[发明专利]一种基于充电站派车策略的电动公交充电调度方法

说明书

本发明公开了一种基于充电站派车策略的电动公交充电调度方法，首先输入与电动公交充电和备用车派车调度的各项参数、与成本相关的各项参数；其次，计算每辆车的充电需求量，建立电动公交充电站选择约束及多个充电站间的动态派车调度约束；最后，以备用车成本和车辆调度成本总最小为目标函数，以充电公交/备用公交的调度方案和备用车数量为决策变量，建立基于充电站派车策略的电动公交充电调度模型。本发明通过合理地调度充电公交和备用公交，可在降低高峰期间因车辆充电时间过长对乘客造成的影响，还可提高对充电站的利用率，进一步降低电动公交充电系统的建站成本，推动城市公交的电气化进程。

技术领域

本发明属于智能交通领域，涉及城市公交线路动态调度技术领域，更具体地说，涉及一种基于充电站派车策略的电动公交充电调度方法。

背景技术

公交电动化可显著提高能源利用率和城市交通运行效率，对于减少碳排放、推动经济社会可持续发展具有重要意义。电动公交已逐渐成为城市公共汽车交通系统的重要组成，2020年全球电动公交保有量已达61.16万辆，预计到2025年，电动公交的市场规模还将增加一倍。然而，电动公交由于电池容量限制需要中途进行充电，现有方法通过在公交首末站处布设相关充电基础设施给车辆“续电”，以维持电动公交的正常运行。该方法能有效解决车辆充电问题，但车辆从公交站点驶入充电站，充满电后再驶回公交站点需要较长时间，当公交相邻两趟行程间隔较短时，车辆的实际发车时刻将晚于计划发车时刻，这将大大增加乘客的等待时间，甚至造成公交系统运行的不稳定现象，降低公交系统的可靠性和吸引力。

因此，本发明提出一种基于充电站派车策略的电动公交充电调度方法，当公交车产生充电需求时，允许电动公交在中途公交站点驶入充电站充电，同时公交公司将提前安排一辆备用车在指定公交站点与充电车辆交接，充电车辆上的乘客换乘至备用车。然后，备用车将携带乘客完成剩余路线，而充电车辆充满电后则作为备用车继续派往下一公交站点等待交接。充电站派车策略可以降低车辆充电对乘客影响，还可以通过中途公交站点的派车调度，提高对已有充电站的利用率，减少充电站的建设数量。如何安排车辆的充电调度和备用车的派车调度方案，建立基于多个充电站协调派车策略的电动公交动态调度模型，是本专利重点解决的问题。

经过现有技术的文献检索发现，大部分文献采用首末站充电的方式为电动公交充电，且大多研究缺少对备用车的派车调度研究，目前没有考虑充电站派车策略的电动公交充电调度方法。

发明内容

技术问题：针对现有研究的不足，本发明的目的是提供一种基于充电站派车策略的电动公交充电调度方法，根据电动公交的充电需求，通过合理地安排车辆在中途公交站点的充电调度及动态协调多个充电站的派车计划，以最小化车辆调度成本和备用车投入成本为目标，确定充电公交/备用电动公交的调度方案。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种基于充电站派车策略的电动公交充电调度方法，包括如下步骤：

步骤1：输入已建充电站的位置、各公交线路的发车频率和每辆车的剩余电量等参数，根据车辆的电能消耗与行驶里程的关系，计算车辆到达各公交站点的充电需求，再根据车辆的充电需求，以充电站连接成本尽可能小为目标，制定车辆的充电站选择方案；

步骤2：基于充电站派车策略(即根据充电车辆的充电站连接方案，公交公司需从就近充电站派遣一辆备用车提前到达指定公交站点等待并与充电车辆进行交接，备用车则携带充电车辆上的乘客完成剩余路线，充电车辆充满电后则归为备用车继续服务其余充电车辆)，以备用车到达指定公交站点的时刻早于充电车辆到达时刻为约束条件，协调多个充电站间的动态派车调度；

步骤3：以备用车成本和车辆调度成本总最小为目标函数，以充电公交/备用公交的调度方案和备用车数量为决策变量，建立基于充电站派车策略的电动公交充电调度模型。

本发明中，步骤1包括如下步骤：