一种新能源公交车充电模型的设计方法、装置及移动端设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种新能源公交车充电模型的设计方法、装置及移动端设备，其中该方法包括如下步骤：步骤1，获取充电场站充电桩数量n1、需充电管理的所有车辆及车辆需要执行的线路时刻表；步骤2，根据时刻表安排所有车辆的营运行车计划，保证时刻表能够正常执行；得到最优行车计划、充电任务数n2及其对应的起始时间和时长；步骤3，根据充电桩数量n1、充电任务数n2及其对应的起始时间和时长，利用二分图最大匹配算法设计充电模型。利用有限的充电桩来完成尽可能多的充电任务，给需要充电的车辆合理分配充电桩和安排充电顺序，保证在当前行车计划下能够高效完成充电任务，实现对车辆充电的自动化管理。自动化管理。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源公交车充电模型的设计方法、装置及移动端设备


[0001]本专利技术涉及大数据和智能交通研究领域，具体涉及一种新能源公交车充电模型的设计方法、装置及移动端设备。

技术介绍

[0002]伴随我国社会迅速发展，人民生活水平日益提高，城区规模也不断扩大，公共交通也随之大力发展，城市交通工具有多种形式。自2009年启动的“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广应用工程正式拉开序幕以来，中国新能源公交车数量增长速度迅猛，2018年全国营运公交车中新能源公交车数量已超越柴油公交车和天然气公交车，称为规模最大的车辆类型。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：与之俱来的是较多数量的新能源公交车与较少数量的充电桩的矛盾问题，随着电动公交车数量的增加，经常存在需要充电的车辆往往不能最优分配充电桩。同时新能源公交车引入运营后，由于充电需求的存在，行车计划的调整、运维人力等当前只能通过手动配置的方式，运营效率低下，甚至无法满足当前新能源车队规模的调度要求。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的不足，本公开实施例提供了一种新能源公交车充电模型的设计方法、装置及移动端设备，通过二分图最大匹配算法设计充电模型，利用有限的充电桩来完成尽可能多的充电任务，给需要充电的车辆合理分配充电桩和安排充电顺序，
[0004]技术方案如下：
[0005]第一方面：本公开实施例提供了一种新能源公交车充电模型的设计方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1，获取充电场站充电桩数量n1、需充电管理的所有车辆及车辆需要执行的线路时刻表；
[0007]步骤2，根据时刻表安排所有车辆的营运行车计划，保证时刻表能够正常执行；得到最优行车计划、充电任务数n2及其对应的起始时间和时长；
[0008]步骤3，根据充电桩数量n1、充电任务数n2及其对应的起始时间和时长，利用二分图最大匹配算法设计充电模型，利用有限的充电桩来完成尽可能多的充电任务；
[0009]优选的，步骤2所述根据时刻表安排所有车辆的营运行车计划，具体为：行车计划设计模型如下：
[0010]获取充电场站充电桩属性，以车辆数最少为目标，同时保证车辆充电次数最少、充电成本最低，根据现有时刻表设计行车计划，构建目标函数：
[0011][0012]其中，P表示一线路可分配的最大车辆数
[0013]N表示所有班次数
[0014]α,β,γ分别是对应目标权重
[0015][0016][0017][0018]同时满足其中，F
i
表示i班次的前驱班次，B
i
表示i班次的后继班次；
[0019][0020]为车辆k在班次i和j之间需要的充电时间，
[0021]p
h
为现有充电时段的电价，车辆充电时间应该避开用电高峰时段和客流高峰时段，避免城市电网的使用，从而保证社会效益；
[0022]p
p
表示充电桩的功率；
[0023]同时目标函数需要满足以下控制条件：
[0024]①
控制车辆k的日工作时间跨度：其中t
i
是班次i的发车时刻，t
j
′
表示第j个班次的结束时间，t
min
表示最小工时，t
max
表示最大工时；
[0025]②
控制车辆k连续行驶里程不超过续航里程R：
[0026][0027]R为车辆满电连续可行驶里程，R＝k2*C，k2为公交车放电效率，C为电池容量，即充满的电池在一定条件下放电到终止电压时所释放的电量；L为线路里程加上返场里程；m为车辆K执行班次数；
[0028]通过目标函数及控制条件，对发车时刻表进行求解，得到最优行车计划、充电任务数n2及其对应的起始时间和时长。
[0029]优选的，控制条件还包括：
③
如果车辆剩余运行里程(充电限制里程)不足以执行一个班次并返回车场，则该车辆必须进行充电：
[0030][0031]下标j
i
表示针对车辆K的第j
i
个班次，R
ji
表示车辆K执行完其第j
i
个班次后的剩余行驶里程，R
ji
＝k2*C
ji
，C
ji
是电池当前电量；
[0032]优选的，控制条件还包括：
④
必须充电的车辆需保证足够(至少能够执行下个班次)的充电时间：
[0033][0034]其中表示车辆k执行的班次j
i
和j
i+1
之间的休息间隔，
[0035]Δt
d
是指最小充电时长，
[0036]进一步，Δt
d
是指车辆K需要的最小充电时长，即车辆K充的电量满足执行第j
i+1
班次的运行里程；
[0037]优选的，所述Δt
d
是指最小充电时长替换为：Δt
d
也可以是根据实际运行情况人为确定；
[0038]优选的，控制条件还包括：
⑤
保证司机正常休息时间：
[0039]t
min
是最小休息时长，t
max
是最大休息时长；
[0040]优选的，步骤3具体如下：
[0041]定义无向图：G＝(V,E)
[0042]其中顶点V表示互不相交的子集(A,B)，设置A，B为充电桩编号和充电任务编号的集合，记集合，记A＝B(即x
i
＝x
′
i
，y
i
＝y
′
i
)，其中x是充电桩编号，y是充电任务编号；
[0043]E是A和B的连边，E包含：充电桩与充电任务的连边，表示充电桩执行该充电任务；还包括充电任务与充电任务的连边，表示同一充电桩按顺序执行充电任务；
[0044]通过匈牙利算法对其进行求解，得到集合A和集合B的最佳匹配结果
[0045]通过把顶点相同的连边连接，得到2n1条可连接集合，然后用x
i
、y
i
分别替换x
′
i
、y
′
i
，再去掉重复的n1条可连接集合，即得到n1条可连接集合，即得到每个充电桩对应的充电任务及其顺序。
[0046]第二方面：本公开实施例提供了一种新能源公交车充电模型的设计装置，该装置依次包括获取模块、行车计划生成模块、充电模型设计模块，上述模块依次电连接；
[0047]所述获取模块，用于执行所有可能的实现方式中任一项所述的一种新能源公交车充电模型的设计方法的步骤1的步骤；
[0048]所述行车计划生成模块，用于执行所有可能的实现方式中任一项所述的一种新能源公交车充电模型的设计方法的步骤2的步骤；
[0049]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源公交车充电模型的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，获取充电场站充电桩数量n1、需充电管理的所有车辆及车辆需要执行的线路时刻表；步骤2，根据时刻表安排所有车辆的营运行车计划，保证时刻表能够正常执行；得到最优行车计划、充电任务数n2及其对应的起始时间和时长；步骤3，根据充电桩数量n1、充电任务数n2及其对应的起始时间和时长，利用二分图最大匹配算法设计充电模型，利用有限的充电桩来完成尽可能多的充电任务。2.根据权利要求1所述的一种新能源公交车充电模型的设计方法，其特征在于，步骤2所述根据时刻表安排所有车辆的营运行车计划，具体为：行车计划设计模型如下：获取充电场站充电桩属性，以车辆数最少为目标，同时保证车辆充电次数最少、充电成本最低，根据现有时刻表设计行车计划，构建目标函数：其中，P表示一线路可分配的最大车辆数N表示所有班次数α,β,γ分别是对应目标权重α,β,γ分别是对应目标权重α,β,γ分别是对应目标权重同时满足其中，F
i
表示i班次的前驱班次，B
i
表示i班次的后继班次；班次；为车辆k在班次i和j之间需要的充电时间，p
h
为现有充电时段的电价，p
p
表示充电桩的功率；同时目标函数需要满足以下控制条件：
①
控制车辆k的日工作时间跨度：其中t
i
是班次i的发车时刻，t
′
j
表示第j个班次的结束时间，t
min
表示最小工时，t
max
表示最大工时；
②
控制车辆k连续行驶里程不超过续航里程R：
R为车辆满电连续可行驶里程，R＝k2*C，k2为公交车放电效率，C为电池容量，即充满的电池在一定条件下放电到终止电压时所释放的电量；L为线路里程加上返场里程；m为车辆K执行班次数；通过目标函数及控制条件，对发车时刻表进行求解，得到最优行车计划、充电任务数n2及其对应的起始时间和时长。3.根据权利要求2所述的一种新能源公交车充电模型的设计方法，其特征在于，控制条件还包括：
③
如果车辆剩余运行里程(充电限制里程)不足以执行一个班次并返回车场，则该车辆必须进行充电：下标j
i
表示针对车辆K的第j
i
个班次，表示车辆K执行完其第j
i
个班次后的剩余行驶里程，R
ji
＝k2*C
ji
，C
ji
是电池当前电量。4.根据权利要求3所述的一种新能源公交车充电模型的设计方法，其特征在于，控制条件还包括：
④

【专利技术属性】
技术研发人员：熊林海，周金明，
申请(专利权)人：南京行者易智能交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：