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龍圖騰網(wǎng)獲悉北京交通大學(xué)申請(qǐng)的專利多充電模式電動(dòng)公交車輛與駕駛員調(diào)度協(xié)同優(yōu)化方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114925872B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-19發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202210258593.6，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06Q10/04；該發(fā)明授權(quán)多充電模式電動(dòng)公交車輛與駕駛員調(diào)度協(xié)同優(yōu)化方法是由謝東繁;余亞鵬;周廣京;趙小梅設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-03-16向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本多充電模式電動(dòng)公交車輛與駕駛員調(diào)度協(xié)同優(yōu)化方法在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)了一種多充電模式電動(dòng)公交車輛與駕駛員調(diào)度協(xié)同優(yōu)化方法，包括步驟1：根據(jù)所選的實(shí)際運(yùn)營(yíng)線路的實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀況，提取所選的實(shí)際運(yùn)營(yíng)線路的班次數(shù)據(jù)；步驟2：確定所選的實(shí)際運(yùn)營(yíng)線路電動(dòng)公交的相關(guān)特性參數(shù)以及駕駛員的排班規(guī)則參數(shù)；步驟3：以駕駛員成本、車輛成本、充電成本最小化為目標(biāo)，構(gòu)建電動(dòng)公交系統(tǒng)的車輛與駕駛員調(diào)度協(xié)同優(yōu)化模型；步驟4：利用基于樹(shù)枚舉的標(biāo)號(hào)算法，枚舉出所有滿足協(xié)同優(yōu)化模型相關(guān)約束條件的班次鏈；步驟5：構(gòu)建集合覆蓋模型，選用列生成算法對(duì)構(gòu)建出的集合覆蓋問(wèn)題進(jìn)行求解。本發(fā)明以成本最小化為目標(biāo)，給電動(dòng)公交運(yùn)營(yíng)線路提供車輛調(diào)度與人員排班的建議，精準(zhǔn)服務(wù)需求用戶、提高運(yùn)營(yíng)收益。

本發(fā)明授權(quán)多充電模式電動(dòng)公交車輛與駕駛員調(diào)度協(xié)同優(yōu)化方法在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種多充電模式電動(dòng)公交車輛與駕駛員調(diào)度協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1：根據(jù)所選的實(shí)際運(yùn)營(yíng)線路的實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀況，提取所選的實(shí)際運(yùn)營(yíng)線路的班次數(shù)據(jù)，班次數(shù)據(jù)中包含了實(shí)際運(yùn)營(yíng)線路所有班次的開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、開(kāi)始站點(diǎn)、結(jié)束站點(diǎn)； 步驟2：根據(jù)步驟1所選的實(shí)際運(yùn)營(yíng)線路，確定所選的實(shí)際運(yùn)營(yíng)線路電動(dòng)公交的相關(guān)特性參數(shù)以及駕駛員的排班規(guī)則參數(shù)；相關(guān)特性參數(shù)包括電動(dòng)公交的快充模式、慢充模式、換電模式，駕駛員排班規(guī)參數(shù)則根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)管理確定； 步驟3：根據(jù)步驟2確立公交相關(guān)特性參數(shù)和駕駛員排班規(guī)則參數(shù)，以駕駛員成本、車輛成本、充電成本最小化為目標(biāo)，構(gòu)建電動(dòng)公交系統(tǒng)的車輛與駕駛員調(diào)度協(xié)同優(yōu)化模型； 步驟4：基于步驟3中電動(dòng)公交系統(tǒng)的車輛與駕駛員調(diào)度協(xié)同優(yōu)化模型中的相關(guān)約束條件，利用基于樹(shù)枚舉的標(biāo)號(hào)算法，枚舉出所有滿足相關(guān)約束條件的班次鏈； 步驟5：利用步驟4生成的所有班次鏈，構(gòu)建集合覆蓋模型，選用列生成算法對(duì)構(gòu)建出的集合覆蓋問(wèn)題進(jìn)行求解；輸出車輛與駕駛員調(diào)度排班結(jié)果； 其中， 所述的步驟3的電動(dòng)公交系統(tǒng)的車輛與駕駛員調(diào)度協(xié)同優(yōu)化模型構(gòu)建過(guò)程具體為： 目標(biāo)1：駕駛員薪資成本； 將駕駛員的薪資成本分為日薪和時(shí)薪，分別表示為： 其中，D表示駕駛員的集合，T表示班次的集合，一個(gè)駕駛員的日薪，表示一個(gè)駕駛員的時(shí)薪，表示班次j的開(kāi)始時(shí)間，表示班次j的結(jié)束時(shí)間，表示駕駛員d執(zhí)行完班次i之后是否執(zhí)行班次j，若執(zhí)行則為1，否則為0；其中表示駕駛員d從場(chǎng)站出發(fā)是否執(zhí)行班次j； 目標(biāo)2：公交車輛成本；車輛成本包括公交車輛購(gòu)置成本與運(yùn)營(yíng)成本；車輛的購(gòu)置和運(yùn)營(yíng)成本分別表述為： 其中，V表示電動(dòng)公交車輛的集合，表示一輛電動(dòng)公交車的購(gòu)置成本，平均到天來(lái)計(jì)算，表示電動(dòng)公交車的單位里程運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，lj表示班次j的運(yùn)營(yíng)里程，表示公交車輛v執(zhí)行完班次i之后是否執(zhí)行班次j，若執(zhí)行則為1，否則為0；其中表示公交車輛v從場(chǎng)站出發(fā)是否執(zhí)行班次j； 目標(biāo)3：公交車輛充電相關(guān)成本；包括電池充電的電量成本、充電樁固定成本、以及換電所需的電池成本，分別表示如下： 其中，表示采用快充的單位充電費(fèi)用，表示采用慢充的單位充電費(fèi)用，表示采用換電產(chǎn)生的單位電池成本，表示第k種充電模式對(duì)應(yīng)的單個(gè)充電樁購(gòu)置成本，Pk表示采用第k種充電模式的充電功率，此處k∈{1,2}分別表示快充、慢充，Qk表示第k種充電模式對(duì)應(yīng)的充電樁的數(shù)量表示公交車輛v在執(zhí)行班次j前采用第k種充電模式進(jìn)行充電所需的充電時(shí)長(zhǎng)，表示公交車輛v在執(zhí)行完班次i后執(zhí)行班次j前是否采用第k種充電模式進(jìn)行充電，若進(jìn)行充電則為1，否則不會(huì)采用第k種充電模式進(jìn)行充電； 根據(jù)以上電動(dòng)公交系統(tǒng)成本闡述，構(gòu)建模型的目標(biāo)函數(shù)表示為： 約束條件： 其中，D1max表示該線路可以執(zhí)行早班任務(wù)的最大駕駛員數(shù)量，D2max表示該線路可以執(zhí)行午班任務(wù)的最大駕駛員數(shù)量，H1max表示該線路早班駕駛員最晚下班時(shí)間，H2min表示該線路午班駕駛員最早上班時(shí)間，Bmax表示該線路上可執(zhí)行運(yùn)營(yíng)班次的最大電動(dòng)公交數(shù)量，表示班次j的開(kāi)始站點(diǎn)，表示班次j的結(jié)束站點(diǎn)，gw表示換班所需的最短時(shí)間，gr表示換班所需的最長(zhǎng)時(shí)間，表示駕駛員最長(zhǎng)連續(xù)工作時(shí)間，tmax表示駕駛員每天最長(zhǎng)工作時(shí)間，Nmin表示駕駛員一天最少執(zhí)行的班次數(shù)量，Nmax表示駕駛員一天最多執(zhí)行的班次數(shù)量，Emax表示電池滿電量狀態(tài)下的電量，El表示單位里程耗電量，r表示電池電量的警戒水平，即為保障公交車輛可以順利返回公交場(chǎng)站，確保公交車輛執(zhí)行完班次任務(wù)的電池電量高于警戒水平，treplace表示換電所需的時(shí)間，表示駕駛員d與公交車輛v是否綁定，若綁定則為1，否則為0，表示駕駛員d執(zhí)行班次j前已連續(xù)工作時(shí)間，表示公交車輛v執(zhí)行班次j前的電量，表示采用第k種充電模式開(kāi)始充電的時(shí)間集合，其中k∈{1,2}，表示該線路所有電動(dòng)公交在一天運(yùn)營(yíng)中進(jìn)行快充、慢充的開(kāi)始充電時(shí)間點(diǎn)集合，表示采用第k種充電模式結(jié)束充電的時(shí)間集合，其中k∈{1,2}，表示該線路所有電動(dòng)公交在一天運(yùn)營(yíng)中進(jìn)行快充、慢充的結(jié)束充電時(shí)間點(diǎn)集合，表示線路運(yùn)營(yíng)中，第n次采用第k種充電模式對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，其中k∈{1,2}，時(shí)間點(diǎn)包括開(kāi)始充電時(shí)間點(diǎn)與結(jié)束充電時(shí)間點(diǎn)，且兩者獨(dú)立存在，表示第k種充電模式下時(shí)間節(jié)點(diǎn)為時(shí)正在使用的充電樁數(shù)量； 式9、10分別是確保每個(gè)班次都被駕駛員和公交車輛執(zhí)行；式11、12為保障每個(gè)駕駛員僅執(zhí)行一個(gè)班次鏈、每個(gè)公交車輛僅執(zhí)行一個(gè)車次鏈；式13、14為班次銜接約束，即每個(gè)駕駛員、公交車輛執(zhí)行的班次可以構(gòu)成班次鏈、車次鏈；式15、16、17分別滿足駕駛員最大數(shù)量限制、公交車輛最大數(shù)量限制；式18為判斷公交車輛與駕駛員是否存在綁定關(guān)系；式19表示若駕駛員同公交車輛綁定，則駕駛員執(zhí)行的班次必定會(huì)被對(duì)應(yīng)的公交車輛執(zhí)行；式20、21確保公交車輛、駕駛員執(zhí)行相鄰班次的換班時(shí)間大于班次轉(zhuǎn)換所需的最短時(shí)間；式22、23即為換班地點(diǎn)限制；式24定義了駕駛員的連續(xù)工時(shí)，并令初始值為0；式25為連續(xù)工時(shí)的更新，此處若超過(guò)班次轉(zhuǎn)換所需的最長(zhǎng)時(shí)間，默認(rèn)駕駛員已經(jīng)休息，連續(xù)工時(shí)為0；式26、27即為滿足勞動(dòng)法規(guī)規(guī)定的連續(xù)工時(shí)限制、總工時(shí)限制；式28、29為駕駛員兩班倒模式；式30確保駕駛員的公平性，即每個(gè)駕駛員執(zhí)行的班次數(shù)目相差不大；式31定義了公交車輛的電量，并令初始狀態(tài)為滿電量狀態(tài)；式32為電量的更新；式33為公交車輛執(zhí)行完班次后所剩的電量在警戒電量之上；式34、35定義了公交車輛選擇三種充電模式分別所用的充電時(shí)間；式36確保充電計(jì)劃在對(duì)應(yīng)公交車輛執(zhí)行的相鄰班次間；式37保障公交車輛執(zhí)行下一班次時(shí)滿足充電時(shí)間的限制；式38、39、40定義了快充、慢充的開(kāi)始充電時(shí)間點(diǎn)集合、結(jié)束充電時(shí)間點(diǎn)集合以及總的時(shí)間節(jié)點(diǎn)集合；式41、42、43、44、45提取出一天快充、慢充所需充電樁的最大數(shù)量；式46、47、48為變量類型約束，定義了0-1決策變量。

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