申请/专利权人：大连海事大学

申请日：2023-09-14

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117314061B

主分类号：G06Q10/0631

分类号：G06Q10/0631;G06Q10/047;G06Q50/06;G06Q50/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2024.01.16#实质审查的生效;2023.12.29#公开

摘要：本发明提供一种基于移动在途充电技术的移动充电车与电动公交联合调度方法，通过在电动公交定线运营中增加具有移动在途充电技术的移动充电车，对电动公交进行在途充电，构建移动充电车与电动公交协同优化的联合调度模型。基于已经确定的公交运营线路，根据公交班次划分不同的公交行程，将需要服务的公交行程组合分配给不同的电动公交运营，并决策连续运营中移动充电车调度策略和在途充电计划，以及两种车辆在场站的充电策略。本发明方法实现了电动公交在服务公交线路时移动充电车对其进行移动在途充电，根据电动公交的充电需求决定在途充电时间和场站充电时间，起到降低电动公交车队规模，进而降低电动公交系统运营成本的效果。

主权项：1.一种基于移动在途充电技术的移动充电车与电动公交联合调度方法，其特征在于，包括：S1、采集各个电动公交线路的初始信息，并对采集的初始信息进行预处理，获取电动公交行程；S2、构建同时使车辆固定使用成本与充电成本最小化的总目标函数，结合电动公交运营经验及移动充电车的充放电特性，对构建的总目标函数进行初始化，以获得初始化电动公交与移动充电车的电池参数、耗电系数及充电速率；所述步骤S2中，构建的总目标函数具体为： 其中，J为总目标函数，λk为电动公交固定使用成本，λc为移动充电车固定使用成本，λs为电动公交系统单位充电成本，V＝O∪I∪S为电动公交车行节点的集合，O为电动公交场站的集合，I为电动公交线路站点的集合，S为充电站的集合，K为电动公交车辆的集合，C为移动充电车辆的集合，Ak为取值为0或1的变量，表示电动公交k是否被使用；Ac为取值为0或1的变量，表示移动充电车c是否被使用；为非负连续变量，表示电动公交k在i点和j点之间行驶所消耗的电量；为非负连续变量，表示移动充电车辆c在i点和j点之间行驶所消耗的电量；γ为参数，表示移动充电车为电动公交充电过程中的充电损耗系数；为非负连续变量，表示移动充电车辆c在i点和j点之间为电动公交k在途充电所消耗的电量；S3、根据步骤S1中获取的电动公交行程，在满足公交行程时刻表的条件下，决策电动公交到达每个站点的移动充电车在途充电策略，以确定是否需要在两站点间充电，两站点间充电的时间以及在充电后等待的时间，以满足电动公交电量阈值约束，以此获取每辆电动公交以及移动充电车的初始行驶路线；所述步骤S3，具体包括：S31、根据步骤S1中获取的电动公交行程，在满足相应的公交行程时刻表的条件下，忽略电量阈值约束条件，将需要服务的不同行程组合分配给不同的电动公交运营，生成每辆电动公交的初始行驶路线；所述步骤S31，具体包括：S311、设定保证每个公交行程只能由一辆电动公交服务的约束条件，如下： 其中，H为公交行程集合，为取值为0或1的变量，表示电动公交k是否经被指派服务公交行程h；S312、设定保证所有电动公交必须从场站出发，并回到场站的约束条件，如下： 其中，M为公交行程第一个站点集合，L为公交行程最后一个站点集合，为取值为0或1的变量，表示电动公交k是否经从场站O到站点J；为取值为0或1的变量，表示电动公交K是否经从站点j到场站o；S313、设定保证电动公交能够服务其被指派的公交行程的约束条件，如下： 其中，H为公交行程集合，Ih为公交行程h站点集合，bij为取值为0或1的输入变量，表示被指派服务的电动公交k必须从站点i到站点j；S314、设定保证电动公交的进出平衡的约束条件，如下： S315、设定保证只有电动公交在被使用时才生成路径的约束条件，如下： S316、设定保证场站和充电站之间没有路径生成的约束条件，如下： S317、设定保证电动公交路径唯一的约束条件，如下： S318、设定消除电动公交子路径的约束条件，如下： 其中，是子路径消除约束中的辅助变量，n是子路径消除约束的系数；S319、设定保证电动公交到站符合公交行程到站时间表的约束条件，如下： 其中，为电动公交k到达站点i的时间，Ti为电动公交应到站点i时间，M为用来辅助计算的足够大的实数；S32、根据生成的每辆电动公交的初始行驶路线，决策电动公交到达每个站点时，移动充电车的在途充电策略，确定是否需要在两站点间进行移动在途充电以及两站点间的充电时间，以满足电动公交的电量阈值条件；所述步骤S32，具体包括：S321、设定保证电动公交电量初始化的约束条件，如下： 其中，为电动公交k到达站点i的电量，为电动公交电量阈值上限；S322、计算两站点之间电动公交的行驶电量消耗，计算公式如下： 其中，α为电动公交行驶时间有关的耗电系数，τij为电动公交在站点i，j间的行驶时间；S323、计算电动公交由场站出发到任意公交行程第一个站点的电量消耗连续性，计算公式如下： S324、计算电动公交由公交站点出发到任意站点的电量消耗连续性，计算公式如下： S325、设定保证电动公交符合电量阈值限制的约束条件，如下： 其中，θs为充电站s的充电功率，为电动公交k在充电站s的充电时间，为电动公交电量阈值下限；S326、计算两站点之间移动充电车的行驶电量消耗，计算公式如下： 其中，β为电动公交行驶时间有关的耗电系数，为移动充电车c是否经从站点i到站点j；S327、设定保证只有电动公交和移动充电车都经过两站点时才会进行移动在途充电的约束条件，如下： 其中，为取值为0或1的变量，表示移动充电车c是否在站点i,j之间对电动公交k进行移动在途充电；S328、计算两站点之间移动充电车的移动在途充电电量消耗，计算公式如下： 其中，θc为移动充电车时间有关的在途充电功率，f为时间参数，表示电动公交在公交站点的服务时间，为非负连续变量，表示移动充电车c在站点i,j之间对电动公交k进行移动在途充电的充电时间；S329、计算移动充电车由公交站点出发到任意站点的电量消耗连续性，计算公式如下： 其中，为移动充电车c到达站点i的电量，为移动充电车c到达站点j的电量，为移动充电车电量阈值上限；S330、设定保证在两站点之间移动充电车和电动公交只能一对一充电的约束条件，如下： S33、根据决策的移动充电车在途充电策略及每辆电动公交的初始行驶路线，将移动在途充电策略中移动充电车的车行线路组合，在保证电量阈值限制的条件下，分配给不同的移动充电车，生成每辆移动充电车的初始行驶路线；所述步骤S33，具体包括：S331、设定所有移动充电车必须从场站出发，并回到场站的约束条件，如下： S332、设定保证移动充电车的进出平衡的约束条件，如下： S333、设定保证只有移动充电车在被使用时才生成路径的约束条件，如下： S334、设定保证场站和充电站之间没有路径生成的约束条件，如下： S335、设定保证移动充电车路径唯一的约束条件，如下： S336、设定消除移动充电车子路径的约束条件，如下： 其中，是子路径消除约束中的辅助变量；S337、设定保证移动充电车场站电量初始化的约束条件，如下： S338、计算移动充电车由场站出发到任意公交站点的电量消耗连续性，计算公式如下： S339、设定保证移动充电车符合电量阈值限制的约束条件，如下： 其中，为移动充电车c在充电站s的充电时间，为移动充电车电量阈值下限；S4、根据步骤S3中获取的初始行驶路线，决策电动公交在服务公交行程之间的等待时间，决策电动公交以及移动充电车到达场站后的充电策略，以确定是否需要充电，充电的时间以及充电后的等待时间，根据充电策略生成每辆电动公交与初始行驶路线相对应的初始时刻表，以及每辆移动充电车的初始行驶路线及路线相对应的初始时刻表；S5、根据步骤S4中获取的电动公交和移动充电车的初始行驶路线和初始时刻表，对当前初始行驶路线和时刻表进行优化，通过协同优化车辆行驶计划、场站充电计划以及在途充电计划，直到获得最优的电动公交与移动充电车的行驶路线和时刻表。

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百度查询： 大连海事大学 一种基于移动在途充电技术的移动充电车与电动公交联合调度方法

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