电动公交网络的充电调度与运行控制集成

过去几年中，许多现有公交网络大规模部署了电动公交车。然而，电动公交系统的规划与运营不同于传统车辆公交系统，且文献中一些关键问题尚未被研究。本工作中，我们针对具有有限机会充电容量的电动公交车网络，解决集成运行控制与充电调度问题。我们提出一种分层控制框架来求解该问题，其中充电与运行决策通过在高层级控制层求解混合整数线性规划而联合制定。由于所考虑的公交线路增多时该优化问题可能变得非常庞大，我们提出应用拉格朗日松弛以利用问题结构并实现分解为独立子问题。随后部署局部搜索启发式算法以生成原问题的良好可行解。该整套拉格朗日启发式过程在公交线路数量递增的公交网络上，比使用现成求解器求解原问题具有好得多的可扩展性。所提过程随后在基于芝加哥市公开数据集构建的公交网络的高保真微观交通环境 Vissim 中测试。结果表明，将充电调度决策与车辆实时运行控制相结合具有优势，因为所提控制框架相较于采用预定充电调度的控制基线，实现了更好的服务水平和更低的充电成本。