【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机场运行与管理，具体涉及一种机场牵引车油电混合车队调度方法、系统。
技术介绍
1、近年来，温室气体大规模排放导致的全球变暖问题愈发严峻，二氧化碳减排问题受到了广泛关注。地面保障车辆是机场碳排放的主要来源之一，为减少机场地面碳排放，加快推进机场燃油车逐步替换为电动车。
2、目前国内外有关机场牵引车调度的相关研究，研究对象以纯燃油车队或纯电动车队为主，关于油电混行的研究多以物流业为应用背景，且未考虑电动车服务耗能。针对机场牵引车油电混合车队调度的研究较少，尚未形成较为成熟、科学、合理的牵引车油电混合车队调度理论方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：提出一种机场牵引车油电混合车队调度方法、系统，通过对比不同车辆配比下的成本可以得到不同角度下的机场最优车辆配置，为机场配置车队提供参考数据，并为纯燃油运行、油电混合运行以及纯电动运行情况下的机场牵引车调度提供优化方案，有效减少机场的运行成本与排放，提高保障效率，减少航班延误。
2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
3、一种机场牵引车油电混合车队调度方法，包括：
4、s1、明确机场牵引车车辆类型与功能构成，并确认机场牵引车辆的一般工作规则。
5、s2、基于机场牵引车的功能，获得不同类别的车辆能耗模型。
6、s3、对机场牵引车油电混合车队调度进行优化分析，设置总运行成本为目标函数，确定约束条件，构建机场牵引车油电混合车队调度模型
7、s4、设计改进的自适应性大邻域搜索算法，通过对机场牵引车油电混合车队调度模型求解，得到总运行成本优化后的调度任务分配和车辆时间表。
8、s5、将设置完成的车队配置下的案例数据输入到机场牵引车油电混合车队调度优化模型并求解，得到目标函数值以及优化后的调度方案。
9、进一步的，步骤s1中，机场牵引车车辆类型按照能耗类型进行分类，包括但不限于燃油车、电动车，其中，电动牵引车车同时具有飞机拖曳和apu服务代替两种功能；机场牵引车辆的服务对象为离港航班，工作内容为在既定的时间窗内沿车辆道路行驶到对应停机位，进行持续一定时间的牵引服务。
10、进一步的，步骤s3中，机场牵引车油电混合车队调度模型的目标是在计划时间窗内完成所有航班的推出任务，并且为实现并实现总运行成本最低，运行成本包括能耗成本、时间成本和排放成本三部分，下面说明模型中用到的参数：
11、机场牵引车运行有向网络g，g＝(v'0,n+1,a)；v＝{1,...n}表示停机位节点集合；f表示充电桩集合；f'表示访问充电桩集合；v'表示v和f'的并集；节点0和n+1表示车库，其中，0表示出库节点，n+1表示回库节点；a为弧集合，a＝{(i,j)|i,j∈v'0,n+1,i≠j}；m表示牵引车集合。
12、如果两个节点作为某个集合的下标出现时，表示该集合除了本身代表节点集合，还包括了下标所示的车库节点。比如v'0表示v、f'和车库节点0的集合。
13、根据机场保障车辆运行管理规定，牵引车需要在时间窗[ei,li]内到达停机位节点i∈v，并进行推出服务，每次推出车辆t服务持续时间为sit，推出期间行驶速度为vit，推出能耗为bi和fi。牵引车车队由ne辆电动牵引车和nic辆燃油牵引车构成，总计n辆牵引车。牵引车最大电池容量为b，最小电量阈值为p％。当电量低于最小电量阈值时需要前往充电桩充电，充电速率为r。本文中采取完全充电策略，即每次充满电后再次运行，因此充电时间取决于充电速率r和已经消耗的电池电量。对于集合a中每条弧的属性包括：距离dij，车辆t的行驶速度vijt，行驶时间tijt＝dij/vijt，耗能bijt(电动牵引车)和fijt(燃油牵引车)。对于每一条弧(i,j)∈a，本文定义以下决策变量：如果牵引车t经过弧(i,j)，则变量xijt为1，否则为0。τit和yit分别表示牵引车t到达节点i∈v'0,n+1的时间与剩余电量。
14、机场牵引车油电混合车队调度模型的目标函数为：
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20、上述式子中，ftm表示时间成本函数，c(em)表示单位时间的成本，表示电能成本函数，表示单位电能成本，表示燃油成本函数，表示单位燃油成本，表示排放成本函数，c(em)表示单位碳排放成本，cem表示单位距离的碳排放量，vjt表示第t辆牵引车在第j个停机位节点上的拖曳速度，v'0表示v、f'和车库节点0的集合，fobj表示总目标函数，xin+1t表示第t辆牵引车是否经过弧(i,n+1)，tin+1t表示第t辆牵引车在弧(i,n+1)上行驶的时间，x0it表示第t辆牵引车是否经过弧(0,t)，t0it表示第t辆牵引车在弧(0,t)上行驶的时间，v'n+1表示包含n+1和停机位节点的集合。
21、机场牵引车油电混合车队调度模型的约束条件为：
22、pijt(mt)＝(0.5·ρα·af·cd·(vijt)2+cr·mt·g)·vijt
23、pjt(mt+ma)＝(0.5·ρα·af·cd·(vjt)2+cr·(mt+ma)·g)·vjt
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38、其中，ρα表示空气密度，af表示牵引车正面面积，cd表示气动阻力系数，vijt表示第t辆牵引车在弧(i,j)上的拖曳速度，cr表示滚动摩擦系数，g表示重力常数，x0jt表示第t辆牵引车是否在弧(0,j)上行驶，li表示第i个停机位节点的最晚开始服务时间，τjt表示第t辆牵引车到达第j个停机位节点的时间，v0表示包含出发车库节点的停机位节点集合，ei表示第i个停机位节点i的最早开始服务时间，f'0表示包含出发车库节点的充电桩节点集合，xqjt表示第t辆牵引车是否在弧(0,j)上行驶，bit表示第t辆牵引车在停机位节点i的服务能耗，yjt表示第t辆牵引车在第j个停机位节点的剩余能耗，v'0,n+1表示包含出发、到达车库节点的停机位节点集合，e0表示车库最早开放时间，ln+1表示车库最晚关闭时间。
39、进一步的，步骤s4中，改进了alns(adaptive large neighborhood search,自适应性大邻域搜索算法)。改进的算法的详细步骤如下：
40、s401、进行初始解的生成。选择时刻最早的n个航班作为n辆牵引车的第一个任务，根据代价函数最小的原则将未分配的航班任务分配给各牵引车，并为电量不足的车辆安排前往充电桩；忽略所有充电点，依据忽略后超出时间窗和电量约束的总值对路由进行降序排序，选择前nic的牵引车路径，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种机场牵引车油电混合车队调度方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的机场牵引车油电混合车队调度方法，其特征在于，步骤S1中，机场牵引车车辆类型按照能耗类型进行分类，包括但不限于燃油牵引车、电动牵引车；
3.根据权利要求1所述的机场牵引车油电混合车队调度方法，其特征在于，步骤S2中，车辆能耗模型的构建包括以下内容：
4.根据权利要求1所述的机场牵引车油电混合车队调度方法，其特征在于，步骤S3中，机场牵引车油电混合车队调度模型构建包括以下子步骤：
5.根据权利要求1所述的机场牵引车油电混合车队调度方法，其特征在于，步骤S4中，获得优化后的调度方案包括以下子步骤：
6.根据权利要求1所述的机场牵引车油电混合车队调度方法，其特征在于，步骤S5中，将设置完成的车队配置下的案例数据输入到机场牵引车油电混合车队调度模型中，得到该配置下的优化调度方案及其对应成本，通过调整车辆配比等参数并重复计算，对比分析不同车辆配比方案的时间、能耗和排放成本及延误时长，确定某场景下的最优车辆配比，并结合不同规模场景下的调度结果，分析场景
7.一种机场牵引车油电混合车队调度系统，其特征在于，包括
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读的存储介质，所述计算机可读的存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述权利要求1至6中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种机场牵引车油电混合车队调度方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的机场牵引车油电混合车队调度方法，其特征在于，步骤s1中，机场牵引车车辆类型按照能耗类型进行分类，包括但不限于燃油牵引车、电动牵引车；
3.根据权利要求1所述的机场牵引车油电混合车队调度方法，其特征在于，步骤s2中，车辆能耗模型的构建包括以下内容：
4.根据权利要求1所述的机场牵引车油电混合车队调度方法，其特征在于，步骤s3中，机场牵引车油电混合车队调度模型构建包括以下子步骤：
5.根据权利要求1所述的机场牵引车油电混合车队调度方法，其特征在于，步骤s4中，获得优化后的调度方案包括以下子步骤：
6.根据权利要求1所述的机场牵引车油电混合车队调度方法，其特征在于，步骤s5...
【专利技术属性】
技术研发人员：周佳怡，包丹文，陈卓，张孜芊，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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