一种多交叉线路的模块化公交充电调度方法技术

本发明专利技术属于城市公交服务技术领域，尤其是涉及一种多交叉线路的模块化公交充电调度方法。本发明专利技术方法中的公交线路包括三种：含充电设施的公交线路、不含充电设施但与含充电设施的公交线路直接接驳的公交线路、不含充电设施且不与含充电设施的公交线路直接接驳的公交线路，模块化公交车辆可以通过车队重组转换至含有充电设施的公交线路上进行充电。充电设施包括规模较小的路边充电站和规模较大的含有较多充电设施的模块化公交车库，根据充电需求的不同可以在有充电设施的站点进行拆解选择充电方式。本发明专利技术能够合理安排多个交叉公交线路上模块化公交车辆的调度和充电，在满足乘客出行需求的同时，提高运营及充电效率，使系统运营成本最小。运营成本最小。运营成本最小。

【技术实现步骤摘要】
一种多交叉线路的模块化公交充电调度方法


[0001]本专利技术属于城市公交服务
，尤其是涉及一种多交叉线路的模块化公交充电调度方法。

技术介绍

[0002]公共交通是保证大城市移动效率的关键因素，目前的公共交通系统大多采用固定容量的车辆，容易导致车辆容量和旅行需求之间的不匹配，无法适应出行需求的时空变化。同时，在公共交通系统推行全电动公交车的进程中，普通的全电动公交车出现了运营计划被充电计划打断的问题，导致公共交通系统的运行效率降低、运营成本增加。
[0003]新兴的模块化车辆技术可以克服这些问题。模块化公交在运输网络中可以在节点上快速重组，适应下游的出行需求。通过对低电量的模块化公交车辆的拆解或替换，可以灵活的适应模块化公交的充电需求。通过灵活的车辆调整，模块化公交车辆可以有效地减少乘客等待时间、提高车辆占用率和不影响运营的灵活充电调度，克服传统公共交通系统的局限性。但是模块化公交在应用中还存在一些等待解决的问题：
[0004]1.模块化公交车辆与固定容量的车辆相比具有可灵活拆解组合的特性，需要新的编组和调度方式来发挥模块化公交车辆的优势。
[0005]2.利用模块化公交车辆的特性在公交线路上运营，需要根据出行需求和充电需求合理配置不同线路上模块化公交车辆数量，在保障公交系统运营效率的同时满足模块化公交车辆的充电需求。
[0006]3.充电中的车辆不能进行运营任务，车辆需要到有充电设施的线路进行充电，需要合理调度车辆和制定充电计划降低运营成本。
[0007]因此，提出一种多交叉线路的模块化公交充电调度方法，克服模块化公交在应用中的技术瓶颈，提高公共交通系统运行效率，推动公共交通系统绿色发展。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是针对未来城市公交系统的发展趋势，提供一种多交叉线路的模块化公交充电调度方法。本专利技术的模块化公交系统运行方法具有如下特点：
[0009]一、模块化公交车辆在多条交叉的公交线路上运行，在公交线路之间的接驳站点可以进行车队重组，实线不同线路的转换。
[0010]二、公交线路包括三种：含充电设施的公交线路、不含充电设施但与含充电设施的公交线路直接接驳的公交线路、不含充电设施且不与含充电设施的公交线路直接接驳的公交线路，模块化公交车辆可以通过车队重组转换至含有充电设施的公交线路上进行充电。
[0011]三、充电设施包括规模较小的路边充电站和规模较大的含有较多充电设施的模块化公交车库，根据充电需求的不同可以在有充电设施的站点进行拆解，运行至路边充电设施进行充电，也可以在线路首末站进行拆解运行至含有充电设施的车库进行充电。
[0012]本专利技术能够合理安排多个交叉公交线路上模块化公交车辆的调度和充电，在满足
乘客出行需求的同时，提高运营及充电效率。本专利技术所公布方法具有很强的灵活性与实用性。
[0013]针对本专利技术中的模块化公交车辆、重组以及换乘等术语的解释如下：
[0014]模块化公交车辆：全电能驱动、城市道路上自动驾驶的公交车辆1，车辆首尾、左右两侧均有可切换开关状态的电动控制车门2，同时配置大容量的蓄电池。模块化公交车辆在运输网络中可以通过动态对接或分离实现快速重组，形成不同规模的模块化公交车队。
[0015]重组与换乘：模块化公交车辆通过组合形成模块化公交车队3，相邻两个模块化车辆之间的电动控制车门6开启形成通道。在接驳站点13根据乘客换乘需求和电量换线需求分成继续行驶的车队4和转换至另一条线路的车队5，继续乘坐本线路车辆的乘客7通过电动控制门6转移至车队4，需要换乘至另一线路的乘客8通过电动控制门6转移至车队5，换乘结束后关闭电动控制车门6闭合通道，分离车队4和5，与其他模块化公交车队重组或单独在公交线路上运行。
[0016]本专利技术的技术方案是：
[0017]一种多交叉线路的模块化公交充电调度方法，所述公交系统由多条交叉的公交线路组成101112、路边充电设施23、包含充电设施的车库17与若干模块化车辆组成。
[0018]本专利技术所述公交运营及充电调度方法如下：
[0019]本专利技术所述的公交线路包括三种：含充电设施的公交线路10、不含充电设施但与含充电设施的公交线路直接接驳的公交线路11、不含充电设施且不与含充电设施的公交线路直接接驳的公交线路12。公交线路101112站点固定、包括线路之间的接驳站点13、含有路边充电设施的站点14、普通公交站点15和周边有包含较多充电设施车库的公交首末站16。模块化公交车辆在固定线路上运行，在接驳站点13可以进行车队重组。
[0020]本专利技术所述的模块化公交车辆，在包含充电设施的公交线路10上的路边充电设施23或首末站两端的车库17内完成充电。公交线路10上的车辆可以根据需求直接行驶到充电设施23或车库17处进行充电。不含充电设施但与含充电设施的公交线路直接接驳的公交线路11上的模块化公交车辆在接驳站点13通过重组转换至公交线路10，行驶到充电设施23或车库17处进行充电。不含充电设施且不与含充电设施的公交线路直接接驳的公交线路12，通过在多个接驳站点13进行车队重组，转换至公交线路10，行驶到充电设施23或车库17处进行充电。
[0021]本专利技术所述的模块化公交车辆可以在接驳站点13根据乘客和电量需求进行重新编组，在运行过程中车队开启电动控制车门6形成通道，并提前通知乘客本节车辆的运行路线，包括继续在本线路上行驶、转换至其他线路和拆解离开车队进行充电，乘客根据自身需求提前进行移动。
[0022]进一步的，本专利技术所述模块化公交运营及充电调度方法的求解模型，即计算各模块化车辆编组解编计划表、充电计划表的模型如下：
[0023]模型的目标函数为运营总成本最小：
[0024][0025]C为系统运营总成本，j表示系统中模块化公交的数量。电池在使用过程中会产生电量和电池自身的损耗，分别为放电、充电在t时刻单位功率使用成本(￥/kwh)，包
括用电成本和电池折旧成本，和分别为第i辆模块化公交车辆电池放电和充电过程中在t时刻的功率。车辆在行驶过程中会产生折旧等损耗，这一成本与车辆行驶距离l
d
有关，c
d
为模块化公交车辆行驶单位距离的损耗成本(￥/km)，l
di
为第i辆模块化公交车辆在运营时间内行驶的距离。c
o
为充电设施成本(￥/个)，N
s
为投入运营的路边充电设施数量，N
g
为投入运营的车库充电设施数量。γ为一个合理的较小的松弛变量。
[0026]模型约束条件为：
[0027][0028][0029][0030][0031][0032][0033][0034]为模块化公交车辆i在t时刻的充电状态，为0、1变量，0表示未充电，1表示在充电站m充电，M为充电设施最大容量，约束保证一个模块化公交一次只能在一个充电设施充电，且不超过充电设施最大容量。
[0035]表示在t时刻站点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多交叉线路的模块化公交充电调度方法，定义公交系统由多条交叉的公交线路、路边充电设施、包含充电设施的车库与若干模块化车辆组成；其特征在于，所述公交充电调度方法如下：定义公交线路分别为含充电设施的第一公交线路(10)、不含充电设施但与含充电设施的公交线路直接接驳的第二公交线路(11)、不含充电设施且不与含充电设施的公交线路直接接驳的第三公交线路(12)，三种公交线路站点固定，站点包括线路之间的接驳站点(13)、含有路边充电设施的站点(14)、公交站点(15)和具有充电设施车库的公交首末站(16)，模块化公交车辆在固定线路上运行，在接驳站点(13)进行车队重组；所述模块化公交车辆的充电方法是在第一公交线路(10)上的路边充电设施或首末站的车库内完成充电，具体的：第一公交线路(10)上的车辆根据需求直接行驶到充电设施或车库处进行充电，第二公交线路(11)上的模块化公交车辆在接驳站点(13)通过重组转换至第一公交线路(10)，再行驶到充电设施或车库处进行充电；第三公交线路(12)通过在多个接驳站点(13)进行车队重组，转换至第一公交线路(10)，再行驶到充电设施或车库处进行充电；所述模块化公交车辆在运行过程中车队开启电动控制车门(6)形成通道，并提前通知乘客本节车辆的运行路线，包括继续在本线路上行驶、转换至其他线路和拆解离开车队进行充电，乘客根据自身需求提前进行移动；所述模块化公交车辆在接驳站点(13)根据乘客和电量需求进行编组的具体方法为，以运营总成本最小为目标建立运行方案模型如下：模型的目标函数为：C为系统运营总成本，j表示系统中模块化公交的数量，电池在使用过程中会产生电量和电池自身的损耗，分别为放电、充电在t时刻单位功率使用成本，包括用电成本和电池折旧成本，和分别为第i辆模块化公交车辆电池放电和充电过程中在t时刻的功率，车辆在行驶过程中会产生损耗成本，损耗成本与车辆行驶距离l
d
有关，c

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宜河，刘昱岗，易洪波，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：