【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于城市交通规划，涉及一种考虑公平性的纯电动公交线网规划方法。
技术介绍
1、随着机动车保有量的增加，城市拥堵问题日益突出，不仅影响市民生产生活，也加剧城市环境污染，公共交通的普及和电气化可以有效缓解上述一系列问题。公交线网设计问题(trndp)是合理规划公共交通系统的关键环节。大型城市轨道交通一定程度上挤占了传统地面公交的客流，但常规公交由于其在可达性和灵活性方面的优势依然是多数城市公共交通的主体。因此，优化公交线网设计对于促进常规公交系统发展和提升常规公交竞争力至关重要。
2、随着人们公平意识的增强，交通公平性问题逐渐得到重视。交通公平指标主要围绕横向公平或纵向公平建立，即同一地区不同个体或不同地区居民之间的不平等，但较少考虑到不同出行方式之间的公平性，即人们在出行时优先考虑个人出行效用最大的出行方式，从而较多选择小汽车出行。私家车使用量的剧增挤占了大量的道路时空资源，其他低碳的平价交通方式吸引力下降，将严重损害交通公平，同时增加环境污染。因此，须减小不同出行方式间的出行效用差距。
3、公交系统的公平性是指通过公交网络的优化改善，使公交出行时能够获得更多的道路交通资源，进而提升公交系统的整体可达性，缩短公交出行群体与选择其他出行方式群体间的差距，最终使公交出行群体与其他出行群体拥有相同的参与社会活动的机会。常规的公交线网设计问题多未引入交通公平理念或建立交通公平指标作为模型的约束条件，仅考虑公交线网自身吸引客流及运营成本，对于提升公交出行分担率影响较小。此外，实际公交线网设计问题中，往往忽略
4、随着纯电动公交车技术的不断进步，续航里程和充电速度得到了质的飞跃，其应用规模得到大幅度提升，但目前改善公平性的措施大多都是基于交通可达性，方法较片面，且针对纯电动公交的公交网线设计的研究较少。因此，为实现纯电动公交车更高校、更广泛的应用，针对于纯电动公交开展基于公平性的公交线网设计方法显得十分必要。
5、2019年，iliopoulou等人提出了纯电动公交车运营的公交网络综合路线设计模型，以用户成本最小和充电站位置最优为目标，采用多目标粒子群优化算法对模型进行求解(electric transit route network design problem:model and application[j].transportation research record:journal of the transportation research board2673(8):264-274)。2020年，liu等人提出了一种基于交叉和变异算子的改进人工鱼群算法(afsa)，优化公交线路布局、公交车数量和充电站位置(electric transit networkdesign by an improved artificial fish-swarm algorithm[j].journal oftransportation engineering,part a:systems 146(8))。2021年，iliopoulou等人提出了纯电动公共交通网络设计框架，研究了在电源变化和排队充电的情况下，机会充电电动公交网络的设计，采用鲁棒优化方法解决了充电基础设施位置问题(robust electrictransit route network design problem(re-trndp)with delay considerations:modeland application[j].transportation research part c:emerging technologies 129:103255)。但这些研究的设计和优化过程中均未考虑到充电设施的数量和充电设施所需的相关成本。此外，大多数公交系统的公平性的研究都是基于可达性措施，考虑公平性的方法较片面，且针对纯电动公交的研究较少。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述技术问题，提供一种考虑公平性的纯电动公交线网规划方法，在使出行总成本尽可能小的同时减小交通基尼系数，控制总成本的前提下有效改善公交线路网络设计方案的公平性，具有重要借鉴意义。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种考虑公平性的纯电动公交线网规划方法，包括以下步骤：
4、步骤1：获取设计区域的站点分布及站点间距离，得到设计区域路网结构图；
5、步骤2：依据乘客出行相关参数，构建以交通基尼系数最小为目标的纯电动公交系统公平性模型的目标函数；
6、步骤3：考虑乘客出行时间成本和纯电动公交车运营成本，构建以社会出行总成本最小为目标的纯电动公交线网总成本模型的目标函数；
7、步骤4：依据纯电动公交系统公平性模型的目标函数和纯电动公交线网总成本模型的目标函数，构建纯电动公交线网双目标非线性规划模型；
8、步骤5：采用nsga-ii遗传算法，依据纯电动公交线路数量、线路长度、发车频率、运行里程和线路非直线系数，设置纯电动公交线网双目标非线性规划模型的约束条件，求解纯电动公交线网双目标非线性规划模型，得到纯电动公交规划线网。
9、本专利技术技术方案中所述乘客出行相关参数包括乘客步行速度、步行时间、候车时间和在车时间。
10、本专利技术技术方案中所述纯电动公交系统公平性模型的目标函数如下：
11、
12、其中：g为交通基尼系数，xk为人口变量的累计比例，k＝1,2,l,m，x0＝0，xm＝1；yk为公交出行时间与自驾出行时间的比值的累计比例，y0＝0，ym＝1。
13、本专利技术技术方案中所述乘客出行时间成本包括乘客步行及候车时间成本、乘客在车时间成本；所述纯电动公交车运营成本包括充电成本、充电设备建造成本、车辆购置成本和车辆维保成本。
14、本专利技术技术方案中所述纯电动公交线网总成本模型的目标函数如下：
15、minc＝cu+co，
16、其中：c为社会出行总成本，cu为每日乘客出行时间成本，cu＝cw+cl；
17、cw为每日乘客步行及候车时间成本，式中为乘客步行及候车时间单位成本，元/h；lo为乘客从出行起点步行至上车站点i的距离，km；ld为乘客从下车站点j步行至出行终点的距离，km；vwk为乘客的步行速度，km/h；e为停靠站点i和站点j的所有纯电动公交线路集合；fi,j为从站点i到站点j的纯电动公交线路发车频率，辆/h；qi本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑公平性的纯电动公交线网规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑公平性的纯电动公交线网规划方法，其特征在于，所述乘客出行相关参数包括乘客步行速度、步行时间、候车时间和在车时间。
3.根据权利要求1或2所述的考虑公平性的纯电动公交线网设计方法，其特征在于，所述纯电动公交系统公平性模型的目标函数如下：
4.根据权利要求1所述的考虑公平性的纯电动公交线网规划方法，其特征在于，所述乘客出行时间成本包括乘客步行及候车时间成本、乘客在车时间成本；所述纯电动公交车运营成本包括充电成本、充电设备建造成本、车辆购置成本和车辆维保成本。
5.根据权利要求1或4所述的考虑公平性的纯电动公交线网规划方法，其特征在于，所述纯电动公交线网总成本模型的目标函数如下：
6.根据权利要求1所述的考虑公平性的纯电动公交线网规划方法，其特征在于，所述纯电动公交线网双目标非线性规划模型如下：
7.根据权利要求6所述的考虑公平性的纯电动公交线网规划方法，其特征在于，所述约束条件如下：
【技术特征摘要】
1.一种考虑公平性的纯电动公交线网规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑公平性的纯电动公交线网规划方法，其特征在于，所述乘客出行相关参数包括乘客步行速度、步行时间、候车时间和在车时间。
3.根据权利要求1或2所述的考虑公平性的纯电动公交线网设计方法，其特征在于，所述纯电动公交系统公平性模型的目标函数如下：
4.根据权利要求1所述的考虑公平性的纯电动公交线网规划方法，其特征在于，所述乘客出行时间成本包括乘客步行及候车...
【专利技术属性】
技术研发人员：仝佩，陆文静，于文滔，严亚丹，李俊升，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。