[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

本發明公開了基于生態環保駕駛的需求響應公交調度方法，通過采集乘客出行需求和需求響應型公交的信息，構建包括生態環保駕駛成本在內的系統總成本為總目標函數并依其建立需求響應公交調度模型，采用一致代價搜索算法生成最優需求響應公交訪問順序，更新需求響應公交車輛總質量，基于生態環保駕駛優化方法建議環保車速和擋位，引導公交車輛駕駛行為并計算各路段的行駛時間和燃油消耗，以此為權重在滿足乘客時間窗和速度平滑性約束下生成需求響應公交運營線路和時刻表。該方法實現了在滿足乘客個人出行時間窗的基礎上，避開坡度大及交通擁堵路段并指導司機實際駕駛行為，保證需求響應公交系統運行效率并實現生態駕駛，降低系統燃油消耗和排放總量。

技術領域

本發明涉及考慮能源消耗的需求響應公交調度技術領域，具體的說是涉及到一種基于生態環保駕駛的需求響應公交調度方法。

背景技術

目前，城市交通帶來的能源短缺和空氣污染嚴重等問題對車用能源的可持續發展提出了更高的要求。隨著城市交通的不斷發展，傳統的車輛控制技術已經無法適應復雜的交通狀況和實際車輛駕駛行為控制需求。需求響應型公交作為一種個性化的靈活公交運營方式，能夠乘客通過提前電話預約或網絡端提出的乘車信息動態調整最佳運營線路，并提供“門到門”的運輸服務。在保留公共交通特性的基礎上，相對于傳統公共交通具有更充分的行車路徑調整空間以減少燃油消耗。

但是，現有技術中，這種復雜的考慮生態環保駕駛的公交調度設計方法中存在以下不足：

1、現有考慮生態環保駕駛的傳統公交網絡設計中，通常基于給定的車輛行駛狀態和同質化乘客需求，忽略了個性化乘客出行需求和車輛端駕駛行為的優化；同時，傳統公交無法根據車輛燃油消耗進行線路的動態優化調整，可優化空間有局限性；

2、現有的考慮乘客出行需求的需求響應公交網絡設計旨在提供“門到門”的出行服務，缺乏對生態環保駕駛的考量，無法完成在滿足乘客出行需求的前提下減少系統燃油消耗和排放的系統優化目標；

3、現有的需求響應型公交系統設計方法只集中于宏觀優化層面，缺乏對車輛駕駛行為層面的研究，基于假定的車輛行駛速度和時間來簡化系統設計方法，這樣往往忽略了實際運營過程中車輛的行駛狀態、實時交通狀態和復雜道路線形。

因此，如何提供一種能夠滿足乘客個人出行需求并減少系統總燃油消耗的需求響應公交調度方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

本發明提供了一種基于生態環保駕駛的需求響應公交調度方法，該方法在滿足乘客出行時間窗約束的前提下，以最小化包括燃油消耗成本的需求響應公交系統成本為目標實現需求響應公交的調度任務，并給出建議環保車速和擋位以指導需求響應公交實際駕駛行為，解決現有的需求響應公交調度方法無法充分滿足乘客個人出行時間窗要求、無法充分考慮公交微觀駕駛行為、以及駕駛行為不合理導致公共交通系統生態成本高等問題。

本發明采用的技術手段如下：

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；

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；

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；