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申请/专利权人：四川省交通运输发展战略和规划科学研究院;西南交通大学

摘要：本发明属于城市公交服务技术领域，尤其是涉及一种无间断主线的模块化公交运行及充电调度方法。本发明方法中的公交主线的站点包括与支线区域接驳站点和普通公交站点，主线公交初始编组和发车频率由乘客需求决定，只允许在接驳站点进行模块化公交拆分、组合或替换。模块化公交在主线上沿固定线路和站点不间断运行。在保证能够满足主线公交模块化组合、替换的需求的前提下，支线区域内的模块化公交以需求响应的形式进行灵活调度，并在固定接驳站点与主线公交进行接驳。本发明所述模块化公交运营及充电调度方法能够保障主线公交电量，使主线公交运行不受充电影响，并利用支线公交解决充电问题，在满足乘客出行需求的同时，提高运营及充电效率。

主权项：1.一种无间断主线的模块化公交运行及充电调度方法，定义公交系统由一条公交主线7、若干包含充电设施的支线区域8、若干不包含充电设施的支线区域9与若干模块化公交车辆组成；其特征在于，所述公交系统的运营及充电调度方法如下：所述公交主线7的站点固定，包括与支线区域的接驳站点10和公交站点11，所述模块化公交在公交主线7上不间断运行，且模块化公交在接驳站点10进行模块化公交拆分、组合或替换；所述模块化公交车辆的充电方式为：待充电的模块化公交车辆在接驳站点10处拆解，进入支线区域8运行至充电设施处进行充电；支线区域9内的模块化公交车辆在接驳站点10并入主线与公交主线7上的模块化公交车辆形成车队；模块化公交车辆构成的车队在运行过程中开启电动控制车门6形成通道，并告知各个模块化车辆的运行线路，乘客根据自身需求选择到达其所需到达的车厢；模块化公交车辆在接驳站点10进行模块化公交拆分、组合或替换的具体方法为：根据乘客和电量需求进行编组，公交主线7上的主线车队在前一接驳站点发出对下一接驳站点支线区域的模块化公交车辆需求，支线区域在主线车队到达前在接驳站点等待，在主线模块化公交车队到达后与之进行替换或组合，以系统总成本最小为目标建立运行方案求解模型如下：模型的目标函数为：minZ＝Zb+Zd+Zc+Zt 其中，Z为系统总成本，j表示系统中模块化公交车辆的数量，Zb为电池成本，电池在使用过程中会产生损耗，cb为单位功率损耗成本，pci和pdi分别为第i辆模块化公交车辆电池充电和放电过程中的平均功率，hci和hdi分别为第i辆模块化公交车辆电池充电和放电的时间，Zd为距离成本，距离成本与车辆行驶距离ld有关，cd为模块化公交车辆行驶单位距离的损耗成本，ldi为第i辆模块化公交车辆在运营时间内行驶的距离，Zc为充电成本，cc为单位电量的成本，eci为第i辆模块化公交车辆一天内使用的电量，Zt为乘客换乘成本，包括换乘等待时间成本和换乘不便成本，与换乘次数有关，ct为初始换乘成本，β为换乘惩罚系数，βk为模块化公交车辆在两次充电运营过程中换乘k次的惩罚系数；模型约束条件为： ti,nTi,n其中为模块化公交车辆i在t时刻的运营状态，为0、1变量，0表示未投入运营，1表示在运营，约束保证一个模块化公交一次最多只能进行一次行程，为模块化公交车辆i在t时刻的充电状态，为0、1变量，0表示未充电，1表示在充电站m充电，约束保证一个模块化公交一次只能在一个充电设施充电，且不超过充电设施最大容量，模块化公交车辆在同一时刻只能保持运营或充电中的一种状态；为模块化公交车辆i在t时刻的电量状态，为0、1变量，0表示不能到达最近充电设施的下一个充电设施时，1表示到达最近充电设施的下一个充电设施时；为模块化公交车辆i在t时刻的剩余电量，为模块化公交车辆i在行程时间内所需电量，行程时间为车辆从t时刻运行至最近充电设施所需时间，约束保证模块化公交车辆可以运行至最近充电设施进行充电，为模块化公交车辆i在行程时间内所需电量，E为模块化公交电池充电功率kwh，行程时间为车辆从t时刻运行至最近充电设施的下一个充电设施所需时间，当模块化公交车辆剩余电量能达到最近充电设施且不能到达最近充电设施的下一个充电设施时，则对模块化公交车辆进行充电操作；模块化公交车辆i在t+1时刻的剩余电量，等于减去t时刻至t+1时刻车辆放电、加上车辆充电，是模块化公交车初始运营时的电量，约束保证模块化公交车辆在投入运营时的电量都是满电量状态；ti,n为支线区域内模块化公交车辆到达站点n的时间，Ti,n为公交主线上模块化公交车辆到达站点n的时间，约束保证在接驳过程中主线上的模块化公交车辆无需等待；采用分支定界法对模型进行精确求解，通过求解模型确定公交主线模块化公交车辆在每个接驳站点的操作，支线区域内模块化公交车辆与主线上模块化车辆接驳的操作，每个模块化公交车辆的充电路径，每个模块化公交车辆的运行时间、运行距离和充电时间，依照模型求解结果编排模块化公交车辆运行时刻表及充电计划表，从而在保障主线公交客运需求、模块化公交车辆电量需求的前提下使系统总成本最低。

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