[发明专利]一种纯电动公交车辆的智能调度方法

说明书

本发明提供了一种纯电动公交车辆的智能调度方法，用以解决现有电动公交车辆调度排班耗时耗力且不能随时调整的技术问题。本发明调整同一条线路的纯电动公交车的数量以及车辆的发车时刻点，对车辆调度方案按照设计的编码规则进行编码，利用模拟退火算法进行第一阶段搜索产生较优候选解集，对候选解集进行第二阶段搜索，并采用启发式调整方法调整方案中的发车时刻点，以使得发车时刻的未覆盖数量与重复覆盖数量的总数最少。在进行编码解码生成车辆行程时，还需对需要充电的车辆按需充电，并对充电桩资源进行调度。采用本发明方法，可以减少车辆的使用数量，减少车辆重复覆盖以及未覆盖发车时刻点的数量，提高电动公交车辆以及充电资源的利用率。

技术领域

本发明涉及公共交通领域的车辆调度排班技术，尤其涉及一种纯电动公交车辆的智能调度方法。

背景技术

目前纯电动公交车使用越来越广泛，但由于电池技术的限制，电动公交车辆的续驶里程较短，所以车辆在一天的行程中需要通过补充电量来满足所有的行程需求。因此，在电动汽车运营时还需要考虑电动汽车的充电调度，而如何提高电动公交车辆利用率以及节约充电资源是需要解决的问题，所以有必要研究解决电动公交车辆调度排班问题。

电动公交车辆调度排班问题，就是根据给定发车时刻表，在符合各项约束条件的前提下获得可以覆盖全部发车时刻点并且使公交公司运营成本最小化的调度方案。在传统公交车辆排班问题约束条件的基础上，电动公交车辆排班问题需要加入车辆的续驶里程约束以及车辆的充电时间。并且，电动车辆排班问题还需考虑车辆的充电过程以及充电资源约束。因此，考虑电动公交车辆的续驶里程约束，采用灵活的充电策略以及对充电资源进行调度，来优化车辆使用数量、减少车辆重复覆盖以及未覆盖发车时刻点的数量，提高电动公交车辆以及充电资源的利用率等是电动公交车辆排班要解决的问题。

现已有一些针对纯电动公交车充电调度的研究。例如，公开号为106991492A的中国专利申请在2017年7月28日公开了一种北方气候快充纯电动公交车运营调度优化方法，其中对车辆充电进行调度，但并未涉及车辆的发车调度。现有技术中多是对电动公交车电池容量大小、数量或者充电的研究，涉及在确定发车时刻表下考虑每个车辆具体在哪个发车时刻进行发车，如何优化车辆使用数量、减少车辆重复覆盖等问题的研究比较少。

目前，电动公交车辆排班主要采用人工排班方式，人工排班主要依赖于排班工程师的经验，需要耗费较长时间和较多人力，且生成周期较长，不能及时进行调整。电动公交车辆排班问题与传统公交车辆排班问题的解决方法上有很大不同。对于传统公交车辆排班问题的求解过程通常采用数学方法或启发式算法，且不考虑车辆的续驶里程约束以及充电过程。

对于电动公交车辆排班问题的研究相对较少。已有的方法通常采用传统的数学方法或单一的启发式算法来求解，使用单一的智能优化方法对解决这一规模的组合优化问题难以产生较好的结果，并且求解的效率较低。而已有对于电动公交车辆调度问题的研究虽然考虑了车辆的续驶里程约束，将电动公交车辆调度排班问题转化为带有续驶里程约束的公交车辆排班问题，但没有考虑充电资源约束的问题。

综上所述，现有技术方法在解决电动公交车辆调度排班时，存在没有充分考虑电动公交车辆特性，实用性较低，且生成的调度排班方案效率较低的问题。

发明内容

为了解决现有电动公交车辆调度排班存在的依赖于人工经验、耗费时间和人力，且不能随时调整的问题，本发明提供了一种纯电动公交车辆的智能调度方法，在充分考虑电动公交车辆的续驶里程短以及充电资源约束的特性的基础上，结合充电调度过程对车辆排班调度，提高车辆以及充电桩的使用效率，并且利用一种混合启发式算法可以在较短时间内生成相对较优的方案。

本发明的纯电动公交车辆的智能调度方法，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；