[发明专利]一种考虑节能的城市公交车运行轨迹优化方法

说明书

本发明涉及一种考虑节能的城市公交车运行轨迹优化方法，包括以下步骤：1)将当前公交车运行位置至运行计划规定的停站点之间的运行区间依次按道路特征划分为连续的多个子区间，道路特征包括坡度路段、限速路段和交叉口路段，并将道路特征对应属性值赋予每个子区间；2)根据划分后的子区间构建考虑节能因素的城市公交车驾驶策略双层优化计算模型；3)对城市公交车驾驶策略双层优化计算模型进行求解，最终获得当前公交车运行位置至运行计划规定的停站点之间的运行区间的优化轨迹，包括各个子区间公交车的行驶速度、行驶时间、位置以及牵引力和制动力。与现有技术相比，本发明具有动态连续、减少能耗、提高准点率与舒适性等优点。

技术领域

本发明涉及交通规划技术领域，尤其是涉及一种考虑节能的城市公交车运行轨迹优化方法。

背景技术

快速城市化和机动化的进程，使得我国城市交通系统对能源需求的增长迅速。有鉴于此，城市交通系统的节能减排已成为规划、建设和运营“绿色城市”的重要组成部分。通过选择以公共交通模式为主导的交通系统，实施公共交通适度超前发展的战略，是实现绿色城市交通的目标的重要手段。

与此同时公共交通在城市交通中作用逐渐增大，其能耗排放问题也愈发重要。其中，城市公交车运行能耗是城市公共交通能耗排放的重要一部分，因此推动其节能减排意义重大。

目前针对汽车节能减排的实行方法，主要包括政策手段，例如孙斌在《汽车节能减排的方法分析》中提到的包括完善国家立法，给予政策支持，推动新能源汽车的使用与积极开发；以及技术手段：公交车驾驶运行过程优化。

对于公交车的位置信息、运行计划信息与线路信息3类信息的获取，已经有充分且成熟的研究与应用：例如可以采取GPS获取车辆的定位信息；使用3G、4G 等无线通信手段，实现公交车与调度中心的连续通信，获得公交车运行计划信息，包括站间运行时间、下一个停靠车站信息(如图1所示)；使用离线地图获得公交车运行路径的坡度值、交叉口位置、线路限速信息。

目前公交驾驶运行过程并没有精确的计算辅助引导，多以驾驶员的经验为主，不同经验、技术水平的驾驶员存在较大的差异，公交车行驶过程存在着较大的随意性和节能优化空间，有统计数据显示，在实际的运行过程中，即使是相同线路，司机间的驾驶行为差异也会导致电动公交车运行能耗产生较大差别。从天津、济南、武汉、临沂等城市的电动公交运行情况分析，电动汽车的设计里程与实际可运行里程差距非常大(其差别甚至超过40％)。

而在城市公共交通领域，针对节能驾驶的研究与现行技术，主要集中于城市轨道交通领域，以地铁为主，例如唐涛等发表的文章《北京地铁亦庄线列车节能驾驶研究》。相对于城市轨道交通，城市公交车运行具有更大的随机性和更为复杂的运行条件(例如信号交叉口、其它社会车辆的干扰)，已有的城市轨道交通方面节能优化技术难以适用于城市公交车的应用需求.

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种动态连续、减少能耗、提高准点率与舒适性的考虑节能的城市公交车运行轨迹优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种考虑节能的城市公交车运行轨迹优化方法，包括以下步骤：

1)将当前公交车运行位置至运行计划规定的停站点之间的运行区间依次按道路特征划分为连续的多个子区间，道路特征包括坡度路段、限速路段和交叉口路段，并将道路特征对应属性值赋予每个子区间；

2)根据划分后的子区间构建考虑节能因素的城市公交车驾驶策略双层优化计算模型；

3)对城市公交车驾驶策略双层优化计算模型进行求解，最终获得当前公交车运行位置至运行计划规定的停站点之间的运行区间的优化轨迹。

所述的步骤1)具体包括以下步骤：

11)根据公交车当前的位置信息确定运行区间的范围；