[发明专利]一种纯电动公交应用下的接驳公交线网优化及车队规模与充电桩数量同步优化方法

权利要求书

1.一种纯电动公交应用下的接驳公交线网优化及车队规模与充电桩数量同步优化方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1：模型构建，考虑约束条件，以公交运输系统总成本最小化为优化目标，构建混合整数优化模型；

优化目标的函数包含乘客成本与运营商成本；其中乘客成本由等待成本与随车成本组成，运营商成本由车队规模成本与充电桩成本组成；为计算乘客的随车成本，乘客都是选择对应出行时间最短的一条线路，确定各线路的充电桩数量、车队规模以及发车间隔，才能计算公交运输系统总成本；基于成本优化的车队规模与充电桩数量同步优化算法来同时确定各线路的车队规模、充电桩数量以及发车间隔；

步骤2：公交线网初始化，基于拓扑网络，利用公交线网初始化算法生成满足所有约束条件的线网方案集合；s₀，S₁，S₂分别表示公交场站，公交站点集合，地铁站点集合；NW表示当前线路方案集；R表示当前生成的线路；CS₁表示当前线路方案集所覆盖到的公交站点集合；UCS₁表示当前线路方案集还未覆盖到的公交站点集合；

步骤3：适应度评价，由于公交线网会经过区域内的每一个公交站点，利用基于最短路径的客流分配方法来确定每条线路的客流量，计算方案的目标函数值；

基于最短路径的客流分配方法是将每对客流出行需求OD分配到由O到D的最短的一条路径上；

步骤4：迭代优化算法设计，使用遗传算法对公交线网进行迭代优化，在每次迭代开始时，选择算子会随机选择一组个体，将目标函数的倒数作为适应度函数：f＝1/CT；

步骤5：线网优化方案，通过遗传算法对公交线网进行迭代优化，并获得优化后的公交线网方案，并给出该公交线网方案中每条线路的走向、发车间隔、充电桩数量以及车队规模数据信息。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动公交应用下的接驳公交线网优化及车队规模与充电桩数量同步优化方法，其特征在于：步骤1中的优化目标的函数中，具体表示为：

minCT＝CU_W+CU_I+CS_F+CS_C (1)

式中，CT为总成本；CU_W为乘客的等待成本；CU_I为乘客的随车成本；CS_F为运营商的车队规模成本；CS_C为运营商的充电桩成本。

3.根据权利要求1所述的一种纯电动公交应用下的接驳公交线网优化及车队规模与充电桩数量同步优化方法，其特征在于：步骤1中的优化目标的函数中，乘客的随车成本表示为：

式中，M_ij为乘客由i点到j的出行需求次数；为由i到j点的最短出行时间；γ_I为乘客单位随车时间的成本。

4.根据权利要求1所述的一种纯电动公交应用下的接驳公交线网优化及车队规模与充电桩数量同步优化方法，其特征在于：步骤1中的优化目标的函数中，乘客的等待成本与线路的发车间隔有关，表示为：

式中，H_l为路线l的发车间隔；γ_W是乘客单位等待时间的成本；是一个二进制变量，如果线路l是由i到j点的最短出行线路，则否则

5.根据权利要求1所述的一种纯电动公交应用下的接驳公交线网优化及车队规模与充电桩数量同步优化方法，其特征在于：步骤1中的优化目标的函数中，运营商的车队规模成本与充电桩规模成本分别与其数量呈正相关，表示为：

式中，F_l为线路l的车队规模；n_l为线路l的充电桩数量；γ_F,γ_C分别为经过转换后的运营商单个车辆和单个充电桩的拥有成本；NW为线路集。