[发明专利]一种单车场多线路电动公交车协同调度方法

说明书

一种单车场多线路电动公交车协同调度方法，本发明涉及单车场多线路电动公交车协同调度方法。本发明的目的是为了解决现有同一批次购入的电动公交车的使用寿命不同的问题。过程为：一：同一始发站的I条线路配备有K辆电动公交车，每天共需运行N个班次；二：班次n的行程时间是一个随机变量；三：计算充电等待时间和充电服务时间；四：计算班次编号e_n结束后的充电费用；五：计算电动公交车行程的能耗；六：计算运行强度差异；七：建立机会约束规划模型；八：目标函数转化；九：将机会约束规划模型转变为确定性模型；十：对确定性模型进行求解；十一：输出确定性模型的最优解。本发明用于电动公交车运营调度领域。

技术领域

本发明属于电动公交车运营调度领域，具体涉及单车场多线路电动公交车协同调度方法。

背景技术

近年来城市交通节能减排压力不断增加，化石能源的短缺导致的全球能源危机日益受到人们的重视。电动公交车辆作为一种新兴的公共交通工具，具有噪音小、行驶稳定性高、零排放、操作简单的优点，对于减少城市汽车污染物排放、降低公交车企业运营成本与驾驶员负荷具有重要意义。

然而，与燃油公交车相比，纯电动公交车还存在行驶里程短、充电时间长等局限性。因此，为了满足公交车的发展需求，许多城市修建了公交枢纽场站，既可以作为公交线路的始发站，还可以向公交车辆提供充电、维修、保养服务。一个枢纽站内一般存在多条公交线路，由于线路长度、发车间隔、行程时间、车厢拥挤程度等存在差异，各条线路的电动公交车每天的运行里程及能耗存在较大差异，同一批次购入的电动公交车的使用寿命不同，使得后续电动公交车的采购计划较为麻烦。在全天运营期间，每辆公交车的运行时间和空闲时间直接由每辆公交车需要服务的行程决定，这些行程由车辆调度安排。因此，车辆调度计划的优化对于提高电动公交线路的运营效率至关重要。行程时间是车辆调度问题中需要考虑的一个重要因素。在道路交通状况以及气候等条件影响下，电动公交车的行程时间存在较大的随机性，行程的能耗也存在随机性。同时，充电策略的选择对公交线路上可用的公交车数量和电池循环寿命起着决定性作用。目前公交公司大多使用的充电策略是在电池电量即将耗尽时对其进行充电，直至充满。这种高放电深度会严重损害电池寿命。将电池电量保持在中等荷电状态(state of charge，SOC)可以减轻这种损害。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有电动公交车的调度方案未考虑同一车场不同线路间的电动公交车的行程时间随机性和运行强度差异性，导致同一批次购入的电动公交车的使用寿命不同的问题，而提出一种单车场多线路电动公交车协同调度方法。

一种单车场多线路电动公交车协同调度方法具体过程为：

步骤一：同一始发站的I条线路配备有K辆电动公交车，每天共需运行N个班次；

所述1个班次为1辆电动公交车发出后再回到始发站；

步骤二：班次n的行程时间T_n是一个随机变量，1≤n≤N；

假设T_n服从均值为β方差为的正态分布，认为同一线路相同时段班次的行程时间服从同一正态分布；

其中n为第n个班次的开始时刻按照从小到大的顺序排列后的班次编号；

步骤三：计算充电等待时间和充电服务时间；

步骤四：计算第n个班次的结束时刻按照从小到大的顺序排列后的班次编号e_n结束后的充电费用

步骤五：计算电动公交车行程的能耗；

步骤六：计算运行强度差异；

步骤七：基于步骤三、四、五、六建立机会约束规划模型；

步骤八：目标函数转化；

步骤九：将机会约束规划模型转变为确定性模型；