一种单车场多线路电动公交车协同调度方法技术

一种单车场多线路电动公交车协同调度方法，本发明专利技术涉及单车场多线路电动公交车协同调度方法。本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种单车场多线路电动公交车协同调度方法


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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，这些行程由车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单车场多线路电动公交车协同调度方法，其特征在于：所述方法具体过程为：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；步骤十：采用分支定价算法对确定性模型进行求解；步骤十一：输出确定性模型的最优解，即单车场多线路电动公交车的协同调度方案，包括电动公交车辆的排班方案及充电方案。2.根据权利要求1所述一种单车场多线路电动公交车协同调度方法，其特征在于：所述步骤三中计算充电等待时间和充电服务时间；具体过程为：为电动公交车k所服务班次的集合，C
k
为电动公交车k执行的班次数，k＝1,2,
…
,K，C
k
＝1,2,
…
,N，j＝1,2,...,C
k
；E＝{e1,e2,...,e
N
}为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集合；C＝{te1,te2,...,te
N
}为N个班次的结束时刻按照从小到大的顺序排列成的时刻集合；S＝{s1,s2,...,s
N
}为集合E里执行同一位置的班次的电动公交车所执行的下一个班次的编号集合；若te
n
为电动公交车执行的最后一个班次，s
n
赋空值；ST＝{ts1,ts2,...,ts
N
}为集合C中执行同一位置的班次的电动公交车所执行的下一个班次的开始时刻集合，即集合S里同一位置的班次的开始时刻；若te
n
为电动公交车执行的最后一个班次，ts
n
赋一个极大值；通过比较e
n
与电动公交车服务班次集合中的确定班次e
n
由电动公交车k执行，并确定电动公交车k执行的下一个班次的编号s
n
；；；
式中：为电动公交车k第j+1个班次在始发站的发车时刻；为电动公交车k结束班次e
n
运行后回到始发站是否充电的决策变量集合；始发站充电桩个数为M，始发站充电桩编号为m，m＝1,2,...,M；表示t时刻充电桩m的使用状态，若充电桩m被占用，为1；否则，为0；t∈C；表示t时刻充电桩m的使用状态集合，t∈C；t
m
表示充电桩m被占用的结束时刻；ME
t
＝{t1,t2,...,t
M
}为t时刻充电桩被占用的结束时刻集合，t∈C；初始状态中t
m
均为0；v
k
表示电动公交车k已经充电的次数；V(k)＝{v1,v2,...,v
K
}为电动公交车k已经充电的次数的集合；初始状态中v
k
均为0；根据电动公交车全天的总行驶里程、耗电量，规定一天中一辆电动公交车充电次数最大值为大值为式中：W
max
为K辆电动公交车全天运行总能耗的最大值，单位为kWh；B为电动公交车的电池容量，单位为kWh；SOC
min
为电池荷电状态的最低阈值；SOC
max
为电池荷电状态的最高阈值；为向上取整符号；式中：为电动公交车k第j个班次运行所需的能耗，单位为kWh；W(k)为电动公交车k全天的运行总能耗，单位为kWh；1)te
n
时刻电动公交车运行完第e
n
班次回到首发站，通过比较te
n
与ME
t
的值更新M
t
、ME
t
即更新充电桩的使用状态及其被占用的时刻；即更新充电桩的使用状态及其被占用的时刻；2)计算如果电动公交车k在te
n
时刻充电，其充电等待时间为a为te
n
时刻电动公交车选择的充电桩的编号；通过比较e
n
与电动公交车服务班次集合中的确定k的值；具体过程为：
式中：表示t
en
时刻充电桩m的使用状态，若充电桩m被占用，为1；否则，为0；3)决策电动公交车k在te
n
时刻是否充电；具体过程为：比较电动公交车k已经充电的次数v
k
和一辆电动公交车充电次数最大值若v
k
大于等于V，不充电，等于0；若v
k
小于V，通过计算充电服务时间判断是否充电；若充电服务时间大于等于t
min
，可以选择充电，等于1；否则，不充电，等于0；等于0；4)计算电动公交车k在te
n
时刻的SOC；具体过程为：式中：为电动公交车k第j个班次结束时的SOC；为电动公交车k第j个班次驶离首发站时电池的SOC(％)；5)如果电动公交车te
n
时刻充电，计算充电服务时间具体过程为：e
n
＝1,2,...,N,k＝1,2,...,K,j＝1,2,...,C
k
式中：P为充电功率，单位为kW；6)计算电动公交车下一个班次开始时刻的SOC；具体过程为：7)更新ME
t
；具体过程为：式中，ME
t
(a)为t时刻公交车选择的充电桩a被占用的结束时刻集合，t∈C；8)回到1)计算t＝t+1时刻电动公交车是否充电、充电等待时间、充电服务时间，直到t＝te
N
；
综上，最小化电动公交车的平均充电等待时间实际值的目标函数Z1的计算公式如下：3.根据权利要求1或2所述一种单车场多线路电动公交车协同调度方法，其特征在于：所述步骤四中计算班次e
n
结束后的充电费用具体过程为：e
n
＝1,2,...,N,h＝1,2,...,H式中：为班次e
n
结束后跨相邻电价时段情况下前一电价时段的充电时长，单位为min；为班次e
n
结束后跨相邻电价时段情况下后一电价时段的充电时长，单位为min；h为分时电价时段的编号，h＝1,2,...,H，共有H个时段；Q
h
为分时电价中h时段的电价，Q
h+1
为分时电价中h+1时段的电价；时电价中h+1时段的电价；式中：为分时电价h时段的结束时刻；为分时电价h时段的结束时刻；式中：为分时电价h+1时段的开始时刻；综上，最小化全天的充电费用实际值的目标函数Z2的计算公式如下：4.根据权利要求3所述一种单车场多线路电动公交车协同调度方法，其特征在于：所述步骤五中计算电动公交车行程的能耗，公式为：k＝1,2,...,K,j＝1,2,...,C
k
式中：和为回归系数估计量；为电动公交车k第j个班次对应的行驶里程，单位为k...

【专利技术属性】
技术研发人员：别一鸣，从远，季金华，肖乔云，龚雨辰，章源，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：