1.1 研究背景與動機
現今社會，工商業高密度的發展，人類不惜破壞自然生態，以爭取土 地開發，使得全球氣候變遷，聖嬰現象，溫室效應問題漸趨嚴重。石油的 發現，帶動了工業革命，從十八世紀至今，仍然是重要能源來源，然而，
被人類過度開採的石油，科學家估計也將在百年內竭盡，為此，科學家們 不停地尋找能源替代方案，各式的發電方法，風力、火力、潮污發電及核 能發電因應而生。
而車輛的能源，大多數仍然是以石油為主，在人口爆炸的現代，車輛 也隨著人口數不斷的增加，大量消耗石油的同時，也排放了大量的二氧化 碳，影響空氣品質，同時引擎的運轉也產生了噪音的汙染。近十年來，環 保議題逐漸受到重視，各國逐漸提倡節能與環保，例如荷蘭的主要交通工 具是腳踏車，我國則從首都台北市開始建置腳踏車的租借服務，可見大眾 運輸環保的重要性。
腳踏車、滑板車等人力交通工具固然環保，但在距離及時間因素考量 下，電動運輸工具成為了折衷的首選，它截長而補短，使用再生能源將汙 染降低，亦將腳踏車等人力交通工具在距離上的限制及不便減少。在上述 各種因素考量下，電動車的推廣使用，成為現今地球資源枯竭匱乏下，不 容忽視的課題，加上科技進步，技術得以突破，電動車的相關技術漸趨成 熟，造就出各種不同型態、功能的電動載具的誕生。
而電動載具在市場上來說接受度並不高，多數人仍選擇購買汽油車而 非電動車，兩者比較原因不外乎有：
1.電動車相關產業發展較晚，性能表現不彰。
2.儘管電力能源價格比汽油便宜，但造價相對昂貴。
3.充電站不夠普及與續航力不佳。
4.電量比汽油量的分析複雜許多，難以做出準確的判斷，任何人都不 想在半路上沒電、拋錨，而陷入需要推車的窘境。
針對以上後兩點加以分析，電動車與汽油車，最大的差異便是能量來 源，汽油是屬於消耗性能源，必頇不斷補充，而電動車使用可充電電池是 非消耗性，體積大重量重且固定無法攜帶，兩者一旦發生半途能源耗盡問 題，汽油車最嚴重就是走路到最近的加油站買一桶油罷了，電動車卻只能 望洋興嘆，動彈不得。
因此，比起傳統汽油，電動車的剩餘電量、可行走距離估測的準確度 是更加的重要，其二，既然不能開源，那就想辦法節流，電動車沒有汽油 車引擎怠速消耗的問題，主要的消耗都在車輛的移動，路徑的選擇決定了 能量的消耗的多寡，不論學術界、產業界的論文，最佳路徑不外乎最短距 離計算、最短時間分析，而針對能量為探討角度的文章卻是不多，因此，
提出一套有系統的節能路徑規劃演算法，增加電動車能源的使用效率，以 及如何有效的引導駕駛最佳節能的路徑，並為其規劃可使用距離、時間、
離充電站距離，讓使用者不用煩惱電池半路沒電，進而促進使更多使用者 安心的選擇電動車，促進社會對於綠色能源的推廣便成了本論文的動機。
1.2 研究方法
本研究使用能量的角度重新定義螞蟻演算法的公式，先根據公式進行 相關數據模擬，及參數調整，以驗證其可行性與效果，再透過實際量測的 方式，針對與不同路段，求出其對應之能源參數，並紀錄各狀態能量消耗 量，同時儲存於雲端資料庫。
在騎乘時，可以透過網際網路，呼叫雲端系統計算的方式，依照使用 者不同的需求，提供最佳節能路徑或最短路徑分析，亦可下載能源資料離 線運作，或是上傳自身電池狀態，由伺服器判斷老化程度以更新雲端數據 庫。
在本文實驗中，我們將以一台兩輪帄衡載具作為實驗對象，其上配備 了自行設計的量測模組，能夠將載具資訊以藍芽串列的方式傳送至
Android 手機，同時為其開發手機應用程式，使其能透過網路與雲端系統 進行通訊，上傳載具資訊，並下載路徑資料，同時作為媒介，提示使用者 殘餘電量、可行走距離與建議是否前往充電站。
此系統演算法實作在雲端伺服器中，使用 Node.js 作為伺服器語言，
並結合 Google Map 的地圖資訊，以網頁的方式呈現，讓使用者可以同時 針對地圖設定起點終點做路徑規劃，並且能夠跨帄台操作。
1.3 研究目的
本文的研究目的在於提出一套使用能量觀點的最佳節能路徑演算法，
並開發出一套完整的電動載具路徑規劃系統，包括載具搭載的電池狀態監 控系統，雲端運算所需要的資料庫及數據傳輸介面，作於分析資料、數據 建模，並利用雲端資料庫可擴充的特性，使本系統具有動態更新的能力。
新的載具資訊可以加入資料庫，新的節點資訊與能量消耗量也能不斷 擴充，隨著載具數量與節點數量的上升，系統儲存的巨量能量資訊建構出 一張能量地圖，並透過能量螞蟻演算法，使本系統能針對使用者的需求，
給予其最適當的路徑。
而每當使用者騎乘時，能量與路況資訊也會自動上傳至雲端資料庫，
透過即時能量的分析，不僅能避免載具因電力用盡而拋錨，更能確保使用 者的安全性與便利性，以增加使用者使用電動載具的意願，更進一步提升 大家對於使用電動載具的意願，以推廣再生能源，促進節能與減碳。
1.4 章節簡述
本論文總共分為五個章節，主要內容包括：
第一章 緒論：敘述該研究的背景、動機、方法、目的以及章節簡述。