动公交车辆调度问题研究综述

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷7期   作者:唐兴明
[导读] 目前,我国的基础建设发展迅速,政府大力推动电动公交发展以促进城市节能减排,同时也为公交运营带来了新的挑战
        唐兴明
        北京北方华德尼奥普兰客车股份有限公司,北京 100039
        摘要:目前,我国的基础建设发展迅速,政府大力推动电动公交发展以促进城市节能减排,同时也为公交运营带来了新的挑战。车辆调度是公共交通运营计划中的一个关键问题,优化电动公交车辆调度方案不仅有助于降低公交企业运营成本,而且可以改善服务水平,让广大出行的群众受益。文章首先对电动公交车辆调度问题及其数学模型进行了阐述,然后总结归纳了现有的车辆调度研究及电动公交车辆调度研究的成果,最后展望了电动公交车辆调度未来的研究方向。
        关键词:电动公交车辆;调度问题;研究综述
        引言
        对交通系统的建模和控制是避免交通拥堵和减少交通事故的关键。在车路协同环境下,智能交通系统,特别是交叉口的车辆通行控制方法已经成为各国的研究重点,经过多年的发展,产生了诸如美国的智能驾驶、欧盟的智能交通系统(Intel-ligentTransportationSystems,ITS)、智能交通系统基于先进的传感器和信息通信等技术,实现车辆与车辆、车辆与道路之间的信息交互,保证车辆在复杂的交通环境下的行驶安全,对道路交通实施主动控制。
        1问题分析
        电动公交车辆调度问题基于给定每日发车时刻表(其中包含每个单程的发车时刻、起点站、终点站等信息)、电动公交的车型信息(其中包含额定载客量、整备质量、电池总储电量等信息)等,目标是求解得到总运营成本最小的车辆调度方案。电动公交车辆调度方案的制定需满足以下限制:(1)每个单程任务都必须被执行,被且仅被一辆车执行一次;(2)同一辆车的两个相邻单程任务之间允许空驶和等待,但是会产生相应的连接成本;(3)车辆电量低时,需及时去充电站补充电量,绝对不能使公交车在路上耗完电量;(4)车辆从车场出发开始执行一天的任务,执行完所有的任务后返回车场。燃油车辆续航高,在公交车辆调度问题中通常忽略加油过程。然而纯电动公交车电池容量有限不足以满足城市一整天的运营需求,白天运营过程中电量不足时需及时补充电量。一般,电动车补充电量的方式主要分为以下三种:(1)整车慢充。采用低电流对电动车进行充电,技术成熟,建设成本低,且对电池的损害小,但是所需时间长。(2)整车快充。采用高电流为电动车进行充电,所需时间较短,但是建设成本较高,并且高电流充电对电池损害大。(3)更换电池。采用专业的操作装置,取下车上储电不足的电池,换上充好电的备用电池,整个过程在十分钟左右。所需时间最短,但是技术要求高且建设成本高。目前,公交运营企业的主流充电方案是夜间慢充将车辆充满电,白天运营过程中在需要时采用快充模式补充电量。换电模式需配备若干备用电池以及配备专用的操作设备,虽耗时最短,但由于成本高昂,很少采用。慢充模式则耗时过长,仅适合夜间充电,若用于运营过程中充电则会导致车辆资源不能很好的利用。
        2车辆调度中科学化管理的概念和原则
        根据相关单位的实际工作需求,对车辆进行合理调度,规划行车路线,合理开展监督检查,使车辆调度管理形成体系,确保相关工作能够顺利完成,达到路程短、耗能少等目标。车辆调度工作的主要内容是计划、监督与分析,并且要适当开展管理工作,更好地完成工作任务。
        同时,在车辆调度工作中开展科学化管理需要遵循一定原则,大致可分为四个方面,第一方面为坚持安全性原则,在车辆使用过程中,安全问题应该摆放在首要位置之上,保证人车安全;第二方面为制度要具有严肃性,在对车辆调度进行管理时,需要依据相关规章制度,严格管理和维护,并依据实际使用情况,对制度进行合理调整和规范;第三方面为保障科学性和合理性,管理工作的开展过程中要对车辆实际使用情况进行调查,摸清规律和相应特点,安排好最佳的行车路线,并且要依据所载物品、车辆技术、所行道路以及气候条件等情况,对车辆进行合理调派,进一步使用车成本得到降低;第四方面为适当增强车辆使用的灵活性,在遇到突发事件之时,可能会出现紧急用车现象,这时即使没有明确的相关规定,也可以灵活调度车辆,从实际需求出发,着眼大局,进行统筹兼顾,合理处理事件。


        3车辆管理方面采取的对策措施
        3.1强化法规意识,坚持依法施管
        在车辆管理方面要不断强化教育,在对驾驶员进行教育的时候可以将车辆管理法规进行深化,同时在教育过程中要将教育、政治教育和法制教育相结合,同时在教育的时候要提高思想认识,这样能够更好的提高驾驶员在法制方面的积极性和自觉性。在进行管理的时候要重视日常的学习,这样能够更好的在日常工作中进行落实,同时能够更好的将车辆管理提升到一个新的高度。同时在学习过程中也要重视长远利益,最重要的是要坚持不懈。
        3.2强化责任意识,坚持分责定管
        在车辆调度管理过程中,一定要在管理思路方面进行改进,在对车辆进行管理的时候可以实行车辆管理责任制,在日常管理中可以对工作进行分解,同时可以将管理制度进行细化,同时将责任进行划分,这样在管理过程中能够更快的明确责任。在管理中要对责任意识进行强化,同时,在进行管理的时候要保证每辆车都有人来进行管理,同时要保证每个人员都明确自己的责任。
        3.3强化人才意识,坚持人才促管
        车辆调度管理也是要有专业的人员来进行管理的,因此,在管理方面要不断的培养人才,在人才培养方面要重视人才的选拔,同时对人才的培养也要进行重视。在选择人才的时候,既要对人员的专业管理素质进行要求,同时也要对其文化素质和思想进行重视。在确定好人员以后要对其进行培训,在培训方式上也是可以采用不同的方式,通过不同的培训方式能够更好的提高人才的综合素质,同时也能在车辆调度管理方面进行提高。
        3.4强化创新意识,坚持科技兴管
        创新是不竭的动力,创新是发展的源泉,适应新形势发展要求,始终坚持把创新贯穿于车辆管理的全过程。一方面,要创新管理理论。车辆管理人员应积极更新观念,努力探索适合新形势下的车辆管理机制,构筑科学、实用的车辆管理理论体系。
        3.5强化大局意识,坚持齐抓共管
        车辆管理是一项系统工程,涉及到单位各个部门,要从大局出发,积极调动和协调各方面的力量,使人力、物力、财力、业务向车辆管理聚集和倾斜。各个部门要按照职责分工,密切配全,尽职尽责,做到上下一股劲、机关一盘棋、同唱“一台戏”、合拧“一股绳”,真正形成抓车辆管理工作的整体合力。
        结语
        相较于燃油公交车辆调度,电动公交车辆调度需要额外考虑续航里程约束和充电需求,给公交运营带来了挑战。并且,电动公交车辆调度方案在现实中执行时涉及的影响因素非常多且关系复杂,涉及到路面交通情况、客流量、电池的充放电效率、电池容量衰减等问题。因此,电动公交车辆调度问题的建模和求解方法上仍有很大的研究空间,将来可以考虑在以下方向上扩展这项研究:首先,可以从问题角度考虑多车型、更灵活的充电方案,或是与时刻表问题或驾驶员调度问题集成求解,或是如何在不确定的交通情况下提高方案的准点率水平等。其次,可以从算法角度研究电动公交车辆调度问题更好的下限。
        参考文献
        [1]国务院.《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》国发(2012)22号[Z].2012.
        [2]交通运输部,财政部,工业和信息化部.《新能源公交车推广应用考核办法(试行)》交运发(2015)164号[Z].2015.
        [3]工业和信息化部,发展改革委,科技部.《汽车产业中长期发展规划》工信部联装(2017)53号[Z].2017.
        [4]王雪然,刘文峰,张龙文,等.基于能源链的纯电动公交车全生命周期CO2减排效果研究[J].交通运输系统工程与信息,2019,19(1):19-25.
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