宜宾职业技术学院汽车与轨道交通学院 四川省宜宾市 644099摘 要: 大力推广应用电动汽车是国家战略,但是电动汽车续航里程、购买成本尤其是电动汽车充电的便利性限制了其发展与推广应用速度。
讨论基于用户充电需求的充电站(桩)选址及定容优化策略问题,可在成本最优化、社会效益最大化的前提下,提高充电便利性,对我国“双碳战略”实施具有较强的实际意义。
关键词:便利性 选址 定容 优化策略1 引言近年来,我国新能源汽车基本进入市场竞争阶段,随着我国政府对“双碳战略”行动(碳达峰、碳中和)的实施,新能源汽车在市场中的占比将呈总体加速上升趋势,燃油车出现萎缩,新能源汽车成为汽车市场的增量,预计2021年全国新能源汽车总销量将达到240万台,市场渗透率超过10%以上。
截至2021年6月数据,我国有新能源汽车近603万辆(纯电动汽车保有量493万辆,占新能源汽车总量的81.7%),占汽车保有量的2.1%(由于区域不均衡,发达地区如北京、上海占比更高,超过5%)。
据国家电网2020年11月20日报道统计数据,国网智慧车联网平台接入充电桩的最新数据为103万个,其中公共充电桩为62.6万,涵盖高速公路快充站、城市公共站、公交物流专用站、社区私人共享桩、港口岸等各类充电设施,形成了全球最大的充电服务网络,2010年-2019年我国充电桩保有量增长见图1。
但目前充电网络服务能力和服务水平远远不能满足大量且分散的私家电动汽车快速增长的充电需求,要推动电动汽车的快速普及,加速“双碳战略”,须大力提升充电站的服务水平,尤其是增加充电站数量和提升充电站的运营服务水平,而以用户充电需求为导向的充电站的选址和定容优化,提供最大限度的便利性、经济性和满意度是影响电动汽车产业发展的关键问题。
电动汽车充电管理系统中的优化调度算法研究

电动汽车充电管理系统中的优化调度算法研究随着人们对环境保护和能源可持续性的重视,电动汽车作为一种清洁能源交通工具正逐渐成为主流。
然而,充电基础设施不足和充电时间过长仍然是电动汽车推广过程中的主要障碍之一。
为了充分利用现有充电设备资源和优化用户的充电体验,电动汽车充电管理系统中的优化调度算法应运而生。
充电调度算法的目标是在满足用户需求的前提下,通过合理安排充电桩的使用和充电任务的分配,提高充电效率、降低用户排队等待时间,并优化充电设备的利用率。
以下是对电动汽车充电管理系统中常见的优化调度算法进行研究和讨论:1. 队列调度算法队列调度算法是最简单且常用的一种充电调度算法。
它根据用户的到达顺序依次安排充电任务,同时会考虑用户的充电需求量和已有充电桩的使用情况。
这种算法简单直观,但可能导致充电桩闲置时间较长或用户等待时间较长的问题。
为了解决队列调度算法中存在的问题,一种改进的算法是Earliest Deadline First (EDF)算法。
该算法优先选择剩余充电时间最少的任务进行调度,从而最大限度地减少用户的等待时间,并提高充电桩的利用率。
然而,EDF算法可能会出现资源竞争和任务错过的情况,因此需要进一步改进和优化。
2. 负载均衡算法负载均衡算法是为了提高充电设备的利用率和均衡充电桩的负载而设计的。
该算法通过动态监测充电桩的使用情况和用户的充电需求,将充电任务合理地分配给不同的充电桩,以保持充电桩之间的负载均衡。
一种常见的负载均衡算法是Round Robin (RR)算法,它将充电任务均匀地分配给每一个充电桩,以避免某些充电桩工作负载过重,而其他充电桩工作负载过轻。
然而,RR算法无法根据实际需求进行动态调整,可能导致某些充电桩仍然处于高负载状态,影响充电效率和用户体验。
为了解决负载均衡算法中的问题,一种改进的算法是Least Loaded (LL)算法。
该算法通过动态监测充电桩的负载情况,在任务到达时选择负载最轻的充电桩进行充电,从而避免充电桩负载不均衡的问题,提高充电效率和用户体验。
电动汽车充电桩的充电策略优化技术使用方法

电动汽车充电桩的充电策略优化技术使用方法随着电动汽车的普及和充电基础设施的发展,充电桩的充电策略优化成为提高充电效率和用户体验的重要问题。
本文将介绍电动汽车充电桩的充电策略优化技术的使用方法,以帮助用户更好地了解和操作充电桩。
1. 智能调度管理充电桩的智能调度管理是通过分析用户的需求和充电桩的状态,采取合理的调度策略来提高充电效率和用户满意度。
使用者可以通过手机APP或充电桩的操作界面选择充电模式、设定充电开始和结束时间,充电桩根据用户需求自动进行智能调度,根据充电桩的数量和负荷情况,合理分配充电任务,降低充电桩的负载压力,防止过载和故障发生。
2. 时间段优化时间段优化是指调整充电策略,将充电任务集中安排在价格低谷的时间段,避免高峰时段的拥堵和高额电费。
用户可以通过充电桩的操作界面或手机APP,选择充电时间段,充电桩根据能源市场供需情况和电价走势,为用户安排合适的充电时间段。
此外,充电桩还可以根据用户所在地区的充电需求情况,预测出合理的充电时间段,提供给用户参考。
3. 能量动态分配能量动态分配是指根据电动汽车的充电状态和需求,动态调整充电功率的分配,以提高充电效率和电网负荷平衡。
通过电动汽车与充电桩之间的通信,充电桩可以获取到电动汽车的电池容量、剩余电量、充电速度需求等信息,根据这些信息动态调整充电功率的分配方案。
充电桩将充电任务分配给不同车辆,根据车辆的充电需求,合理分配充电功率,避免过载或充电速度过慢的情况。
4. 可视化管理可视化管理是通过充电桩的操作界面或手机APP提供实时的充电状态和充电效率信息,方便用户了解和管理充电过程。
用户可以随时查看充电桩的占用情况、充电速度、剩余时间等信息,根据需要进行调整和管理。
同时,充电桩还可以提供历史记录和统计分析功能,用户可以根据充电记录和数据,分析和优化充电策略,提高充电效率和节约电能消耗。
5. 智能快充技术智能快充技术是指通过充电桩与电动汽车之间的通信,实现对电池的精确控制和充电速度的优化。
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基于排队论的电动汽车快速充电预约服
务优化策略
摘要:随着国家大力推动新能源汽车行业的发展,电动汽车保有量逐年增加,大量电动汽车的充电需求对配电网提出了新的要求。
电动汽车作为当前配电网中
的一种特殊负荷,与传统负荷不同,其具有充电时间不确定性、充电位置不确定
性以及用户驾驶行为不确定性等特点,大量电动汽车在电网中进行无序充电,必
然会影响电网安全可靠性运行。
大规模的电动汽车接入配电网后,电动汽车用户
负荷曲线将与配电网原有的固负荷曲线叠加后将改变原配电网的负荷水平和负荷
特性,大量电动汽车的充电需求会对配电网提出新的要求。
本文对基于排队论的
电动汽车快速充电预约服务优化策略进行分析,以供参考。
关键词:电动汽车;排队论;快速充电;优化策略
引言
随着化石能源的枯竭与大量使用化石能源而造成环境污染和全球变暖,电动
汽车相较于传统化石燃料汽车有低排放、能源利用率高等优点,因而受到了多国
政府的关注,而且出台了相关政策推动电动汽车产业的发展。
据《中国传统燃油
车推出时间表研究》报告,中国有望在2050年前实现传统燃油车的全面退出。
全国不少城市已经开始在公交车、出租车等领域启动“禁燃”工作。
根据规划,
先在全国重点地区试点实行公交车电动汽车化,进而实现全国的燃油出租车、公
交车被电动汽车取代。
1排队论的电动汽车充电站选址
城镇化快速发展与人民生活水平的提高让燃油汽车(ICE)基本走进每家每户,加重燃料依赖和空气污染,由此造成能源短缺和环境恶化。
于是各国广泛关注新
能源,新能源汽车成为其重要应用,其中电动汽车(EV)能有效减少碳排放量。
快
速充电方式因有效缓解“充电慢”痛点而成为补能首选,快速充电站因提高电动
汽车在城市间的机动性而被用户青睐。
我国发布了《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》等一系列政策,车辆保有量逐年激增带来的巨大电力需求突显
了充电设施建设的不充分和布局的不合理。
因此,科学规划快速充电站的选址,
将有效缓解用户的里程焦虑与充电担忧,吸引更多的潜在人群购买电动汽车,逐
渐形成为双碳目标提供强大助力的繁荣市场。
经典的设施选址模型分为基于点与
基于流的模型,前者有P-Median问题、P-Center问题和覆盖问题等基本模型;
后者提出的截流选址模型(FCLM),而后扩展出流续航选址模型(FRLM)等。
因电
动汽车的充电需求可分“点需求”和“流需求”,故充电设施选址也应基于点或
流的模型研究。
然而,基于流的选址模型对预测电动汽车保有量的精度要求较高,且在获取尽可能准确的概率分布模型上有难点,更适用于在高速网络上的充电设
施部署。
对于城市内部的充电设施选址,认为使用基于点的模型更适合,且常从
成本的角度讨论。
最小化充电站建设与运营商经营的成本之和,研究了不同类型
充电设施的建设总成本,杨磊等以用电成本、车辆出行成本、机会成本和惩罚成
本之和最小化为目标,在最大化运营商总利润等。
但这些文献没有关注到使用者
及其满意度,其结果常难以满足用户需求。
电动汽车充电站的优化研究除选址决
策外,还涉及定容问题,即决定所要安装充电桩的数量。
任何一类服务设施都有
排队系统,学者基于排队论的思想来优化定容决策,其中M/M/c等待制排队模型
广泛应用于模拟电动汽车充电站排队系统。
最小化车辆到充电站的平均行驶时间
和平均等待时间之和,研究如何通过找到合适的设施位置和相应服务台数,以在
承诺的响应时间内最大限度地满足需求。
电动汽车充电站既是配电网的一部分,
也是公共服务设施,在进行充电站规划建设及相应的配电网升级改造时,不仅要
考虑配电网和充电站的投资运行成本,还要考虑充电站选址对于电动汽车用户以
及其他汽车用户产生的成本。
2基于排队论的电动汽车快速充电服务策略模型构建
2.1排队模型分析
由于窗口、资源的限制,医院挂号、银行办理业务、超市购物结账等排队现
象普遍。
排队系统又称服务系统,由服务机构和服务对象(顾客)组成。
一个排
队系统包括:输入过程、排队过程、服务过程、输出过程4个要素。
排队系统的
好坏通常可用窗口服务强度、窗口的利用率、客户的平均等待时间、平均队列长度等指标来衡量。
在电动汽车充电排队过程中,输入过程是电动汽车到达充电站的行为,由于顾客的到达数随机,假定服从参数为λ的泊松分布。
电动汽车有多个充电桩,为便于研究,转化成单个服务窗口等待制系统。
以最小化顾客的加权等待时间为目标,基于不同预约策略建立电动汽车快速充电预约排队模型。
2.2模型假设
(1)由于快速充电设施主要提供应急充电服务,在系统中不会轻易离开,属于等待制系统。
(2)假定预约顾客均是理性的,能在预约时间内准时到达,预约顾客不会失约。
(3)电动汽车预约排队系统和顾客源均无限的,不同顾客的到达时间相互独立,顾客的到达时间服从负指数分布。
(4)为了避免顾客无休止的等待,确保系统的稳定性,单位时间内顾客平均到达人数小于单位时间内服务完成人数。
(5)若将快速充电设施(充电站)看作一个服务台,即可将问题转化为仅有一个服务窗口对顾客进行服务的排队系统。
(6)电动汽车公共充电桩充电电量冗余度满足需求。
结束语
本文通过对目前电动汽车快速充电普遍存在的两种预约排队方法,建立两种单队列的预约排队模型:普通预约排队模型和时间段优先预约排队模型。
研究发现,时间段优先预约策略的效率优于普通预约策略,普通预约策略效率优于非预约策略。
且时间段优先预约策略的加权等待时间随着预约顾客与非预约顾客比值的增加而逐渐递减,而普通预约策略的加权等待时间随着预约顾客与非预约顾客比值的增加呈现先减小后增大的趋势。
因此,建立电动汽车快速充电预约服务系统很有必要,另外,比较两种预约策略可看出,应建立时间段优先的预约策略,并采取逐步增加预约顾客与非预约顾客的比例的措施,降低系统中所有顾客的加权等待时间,提高预约顾客的满意度。
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