[发明专利]一种纯电动公交车辆的智能调度方法

权利要求书

1.一种纯电动公交车辆的智能调度方法，其特征在于，针对公交公司的每一路公交车，执行如下步骤：

步骤1，从公交公司获得发车时刻表以及车辆的信息，生成初始的车辆调度方案；

所述的车辆的信息包括司机的工作时间和休息时间，每辆车一天的车次行程数，不同时间段每辆车的一个车次行程的平均运行时间，车辆的充放电速度以及车辆的续驶里程；

根据发车时刻表设置总的发车时刻点数量m；所述的车辆调度方案对m个发车时刻点是否有车辆发车进行编码表示，表示为B₁,B₂,…,B_m；其中，B_i表示第i个发车时刻点是否有车辆进行发车，i∈[1,m]，第i个发车时刻点有车辆进行发车时B_i＝1，否则B_i＝0；当B_i＝1时，对应生成在第i个发车时刻点发车的车辆的行程集合，每个行程中记录发车方向以及在当时的可选发车时间区间内选择的第几个发车时刻点；

每个初始的车辆调度方案为随机生成的一个包含N个1的编码B₁,B₂,…,B_m，并生成B_i＝1对应的发车车辆的行程集合；N为正整数；

步骤2，对车辆调度方案的编码进行解码，获得该方案中所有车辆的所覆盖的发车时刻点；

步骤3，进行第一阶段搜索，采用模拟退火算法产生候选解集合；在模拟退火算法中，将初始的车辆调度方案编码作为当前解；通过对车辆调度方案的编码中的个体进行变异操作产生邻域解，根据方案中车辆未覆盖以及重复覆盖发车时刻点的数量以及车辆的使用数量对方案进行评估，从领域解中选出较优解加入候选解集合中；

步骤4，进行第二阶段搜索，从候选解集中选取一个车辆调度方案作为最优解，对最优解进行变异操作产生邻域解，采用启发式调整方法分别对最优解和邻域解进行调整，根据方案中发车时刻点的未覆盖数量与重复覆盖数量的总数来对调整后的最优解和领域解进行评估，从中选取较优方案，当达到设置的终止条件时，输出最优解的调整解作为最终的车辆调度排班方案；

所述的启发式调整方法是指，遍历车辆调度方案中所有车辆的发车时刻点，当遇到有重复覆盖的发车时刻点时，检查该时刻发车的某个车辆行程之间的松弛时间是否大于相邻发车时刻点之间的间隔时间，若满足则调整该车辆的发车时刻到相邻的发车时刻，然后继续对该车辆的行程进行调整，直到不能满足条件或者遇到某个未覆盖的发车时刻点；松弛时间是指车辆执行下一个车次任务的开始时间与上一个车次任务到达站点的时间之差；

步骤5，在对车辆调度方案解码，生成电动公交车辆的行程时，对需要充电的电动公交车辆按需充电，并对充电桩资源进行调度；对充电桩的调度包括如下：

步骤A，基于贪心策略的前向调整，具体是：

即每次对充电时间的调整只考虑当前已经完成排班编码过程的车辆的开始充电时间以及充电时间，可适当将车辆的充电时间提前，这样既不会影响车辆接下来的运行，也可以完成对充电桩资源的调度，具体过程如下：

a)若当前车辆开始充电时间段内充电桩资源充足，则该车辆直接进行充电；

b)若当前车辆开始充电时间段内所有充电桩均被占用，则调整该车辆的开始充电时间，将该车辆的充电过程向前调整至满足充电桩的资源限制，并重新对调整后的车辆的车次任务进行生成；

c)若当前车辆充电时间段内充电桩资源不足且该车辆由于电量充足不能继续向前调整充电时间段时，执行步骤B；

步骤B，根据当前等待车辆的优先级来进行调度充电；车辆的优先级设置要求是：当车辆充电时间相同时，等待时间越长的车辆充电优先级越高；对在车站等待时间相同的车辆，充电时间越短则优先级越高；车辆的剩余任务时间越短优先级也越高。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1中，在生成初始的车辆调度方案时，根据司机的最大工作时间和最小休息时间来确定每辆车在每个时间段内的可选发车时间区间，依次为每辆车选择初始发车时刻以及下一行程的发车时间；在生成车辆行程时，满足要求：下一个行程的发车时间必须晚于当前行程到达车站的时间加上司机的最小休息时间T_r，同时还需小于车辆在车站的最大等待时间T_w，并在车辆剩余电量不能满足下一行程需求时，到充电站进行充电，设充电时间为T_c。