公交線網(wǎng)新能源公交車運(yùn)行能耗指標(biāo)體系的建立方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及城市交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種公交線網(wǎng)新能源公交車運(yùn)行能耗指 標(biāo)體系的建立方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的公交線網(wǎng)規(guī)劃依據(jù)主要是客流量和各種公交線網(wǎng)指標(biāo)（通達(dá)率、重復(fù)率、 經(jīng)濟(jì)性等），而能耗并未納入考慮范圍，這將導(dǎo)致公交線網(wǎng)朝著不利于節(jié)能減排的方向發(fā) 展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種公交線網(wǎng)新能源公交車運(yùn)行能 耗指標(biāo)體系的建立方法，以便將能耗作為公交線路規(guī)劃的依據(jù)。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
[0005] -種公交線網(wǎng)新能源公交車運(yùn)行能耗指標(biāo)體系的建立方法，包括步驟：
[0006] 步驟一，采集浮動(dòng)車、公交車的歷史和實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)，并形成數(shù)據(jù)庫(kù)，公交車以新 能源公交車為主；
[0007] 步驟二，以公交線路相鄰站點(diǎn)路段的指標(biāo)為基礎(chǔ)，建立單條公交線路的相鄰站點(diǎn) 交通運(yùn)行指標(biāo)；
[0008] 步驟三，以單條公交線路的相鄰站點(diǎn)交通運(yùn)行指標(biāo)為基礎(chǔ)，建立相同公交線路相 鄰站點(diǎn)路段下多條途徑公交線路的綜合的站點(diǎn)交通運(yùn)行指標(biāo)；
[0009] 步驟四，以綜合的站點(diǎn)交通運(yùn)行指標(biāo)為基礎(chǔ)，推算站點(diǎn)相鄰路段公交能耗指標(biāo)值， 并根據(jù)站點(diǎn)相鄰路段能耗的情況，進(jìn)行能耗超高、較高、正常、較低、超低等級(jí)劃分；
[0010] 步驟五，以站點(diǎn)相鄰路段為對(duì)象建立公交線路能耗預(yù)測(cè)模型，同時(shí)考慮多條公交 線路途經(jīng)相同站點(diǎn)相鄰路段的情況，建立基于公交線網(wǎng)的站點(diǎn)相鄰路段能耗預(yù)測(cè)模型；
[0011] 步驟六，以站點(diǎn)相鄰路段能耗預(yù)測(cè)模型為基礎(chǔ)，建立整個(gè)公交線網(wǎng)的公交能耗預(yù) 測(cè)模型，從而形成公交線網(wǎng)交通運(yùn)行能耗指標(biāo)體系；
[0012] 步驟七，以歷史能耗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)，利用整個(gè)公交線網(wǎng)的能耗預(yù) 測(cè)模型對(duì)公交線網(wǎng)能耗進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0013] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0014] 本發(fā)明的公交線網(wǎng)新能源公交車運(yùn)行能耗指標(biāo)體系的建立方法，為將能耗納入公 交線網(wǎng)規(guī)劃依據(jù)提供了數(shù)據(jù)支持。本方法可以為公交排班提供決策依據(jù)，對(duì)企業(yè)根據(jù)能耗 情況排班，降低公交能源成本起參考作用。對(duì)社會(huì)車輛的路徑規(guī)劃也起到參考作用，選擇低 能耗線路時(shí)可降低社會(huì)車輛的能源消耗，促進(jìn)低碳交通的建設(shè)。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明公交線網(wǎng)新能源公交車運(yùn)行能耗指標(biāo)體系的建立方法的流程示意 圖；
[0016] 圖2為廣州市公交線網(wǎng)交通運(yùn)行能耗示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)明公交線網(wǎng)新能源公交車運(yùn)行能耗指標(biāo)體系的建立方法，如圖1所示，包括 步驟：
[0018] 步驟slOl，采集浮動(dòng)車、公交車的歷史和實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)，并形成數(shù)據(jù)庫(kù)，優(yōu)選地，公 交車以新能源公交車為主；
[0019] 步驟S102,以公交線路相鄰站點(diǎn)路段的指標(biāo)為基礎(chǔ)，建立單條公交線路的相鄰站 點(diǎn)交通運(yùn)行指標(biāo)；
[0020] 步驟S103,以單條公交線路的相鄰站點(diǎn)交通運(yùn)行指標(biāo)為基礎(chǔ)，建立相同公交線路 相鄰站點(diǎn)路段下多條途徑公交線路的綜合的站點(diǎn)交通運(yùn)行指標(biāo)；
[0021] 步驟S104,以綜合的站點(diǎn)交通運(yùn)行指標(biāo)為基礎(chǔ)，推算站點(diǎn)相鄰路段公交能耗指標(biāo) 值，并根據(jù)站點(diǎn)相鄰路段能耗的情況，進(jìn)行能耗超高、較高、正常、較低、超低等級(jí)劃分；
[0022] 步驟S105,以站點(diǎn)相鄰路段為對(duì)象建立公交線路能耗預(yù)測(cè)模型，同時(shí)考慮多條公 交線路途經(jīng)相同站點(diǎn)相鄰路段的情況，建立基于公交線網(wǎng)的站點(diǎn)相鄰路段能耗預(yù)測(cè)模型；
[0023] 步驟S106,以站點(diǎn)相鄰路段能耗預(yù)測(cè)模型為基礎(chǔ)，建立整個(gè)公交線網(wǎng)的公交能耗 預(yù)測(cè)模型，從而形成公交線網(wǎng)交通運(yùn)行能耗指標(biāo)體系；
[0024] 步驟S107,以歷史能耗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)，利用整個(gè)公交線網(wǎng)的能耗 預(yù)測(cè)模型對(duì)公交線網(wǎng)能耗進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0025] 公交線網(wǎng)交通運(yùn)行能耗指標(biāo)根據(jù)公交線網(wǎng)分布、公交車運(yùn)行能耗實(shí)際情況進(jìn)行推 算。主要的數(shù)據(jù)源為浮動(dòng)車（出租車、客運(yùn)班車等）和公交車位置信息、站點(diǎn)交通運(yùn)行情況、 乘客人數(shù)、天氣狀況、公交車自身能耗狀況、能耗回饋比例、制動(dòng)時(shí)間比例、勻速時(shí)間比例、 加減速比例、滑行時(shí)間比例、勻速里程比例、加減速里程比例、擁堵里程比例、相鄰站點(diǎn)擁堵 段數(shù)、路網(wǎng)穩(wěn)定性指數(shù)等建立。
[0026] 公交線網(wǎng)交通運(yùn)行能耗指標(biāo)體系的主要思維是根據(jù)公交車運(yùn)行的特點(diǎn)，即公交車 營(yíng)運(yùn)線路必須停站的營(yíng)運(yùn)特點(diǎn)建立。該方法形成相鄰站點(diǎn)之間對(duì)公交車能耗影響較大小區(qū) 域交通運(yùn)行指標(biāo)的較準(zhǔn)確描述，從而對(duì)線路里程較長(zhǎng)且跨越不同路段的公交車營(yíng)運(yùn)過(guò)程的 交通運(yùn)行進(jìn)行綜合評(píng)估計(jì)算。從而形成對(duì)公交線網(wǎng)整體運(yùn)行情況的整理描述，結(jié)合公交能 耗相關(guān)數(shù)據(jù)，以量化方式形成公交線網(wǎng)交通運(yùn)行能耗指標(biāo)體系。這樣既對(duì)公交車營(yíng)運(yùn)路段 的相關(guān)情況進(jìn)行準(zhǔn)確描述，又能避免以整個(gè)城市交通運(yùn)行指標(biāo)宏觀指標(biāo)作為交通工況描述 對(duì)公交線路上不同路段的粗略描述導(dǎo)致模型預(yù)測(cè)的誤差。
[0027] 1、站點(diǎn)交通運(yùn)行指標(biāo)建立
[0028] 站點(diǎn)交通運(yùn)行指標(biāo)是根據(jù)相鄰公交站點(diǎn)之間的交通運(yùn)行路段上的交通運(yùn)行指標(biāo) 進(jìn)行描述。由于相鄰公交站點(diǎn)通常跨越多條道路、多個(gè)路口、多個(gè)交通控制設(shè)備，因此相對(duì) 交通運(yùn)行指標(biāo)體系而言，需要考慮更多的權(quán)重系數(shù)。
[0029] 以浮動(dòng)車（含公交車、出租車、客運(yùn)班車、旅游包車等，主要以公交車和出租車作 為主要數(shù)據(jù)源）數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)公交車運(yùn)行規(guī)律，以相鄰站點(diǎn)之間的路段為指標(biāo)計(jì)算對(duì) 象，提出基于相鄰站點(diǎn)路段的公交車能耗分析主要運(yùn)行指標(biāo)，主要包括：
[0030] (1)路段權(quán)重系數(shù)：
其中，/\,in是統(tǒng)計(jì)間隔內(nèi)兩個(gè)相鄰站點(diǎn) 之間路段s&1+1)的權(quán)重系數(shù)；PX7；,...,,是統(tǒng)計(jì)間隔內(nèi)兩個(gè)相鄰站點(diǎn)之間路段S&1+1)的VKT值（車km數(shù)，Vehicle Kilometers Traveled，車輛行駛里程的累積值，單位為當(dāng)量小汽 車?km(pcu?km)) ;N是相鄰站點(diǎn)之間路網(wǎng)的路段數(shù)。
[0031] (2)平均行程速度：
其中，％$為兩個(gè)相鄰站點(diǎn)之間路段 s&1+1)的平均行程速度；\ ,為兩個(gè)相鄰站點(diǎn)之間路段s&1+1)的長(zhǎng)度（并非純電動(dòng)公交車 行車的實(shí)際里程）；％_為通過(guò)兩個(gè)相鄰站點(diǎn)之間路段s&1+1)的交通量；，為車輛通過(guò) 兩個(gè)相鄰站點(diǎn)之間路段S& 1+1)的行程時(shí)間。
[0032] (3)站點(diǎn)交通運(yùn)行指數(shù)
其中，為相鄰站點(diǎn)路段中第i等級(jí)道路嚴(yán) 重?fù)矶吕锍瘫壤籯,為相鄰站點(diǎn)路段中第i等級(jí)道路處于嚴(yán)重?fù)矶碌燃?jí)的路段長(zhǎng)度；~2為 相鄰站點(diǎn)路段中第i等級(jí)道路的嚴(yán)重?fù)矶侣范螖?shù)；Llk為相鄰站點(diǎn)路段中第i等級(jí)道路中各 路段的長(zhǎng)度；m為相鄰站點(diǎn)路段中第i等級(jí)道路的路段數(shù)。
[0033] (4)路網(wǎng)穩(wěn)定性指數(shù)：
其中，P為路段高峰時(shí)段時(shí)變系數(shù)； T為統(tǒng)計(jì)時(shí)間間隔數(shù)；V&1+1)為工作日或非工作日路段高峰時(shí)段內(nèi)第i個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的平均 速度；v為上一個(gè)月所有工作日或非工作日高峰時(shí)段的平均速度。
[0034] (5)其他指標(biāo)，如加權(quán)平均速度、擁堵里程比例、擁堵持續(xù)時(shí)間、常發(fā)擁堵路段數(shù)等 與廣州市地方技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《城市道路交通運(yùn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》（DBJ440100/T164-2013)(廣州 市交通運(yùn)輸研究所，2013)的相關(guān)計(jì)算方式相同。
[0035] 2、站點(diǎn)相鄰路段能耗等級(jí)劃分
[0036] 不同的營(yíng)運(yùn)路段能耗的差異性導(dǎo)致了公交線路的能耗必須進(jìn)行細(xì)分并建立不同 的模型方可準(zhǔn)確對(duì)站點(diǎn)相鄰路段能耗情況進(jìn)行估算。公交線路的能耗在實(shí)際營(yíng)運(yùn)過(guò)程中的 分配可按照線路和站點(diǎn)兩種方式進(jìn)行分配。按照線路的能耗分配方式充分考慮了公交車行 車工況，但其沒(méi)有考慮公交運(yùn)營(yíng)過(guò)程的進(jìn)站出站過(guò)程中存在停留時(shí)間，路段中需要停站的 站點(diǎn)越多，路段能耗計(jì)算模型則越復(fù)雜，而且公交車行駛路段的工況受路網(wǎng)影響較大，路段 能耗模型的穩(wěn)定性和魯棒性較差。為此，根據(jù)公交車運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)，以出站為起點(diǎn)、進(jìn)站為終點(diǎn)， 建立相鄰站點(diǎn)之間的站點(diǎn)能耗模型，在充分考慮道路工況情況下，可建立穩(wěn)定性較好的能 耗模型，并且在公交線路調(diào)整時(shí)，站點(diǎn)能耗模型具有更好的擴(kuò)展性和外延性。
[0037] 以純電動(dòng)公交的實(shí)時(shí)能耗情況作為等級(jí)劃分的總體標(biāo)準(zhǔn)，及利用純電動(dòng)公交車行 經(jīng)該站點(diǎn)相鄰路段的能耗情況，作為該站點(diǎn)相鄰路段的能耗劃分標(biāo)準(zhǔn)，其他影響因素作為 判斷因素，而不作為最終定級(jí)因素。
[0038] 以廣汽集團(tuán)生產(chǎn)的純電動(dòng)公交車為例，表1為站點(diǎn)相鄰路段能耗分級(jí)劃分情況。
[0039] 表1站點(diǎn)相鄰路段能耗分級(jí)
[0040]
[0041] 注：總電壓、總電流等均為放電過(guò)程的電池組整體測(cè)量數(shù)據(jù)的絕對(duì)值，最高電壓、 最低電壓、電壓差指的是單體電池電壓。最高電壓和最低電壓具有獨(dú)立的對(duì)應(yīng)性。
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