[發明專利]一種基于生態環保駕駛的需求響應公交調度方法

有效

• 申請號: 202110321388.5
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113112849B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 李欣;王天奇;徐偉漢;李懷悅;陳娟
• 申請（專利權）人: 大連海事大學;重慶爾玉科技有限責任公司
• 主分類號: G08G1/123
• 分類號: G08G1/123;G08G1/00
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 杜廣虎;張海燕

1.一種基于生態環保駕駛的需求響應公交調度方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：采集乘客出行需求信息，需求響應型公交始發場站與終點站的位置信息以及需求響應型公交服務區域內道路情況信息，所述道路情況信息包括當前擁堵情況、自由流車速以及交叉口等待時間，構建包括燃油消耗成本在內的需求響應公交總成本的總目標函數，結合需求響應公交運營經驗值和車輛及燃料的特性，初始化需求響應公交運營參數、車輛動力學參數及燃油消耗與排放參數；

所述的總目標函數具體為：

式中，J為總目標函數，C_K為需求響應公交固定發車成本，C_F為需求響應公交系統單位燃油消耗成本，C_O為需求響應公交系統單位運營時間成本，為需求響應公交車行節點的集合，為需求響應公交始發場站的集合，為需求響應公交終點站的集合，為乘客出行需求的集合，為需求響應公交車輛的集合，為取值為0或1的變量，表示需求響應公交是否從始發場站駛出；為兩個車行節點m和m′之間的燃油消耗；為兩個車行節點m和m′之間的行駛時間；

步驟2：根據需求響應公交空駛狀態下的凈質量，以各路段上的交通流速作為初始速度，計算初始加速度和初始檔位，生成各個路段上的初始行駛時間和初始燃油消耗；

所述以各路段上的交通流速作為初始速度，計算初始加速度和初始檔位，生成各個路段上的行駛時間、燃油消耗和排放包括以下步驟：

1)計算需求響應公交在各路段上行駛的初始速度：

式中，為城市道路網絡中所有節點的總集合，為交叉口點集合，為n到n′路段上的初始速度，為n到n′路段上的自由流車速，ρ_n,n′為n到n′路段上的當前車流密度，為n到n′路段上的臨界擁堵密度；

2)計算需求響應公交在各路段上的初始檔位：

式中，為需求響應公交在n到n′路段上的初始檔位，r為車輛的車輪半徑，C_f為車輛滾動摩擦系數，為車輛凈質量，g為重力加速度，θ為道路坡度角度，ρ為空氣密度，A_k為車輛的橫截面積，C_d為車輛空氣摩擦系數，I₀為車輛差速器傳動比，η為車輛傳動效率，T為發動機輸出扭矩；

3)計算需求響應公交在各路段上的初始加速度：

式中，為需求響應公交在n到n′路段上的初始加速度，δ為車輛慣性質量轉換系數；

4)計算需求響應公交各路段上的初始行駛時間：

式中，為需求響應公交在各路段上的初始行駛時間，d_n,n′為n到n′路段的長度；

5)計算需求響應公交在各路段上的初始燃油消耗：

式中，為需求響應公交在n到n′路段上的初始燃油消耗；為所選用燃油的空燃比系數，λ為所選用燃油的低熱值，d_n,n′為n到n′路段的長度，為n到n′路段上的加速度，β₀，β₁，β₂，β₃為燃油消耗計算系數，與道路坡度、車輛特性有關，f₁為車輛勻速行駛狀態下的燃油消耗比例系數；

步驟3：以需求響應公交始發場站為路徑起點，以終點站為路徑終點，以各路段上的初始燃油消耗作為權重尋找燃油消耗最小的路徑，基于需求響應公交調度模型，采用一致代價搜索算法框架生成“始發場站-交叉口-需求點-交叉口-需求點-終點場站”的需求響應公交最優訪問順序；

步驟4：根據最優需求響應公交訪問順序及各需求點上的等待登車乘客數量確定負載曲線，動態更新需求響應公交總質量，并依據生態環保駕駛優化方法生成建議環保車速和環保擋位，引導公交車輛實際駕駛行為，考慮公交車輛在交叉口及需求點處的加減速行為和怠速行為，基于環保車速計算各路段的行駛時間和燃油消耗，以所述各路段的行駛時間和燃油消耗為權重在滿足乘客時間窗約束和路徑速度平滑性約束的前提下生成需求響應公交運營線路和時刻表。