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基于公交配流的电动公交网络设计问题研究
| 论文题名： | 基于公交配流的电动公交网络设计问题研究 |
| 关键词： | 电动公交网络;发车频率;运营车辆数;充电计划;公交配流 |
| 摘要： | 随着新能源汽车技术的快速发展，电动公交车被视为缓解城市交通拥堵和降低环境污染的有效手段。电动公交车由于其行驶平稳、零排放、零噪音等优点，在公交车队中占有比例逐步提升，然而电动公交车的里程限制和充电需求等特点也使得公交网络设计和运营面临新的挑战。 本文首先研究了考虑充电需求的纯电动公交线路运营优化问题并提出了相对应的双层规划网络设计模型，上层为带有电动公交线路运营充电仿真模块的公交网络优化模型，从运营商的角度来实现乘客出行成本和电动公交网络运营总成本最小；下层基于UE（User Equilibrium）均衡准则来描述乘客出行路径选择行为并进行公交网络流量分配。在公交分配的基础上，考虑电动公交车充电需求，对新型电动公交线路的发车频率、运营车辆数、车辆充电计划进行优化设计。其次，本文提出了一个考虑环境污染的电动-燃油混合公交运营优化问题以及对应的双层规划模型，上层对整个电动-燃油混合公交网络的运营规划进行优化，针对电动公交线路所涉及的车辆充电的问题，采用基于离散事件的仿真模块对该线路运营车辆数、车辆充电计划及车次数进行求解；对于燃油车公交线路，则采用是传统运营方式对该线路运营车辆数进行求解，使得系统总出行成本最小。针对所提出的问题和模型，本文分别设计了不同的代理模型优化算法（Surrogate-model-based Algorithm）进行求解，下层嵌入基于超路径的算法求解电动公交均衡分配问题，以及利用线路运营充电仿真模块求解上层运营车辆数车辆充电计划及车次数量。最后采用数值算例验证了该模型和算法的有效性，算例结果显示，所提出的代理模型优化算法比传统的遗传算法求解效率和精度更高，且随着网络规模的增大效果更为明显。 |
| 作者： | 叶鑫宇 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 刘昊翔;张萧萧 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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