一种电动公交区域调度方法及其系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113947287A(43)申请公布日2022.01.18(21)申请号202111101852.6(22)申请日2021.09.18(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人巫威眺林越曾坤(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人李君(51)Int.Cl.G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)G06Q50/30(2012.01)G06N3/04(2006.01)G06N3/08(2006.01)权利要求书9页说明书26页附图8页(54)发明名称一种电动公交区域调度方法及其系统(57)摘要本发明公开了一种电动公交区域调度方法，包括以下步骤：建立时间拓展网络模型解释纯电动公交多车场调度问题；设定时间拓展网络模型的节点和弧，并设定弧的成本；进而建立考虑分时电价和能耗控制的双目标整数规划模型；采用字典序优化方法处理双目标整数规划模型的双目标，将双目标问题转化为单目标模型的第一目标和第二目标进行求解；设计分支定价算法求解转化后的单目标模型的第一目标；以第一目标得到的最优解作为第二目标的初始解，通过商业求解器求解转化后的单目标模型的第二目标，从而完成电动公交区域调度；本发明不仅可以降低成本，而且还可以降低电网负载峰值提高电网安全，同时算法具有良好的特性，具有较强的实际应用前景。CN113947287ACN113947287A权利要求书1/9页1.一种电动公交区域调度方法，其特征在于，包括以下步骤：通过时间拓展网络模块建立时间拓展网络模型，通过时间拓展网络模型解释纯电动公交多车场调度问题；设定时间拓展网络模型的节点和弧，并设定弧的成本；根据时间拓展网络模型的节点和弧以及弧的成本，建立考虑分时电价和能耗控制的双目标整数规划模型；采用字典序优化方法处理双目标整数规划模型的双目标，所述双目标包括第一目标问题和第二目标问题，将双目标问题转化为单目标模型的第一目标和第二目标进行求解；设计分支定价算法，通过该分支定价算法求解转化后的单目标模型的第一目标；以第一目标得到的最优解作为第二目标的初始解，通过商业求解器求解转化后的单目标模型的第二目标，从而完成电动公交区域调度。2.根据权利要求1所述的一种电动公交区域调度方法，其特征在于，所述建立时间拓展网络模型，具体如下：将网络按照车场进行分层建立时间拓展网络模型G＝(Vk,Ak)，其中V为第k层节点的集合，A为第k层弧的集合；在时间拓展网络中，不同层代表不同的车场，车次可以指定由某个车场完成；节点代表执行某项计划，所述节点包含：车场起点或终点、车次节点、充电计划节点；弧表示两个计划之间的可行连接，所述弧包含：发车弧、收车弧、车次连接弧、充电弧。3.根据权利要求2所述的一种电动公交区域调度方法，其特征在于，所述设定弧的成本，具体为：将多车场调度问题中的成本体现在弧的成本上，弧的成本设置为：其中，为发车弧，为车次连接弧，为充电弧，为收车弧，表示从节点i结束位置eli到节点j开始位置slj的空驶距离，cd表示单位距离费用，cw表示单位等待时间费用，其中等待时间IDij＝stj‑eti‑DHij，stj表示节点j的起始时间，eti表示节点i的结束时间，DHij表示从节点i结束位置eli到节点j开始位置slj的空驶时间，cv表示单位车辆固定成本，表示充电费用；充电成本的计算公式为：其中，P为电动公交的充电功率，W(t)为t时刻的电价，stt为充电计划t的开始时间，ett为充电计划t的结束时间，cf为充电固定成本。4.根据权利要求1所述的一种电动公交区域调度方法，其特征在于，所述根据时间拓展2CN113947287A权利要求书2/9页网络模型的节点和弧以及弧的成本，建立考虑分时电价和能耗控制的双目标整数规划模型，具体为：所述双目标整数规划模型需要考虑公交企业的运营费用问题，也要兼顾电网的负载峰值最低问题；则有：MinL(3)s.t.其中，为布尔型变量，表示时间拓展网络模型中第k层节点i到节点j的弧是否被选中；为连续型变量，表示时间拓展网络模型中第k层车辆到节点i的累计行驶里程，该变量用以追踪车辆累计行驶里程是否超过续航里程上限；表示第k层节点i到节点j的成本；表示第k层节点i到节点j的距离；G表示公交车辆累计行驶里程上限；N表示车队规模上限；表示车场k容量上限；表示充电计划Tj所处充电站的容量上限；L表示负载峰值，为各个充电站同一时间段充电的最大车辆数；在目标函数(2)中，以最小化总成本作为优化目标；在目标函数(3)中，以最小化负载峰值作为目标；约束(4)为车次覆盖约束，表示每个车次有且仅由一辆公交车执行；约束(5)为流量守恒约束，表示对