CN112884216B - 单条公交线路最小车辆数计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单条公交线路最小车辆数计算方法，包括获取待分析线路的运营数据；建立单条公交线路最小车辆数目标函数；设定单条公交线路最小车辆数目标函数的约束条件；在约束条件下求解目标函数得到最终的单条公交线路最小车辆数。本发明提供的这种单条公交线路最小车辆数计算方法，通过精确的建模和计算，实现了单条公交线路最小车辆数计算，而且可靠性高、客观性好且科学合理。

Description

单条公交线路最小车辆数计算方法

技术领域

本发明具体涉及一种单条公交线路最小车辆数计算方法。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，环境问题也日益突出。电动车以其零排放的优点，得到了人们的广泛关注，而电动车也被认为是未来解决环境污染问题的重要方式。在我国，城市公交系统广泛采用了电动公交车辆进行营运，从而达到“绿色出行”和减少尾气排放的目的。

随着电动公交的普及，电动公交的调度问题也随之浮出水面。针对某一条公交线路而言，该条公交线路所需要的车辆最小数，将为公交系统的整体决策提供重要的基础数据。但是，针对某条公交线路所需要的最小车辆数的获取问题，目前人们一般采用的都是经验法，即根据过往的运营经验，来确定单条公交线路最小车辆数。但是，明显的，这种“凭经验”的方式，明显存在数据不准确，不科学和不客观的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠性高、客观性好且科学合理的单条公交线路最小车辆数计算方法。

本发明提供的这种单条公交线路最小车辆数计算方法，包括如下步骤：

S1.获取待分析线路的运营数据；

S2.建立单条公交线路最小车辆数目标函数；

S3.设定单条公交线路最小车辆数目标函数的约束条件；

S4.在步骤S3设定的约束条件下，对步骤S2建立的目标函数进行求解，从而得到最终的单条公交线路最小车辆数。

步骤S2所述的建立单条公交线路最小车辆数目标函数，具体为采用如下算式作为目标函数：

式中X_k为0-1变量，且当第k辆电动公交车辆在运行时X_k＝1，当第k辆电动公交车辆未运行时X_k＝0；m为电动公交车辆的总数。

步骤S3所述的设定单条公交线路最小车辆数目标函数的约束条件，具体为采用如下步骤设定约束条件：

A.采用如下算式，作为电动公交车辆的衔接约束：

式中X_kij为0-1变量，且当第k辆电动公交车辆在完成班次i后执行班次j；i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,n；

B.采用如下算式，作为电动公交车辆的回到车场约束：

式中X_kOil为第k辆电动公交车从公交车场开始执行班次i；X_kjO表示第k辆电动公交车辆在执行班次j之后，返回公交车场；

C.采用如下算式，作为电动公交车辆的执行班次约束：

式中X_k表示若车辆k执行了某一班次，则X_k＝1；

D.采用如下算式，作为电动公交车辆的车辆总数约束：

式中m为电动公交车辆的总数；

E.采用如下算式，作为电动公交车辆的里程约束：

式中n_p为车辆k在执行班次i时，电动公交车辆已经完成了充电班次的集合；η_p为车辆k在执行第j次时，电动车辆已经完成了充电班次的集合；L为线路上行路程；L′为线路下行路程；L₀为线路从首站到充电站的行驶里程；R_k为第k辆电动公交车辆的续航里程；

F.采用如下算式，作为电动公交车辆的班次结束后的充电约束：

C_ki·(R_k-r_ki)≤L+L′+L₀

式中C_ki为0-1变量，表示第k辆电动公交车辆在执行完班次i后是否需要充电，且C_ki＝1表示第k辆电动公交车辆在执行完班次i后需要充电，C_ki＝0表示第k辆电动公交车辆在执行完班次i后不需要充电；r_ki为电动公交车k执行完班次i后已行驶的里程；

G.采用如下算式，计算电动公交车辆的充电时间

式中

为电动公交车辆的充电时间；k₁为充电桩的充电功率；k₂为充电效率；

H.采用如下算式，计算电动公交车辆的班次连接时间约束：

t_sfj-t_efi≥t_kij·X_kij

式中t_sfj为f时段内班次j的到达时刻；t_efi为f时段内班次i的到达时刻；t_kij为车辆k在班次i和班次j之间的接续时间，且

t′_kij为车辆k不充电情况下公交班次之间的接续时间；T₀为车辆从首站到车场的行驶时间。

本发明提供的这种单条公交线路最小车辆数计算方法，通过精确的建模和计算，实现了单条公交线路最小车辆数计算，而且可靠性高、客观性好且科学合理。

附图说明

图1为本发明方法的方法流程示意图。

具体实施方式

如图1所示为本发明方法的方法流程示意图：本发明提供的这种单条公交线路最小车辆数计算方法，包括如下步骤：

S1.获取待分析线路的运营数据；

S2.建立单条公交线路最小车辆数目标函数；具体为采用如下算式作为目标函数：

式中X_k为0-1变量，且当第k辆电动公交车辆在运行时X_k＝1，当第k辆电动公交车辆未运行时X_k＝0；m为电动公交车辆的总数；

S3.设定单条公交线路最小车辆数目标函数的约束条件；具体为采用如下步骤设定约束条件：

A.采用如下算式，作为电动公交车辆的衔接约束：

式中X_kij为0-1变量，且当第k辆电动公交车辆在完成班次i后执行班次j；i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,n；

B.采用如下算式，作为电动公交车辆的回到车场约束：

式中X_kOil为为第k辆电动公交车从公交车场开始执行班次i；X_kjO表示第k辆电动公交车辆在执行班次j之后，返回公交车场；

C.采用如下算式，作为电动公交车辆的执行班次约束：

式中X_k表示若车辆k执行了某一班次，则X_k＝1；

D.采用如下算式，作为电动公交车辆的车辆总数约束：

式中m为电动公交车辆的总数；

E.采用如下算式，作为电动公交车辆的里程约束：

式中n_p为为车辆k在执行班次i时，电动公交车辆已经完成了充电班次的集合；η_p为车辆k在执行第j次时，电动车辆已经完成了充电班次的集合；L为线路上行路程；L′为线路下行路程；L₀为线路从首站到充电站的行驶里程；R_k为第k辆电动公交车辆的续航里程；

F.采用如下算式，作为电动公交车辆的班次结束后的充电约束：

C_ki·(R_k-r_ki)≤L+L′+L₀

式中C_ki为0-1变量，表示第k辆电动公交车辆在执行完班次i后是否需要充电，且C_ki＝1表示第k辆电动公交车辆在执行完班次i后需要充电，C_ki＝0表示第k辆电动公交车辆在执行完班次i后不需要充电；r_ki为电动公交车k执行完班次i后已行驶的里程；

G.采用如下算式，计算电动公交车辆的充电时间

式中

为电动公交车辆的充电时间；k₁为充电桩的充电功率；k₂为充电效率；

H.采用如下算式，计算电动公交车辆的班次连接时间约束：

t_sfj-t_efi≥t_kij·X_kij

式中t_sfj为f时段内班次j的到达时刻；t_efi为f时段内班次i的到达时刻；t_kij为车辆k在班次i和班次j之间的接续时间，且

t′_kij为车辆k不充电情况下公交班次之间的接续时间；T₀为车辆从首站到车场的行驶时间；

S4.在步骤S3设定的约束条件下，对步骤S2建立的目标函数进行求解，从而得到最终的单条公交线路最小车辆数。

Claims (2)

1.一种单条公交线路最小车辆数计算方法，包括如下步骤：

S1.获取待分析线路的运营数据；

S2.建立单条公交线路最小车辆数目标函数；

S3.设定单条公交线路最小车辆数目标函数的约束条件；具体为采用如下步骤设定约束条件：

A.采用如下算式，作为电动公交车辆的衔接约束：

式中X_kij为0-1变量，且当第k辆电动公交车辆在完成班次i后执行班次j；i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,n；

B.采用如下算式，作为电动公交车辆的回到车场约束：

式中X_kOil为第k辆电动公交车从公交车场开始执行班次i；X_kjO表示第k辆电动公交车辆在执行班次j之后，返回公交车场；

C.采用如下算式，作为电动公交车辆的执行班次约束：

式中X_k表示若车辆k执行了某一班次，则X_k＝1；

D.采用如下算式，作为电动公交车辆的车辆总数约束：

式中m为电动公交车辆的总数；

E.采用如下算式，作为电动公交车辆的里程约束：

式中n_p为车辆k在执行班次i时，电动公交车辆已经完成了充电班次的集合；η_p为车辆k在执行第j次时，电动车辆已经完成了充电班次的集合；L为线路上行路程；L′为线路下行路程；L₀为线路从首站到充电站的行驶里程；R_k为第k辆电动公交车辆的续航里程；

F.采用如下算式，作为电动公交车辆的班次结束后的充电约束：

C_ki·(R_k-r_ki)≤L+L′+L₀

式中C_ki为0-1变量，表示第k辆电动公交车辆在执行完班次i后是否需要充电，且C_ki＝1表示第k辆电动公交车辆在执行完班次i后需要充电，C_ki＝0表示第k辆电动公交车辆在执行完班次i后不需要充电；r_ki为电动公交车k执行完班次i后已行驶的里程；

G.采用如下算式，计算电动公交车辆的充电时间

式中

为电动公交车辆的充电时间；k₁为充电桩的充电功率；k₂为充电效率；

H.采用如下算式，计算电动公交车辆的班次连接时间约束：

t_sfj-t_efi≥t_kij·X_kij

式中t_sfj为f时段内班次j的到达时刻；t_efi为f时段内班次i的到达时刻；t_kij为车辆k在班次i和班次j之间的接续时间，且

t′_kij为车辆k不充电情况下公交班次之间的接续时间；T₀为车辆从首站到车场的行驶时间；

S4.在步骤S3设定的约束条件下，对步骤S2建立的目标函数进行求解，从而得到最终的单条公交线路最小车辆数。

2.根据权利要求1所述的单条公交线路最小车辆数计算方法，其特征在于步骤S2所述的建立单条公交线路最小车辆数目标函数，具体为采用如下算式作为目标函数：

式中X_k为0-1变量，且当第k辆电动公交车辆在运行时X_k＝1，当第k辆电动公交车辆未运行时X_k＝0；m为电动公交车辆的总数。

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