[發明專利]一種單車場多線路電動公交車協同調度方法

在審

• 申請號: 202210129401.1
• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN114444965A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 別一鳴;從遠;季金華;肖喬云;龔雨辰;章源
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張換男

一種單車場多線路電動公交車協同調度方法，本發明涉及單車場多線路電動公交車協同調度方法。本發明的目的是為了解決現有同一批次購入的電動公交車的使用壽命不同的問題。過程為：一：同一始發站的I條線路配備有K輛電動公交車，每天共需運行N個班次；二：班次n的行程時間是一個隨機變量；三：計算充電等待時間和充電服務時間；四：計算班次編號e_n結束后的充電費用；五：計算電動公交車行程的能耗；六：計算運行強度差異；七：建立機會約束規劃模型；八：目標函數轉化；九：將機會約束規劃模型轉變為確定性模型；十：對確定性模型進行求解；十一：輸出確定性模型的最優解。本發明用于電動公交車運營調度領域。

技術領域

本發明屬于電動公交車運營調度領域，具體涉及單車場多線路電動公交車協同調度方法。

背景技術

近年來城市交通節能減排壓力不斷增加，化石能源的短缺導致的全球能源危機日益受到人們的重視。電動公交車輛作為一種新興的公共交通工具，具有噪音小、行駛穩定性高、零排放、操作簡單的優點，對于減少城市汽車污染物排放、降低公交車企業運營成本與駕駛員負荷具有重要意義。

然而，與燃油公交車相比，純電動公交車還存在行駛里程短、充電時間長等局限性。因此，為了滿足公交車的發展需求，許多城市修建了公交樞紐場站，既可以作為公交線路的始發站，還可以向公交車輛提供充電、維修、保養服務。一個樞紐站內一般存在多條公交線路，由于線路長度、發車間隔、行程時間、車廂擁擠程度等存在差異，各條線路的電動公交車每天的運行里程及能耗存在較大差異，同一批次購入的電動公交車的使用壽命不同，使得后續電動公交車的采購計劃較為麻煩。在全天運營期間，每輛公交車的運行時間和空閑時間直接由每輛公交車需要服務的行程決定，這些行程由車輛調度安排。因此，車輛調度計劃的優化對于提高電動公交線路的運營效率至關重要。行程時間是車輛調度問題中需要考慮的一個重要因素。在道路交通狀況以及氣候等條件影響下，電動公交車的行程時間存在較大的隨機性，行程的能耗也存在隨機性。同時，充電策略的選擇對公交線路上可用的公交車數量和電池循環壽命起著決定性作用。目前公交公司大多使用的充電策略是在電池電量即將耗盡時對其進行充電，直至充滿。這種高放電深度會嚴重損害電池壽命。將電池電量保持在中等荷電狀態(state of charge，SOC)可以減輕這種損害。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有電動公交車的調度方案未考慮同一車場不同線路間的電動公交車的行程時間隨機性和運行強度差異性，導致同一批次購入的電動公交車的使用壽命不同的問題，而提出一種單車場多線路電動公交車協同調度方法。

一種單車場多線路電動公交車協同調度方法具體過程為：

步驟一：同一始發站的I條線路配備有K輛電動公交車，每天共需運行N個班次；

所述1個班次為1輛電動公交車發出后再回到始發站；

步驟二：班次n的行程時間T_n是一個隨機變量，1≤n≤N；

假設T_n服從均值為β方差為的正態分布，認為同一線路相同時段班次的行程時間服從同一正態分布；

其中n為第n個班次的開始時刻按照從小到大的順序排列后的班次編號；

步驟三：計算充電等待時間和充電服務時間；

步驟四：計算第n個班次的結束時刻按照從小到大的順序排列后的班次編號e_n結束后的充電費用

步驟五：計算電動公交車行程的能耗；

步驟六：計算運行強度差異；

步驟七：基于步驟三、四、五、六建立機會約束規劃模型；

步驟八：目標函數轉化；

步驟九：將機會約束規劃模型轉變為確定性模型；