長沙理工大學吳偉獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉長沙理工大學申請的專利一種基于電池交換進行中間站充電的電動公交調度方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115049272B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-06發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210702852.X,技術領域涉及:G06Q10/0631;該發明授權一種基于電池交換進行中間站充電的電動公交調度方法是由吳偉;曾冰;胡林;鐘益林;林智桂設計研發完成,并于2022-06-21向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于電池交換進行中間站充電的電動公交調度方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于電池交換進行中間站充電的電動公交調度方法,首先,通過調查獲得各公交站點的乘客需求量,輸入與公交車相關的各項參數,各充電站的位置、各充電站的可用備用電池、各充電站的服務半徑;其次,根據乘客需求,計算乘客需求損失成本和車隊規模成本;然后,根據每輛車的充電站選擇行為,計算車輛中間站充電調度成本;最后,以各項成本的加權和最小為目標,計算獲得最佳車隊規模和車輛充調度方案。本發明通過合理地調度充電公交,可同時考慮乘客出行效益和公交運營商利益,解決電動公交行駛里程不足的問題,推動城市公交的電氣化進程。
本發明授權一種基于電池交換進行中間站充電的電動公交調度方法在權利要求書中公布了:1.一種基于電池交換進行中間站充電的電動公交調度方法,其特征在于,該方法包括如下步驟:步驟1:通過調查得到各條公交線路上每兩個相鄰站點間的乘客需求量,該乘客需求量包括每個站點上下車的乘客數:用i表示不同的公交線路,I表示公交線路集合,i∈I;用Si表示線路i上的相鄰公交站點的路段集合;用j,k表示由j駛向k的相鄰公交站點對應的路段;用表示線路i上j,k路段的乘客需求量,單位為人;輸入與公交車相關的各項參數,包括:用ηave表示電動公交的平均載客量,單位為人車;用Q表示電動公交的電池容量,單位為kwh·h;輸入每條公交線上各站點的參數,包括:用Ki表示各條公交線路上的最大車輛數;用表示線路i上從起點到中間站k的累計能量消耗,單位為kwh·h;用表示線路i上始發站的初始能量消耗,單位為kwh·h;輸入與充電站相關的各項參數,包括:用p表示充電站,P表示充電站集合,p∈P;用pmax表示充電站p的備用充電池數,單位為塊;用Rp表示充電站p的服務半徑,單位為km;C1表示單位電動公交車成本,單位為元輛;C2表示單位線路乘客需求損失成本,單位為元線路·人;C3表示單位距離單位能耗的充電調度成本,單位為元km·kwh;步驟2:根據各條公交線路乘客需求的大小,建立乘客需求和車隊規模之間的函數表達式,計算乘客需求損失成本和車隊規模成本;所述步驟2,包括如下步驟:步驟21:建立乘客需求和車隊規模之間的函數表達式,計算各線路的乘客需求損失量,如公式1所示: 在公式1中,Ni代表各條公交線路的車隊規模,單位為輛,Ui代表公交線路的損失乘客量,單位為人,表示線路i上路段j,k的乘客需求量,單位為人,ηave表示電動公交的平均載客量,單位為人車,Ki表示每條線路上的最大車輛數;步驟22:計算車隊規模成本,CN表示各條公交線路車隊規模總成本,單位為元,如公式2所示;計算乘客需求損失成本,CS表示各條公交線路乘客需求損失總成本,單位為元,如公式3所示:CN=∑i∈IC1Ni2CS=∑i∈IC2Ui3公式2中,C1表示單位單車公交成本,單位為元輛;公式3中,C2表示單位線路乘客需求損失成本,單位為元線路·人;步驟3:跟蹤各條公交線路上每輛車的能量消耗,計算每輛車到達各站點的能量消耗,建立充電站選擇模型,計算車輛中間站充電調度成本;所述步驟3,包含如下步驟:步驟31:充電成立要滿足充電站的服務半徑,如公式4所示: 公式4中,為二元變量,表示線路i上的第n輛車在k點駛入充電站p,反之則不駛入充電站p;Rp為充電站的服務半徑,單位為km,為線路i上各站點k到各個充電站p的距離,單位為km;步驟32:跟蹤各條公交線路上每輛車的能量消耗,計算每輛車到達站點的能量消耗,建立各條公交線上每輛車在每個站點的充電站選擇模型,如公式5-6所示: 公式的5-6中,δ表示開始加油率,λ表示安全駕駛比,表示線路i上從起點到中間站k的累計能量消耗,單位為kw·h;表示線路i上從起點到中間站Ki的累計能量消耗,單位為kw·h;表示線路i上起點處的初始能量消耗,單位為kw·h;Q表示電動公交的電容量,單位為kw·h;公式5表示充電車輛要滿足的能量條件;公式6表示不充電車輛要具備的能量條件;各條公交線路上的每輛車在其行駛過程中,最多充電一次就完成該公交的一次單向行程,如公式7所示: 在研究時間范圍T內,到達充電站的車輛不能超過充電站的備用電池數,如公式8所示: 公式8中,pmax為充電站p備用電池數,單位為塊步驟33:計算中間站充電調度成本,用CL表示中間站充電調度成本,單位為元,如公式9所示: 在公式9中,C3表示單位距離能耗的充電調度成本,單位為元km·kw·h;步驟4:以乘客需求損失成本、車隊規模成本、充電調度成本的加權和最小為目標,確定最佳車隊規模及中間站充電調度方案。
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