公交线网新能源公交车运行能耗指标体系的建立方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及城市交通技术领域，具体涉及一种公交线网新能源公交车运行能耗指 标体系的建立方法。
【背景技术】
[0002] 传统的公交线网规划依据主要是客流量和各种公交线网指标（通达率、重复率、 经济性等），而能耗并未纳入考虑范围，这将导致公交线网朝着不利于节能减排的方向发 展。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种公交线网新能源公交车运行能 耗指标体系的建立方法，以便将能耗作为公交线路规划的依据。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
[0005] -种公交线网新能源公交车运行能耗指标体系的建立方法，包括步骤：
[0006] 步骤一，采集浮动车、公交车的历史和实时能耗数据，并形成数据库，公交车以新 能源公交车为主；
[0007] 步骤二，以公交线路相邻站点路段的指标为基础，建立单条公交线路的相邻站点 交通运行指标；
[0008] 步骤三，以单条公交线路的相邻站点交通运行指标为基础，建立相同公交线路相 邻站点路段下多条途径公交线路的综合的站点交通运行指标；
[0009] 步骤四，以综合的站点交通运行指标为基础，推算站点相邻路段公交能耗指标值， 并根据站点相邻路段能耗的情况，进行能耗超高、较高、正常、较低、超低等级划分；
[0010] 步骤五，以站点相邻路段为对象建立公交线路能耗预测模型，同时考虑多条公交 线路途经相同站点相邻路段的情况，建立基于公交线网的站点相邻路段能耗预测模型；
[0011] 步骤六，以站点相邻路段能耗预测模型为基础，建立整个公交线网的公交能耗预 测模型，从而形成公交线网交通运行能耗指标体系；
[0012] 步骤七，以历史能耗数据为基础，结合实时能耗数据，利用整个公交线网的能耗预 测模型对公交线网能耗进行预测。
[0013] 本发明的有益效果在于：
[0014] 本发明的公交线网新能源公交车运行能耗指标体系的建立方法，为将能耗纳入公 交线网规划依据提供了数据支持。本方法可以为公交排班提供决策依据，对企业根据能耗 情况排班，降低公交能源成本起参考作用。对社会车辆的路径规划也起到参考作用，选择低 能耗线路时可降低社会车辆的能源消耗，促进低碳交通的建设。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明公交线网新能源公交车运行能耗指标体系的建立方法的流程示意 图；
[0016] 图2为广州市公交线网交通运行能耗示意图。
【具体实施方式】
[0017] 本发明公交线网新能源公交车运行能耗指标体系的建立方法，如图1所示，包括 步骤：
[0018] 步骤slOl，采集浮动车、公交车的历史和实时能耗数据，并形成数据库，优选地，公 交车以新能源公交车为主；
[0019] 步骤S102,以公交线路相邻站点路段的指标为基础，建立单条公交线路的相邻站 点交通运行指标；
[0020] 步骤S103,以单条公交线路的相邻站点交通运行指标为基础，建立相同公交线路 相邻站点路段下多条途径公交线路的综合的站点交通运行指标；
[0021] 步骤S104,以综合的站点交通运行指标为基础，推算站点相邻路段公交能耗指标 值，并根据站点相邻路段能耗的情况，进行能耗超高、较高、正常、较低、超低等级划分；
[0022] 步骤S105,以站点相邻路段为对象建立公交线路能耗预测模型，同时考虑多条公 交线路途经相同站点相邻路段的情况，建立基于公交线网的站点相邻路段能耗预测模型；
[0023] 步骤S106,以站点相邻路段能耗预测模型为基础，建立整个公交线网的公交能耗 预测模型，从而形成公交线网交通运行能耗指标体系；
[0024] 步骤S107,以历史能耗数据为基础，结合实时能耗数据，利用整个公交线网的能耗 预测模型对公交线网能耗进行预测。
[0025] 公交线网交通运行能耗指标根据公交线网分布、公交车运行能耗实际情况进行推 算。主要的数据源为浮动车（出租车、客运班车等）和公交车位置信息、站点交通运行情况、 乘客人数、天气状况、公交车自身能耗状况、能耗回馈比例、制动时间比例、匀速时间比例、 加减速比例、滑行时间比例、匀速里程比例、加减速里程比例、拥堵里程比例、相邻站点拥堵 段数、路网稳定性指数等建立。
[0026] 公交线网交通运行能耗指标体系的主要思维是根据公交车运行的特点，即公交车 营运线路必须停站的营运特点建立。该方法形成相邻站点之间对公交车能耗影响较大小区 域交通运行指标的较准确描述，从而对线路里程较长且跨越不同路段的公交车营运过程的 交通运行进行综合评估计算。从而形成对公交线网整体运行情况的整理描述，结合公交能 耗相关数据，以量化方式形成公交线网交通运行能耗指标体系。这样既对公交车营运路段 的相关情况进行准确描述，又能避免以整个城市交通运行指标宏观指标作为交通工况描述 对公交线路上不同路段的粗略描述导致模型预测的误差。
[0027] 1、站点交通运行指标建立
[0028] 站点交通运行指标是根据相邻公交站点之间的交通运行路段上的交通运行指标 进行描述。由于相邻公交站点通常跨越多条道路、多个路口、多个交通控制设备，因此相对 交通运行指标体系而言，需要考虑更多的权重系数。
[0029] 以浮动车（含公交车、出租车、客运班车、旅游包车等，主要以公交车和出租车作 为主要数据源）数据为基础，根据公交车运行规律，以相邻站点之间的路段为指标计算对 象，提出基于相邻站点路段的公交车能耗分析主要运行指标，主要包括：
[0030] (1)路段权重系数：
其中，/\,in是统计间隔内两个相邻站点 之间路段s&1+1)的权重系数；PX7；,...,,是统计间隔内两个相邻站点之间路段S&1+1)的VKT值（车km数，Vehicle Kilometers Traveled，车辆行驶里程的累积值，单位为当量小汽 车?km(pcu?km)) ;N是相邻站点之间路网的路段数。
[0031] (2)平均行程速度：
其中，％$为两个相邻站点之间路段 s&1+1)的平均行程速度；\ ,为两个相邻站点之间路段s&1+1)的长度（并非纯电动公交车 行车的实际里程）；％_为通过两个相邻站点之间路段s&1+1)的交通量；，为车辆通过 两个相邻站点之间路段S& 1+1)的行程时间。
[0032] (3)站点交通运行指数
其中，为相邻站点路段中第i等级道路严 重拥堵里程比例；k,为相邻站点路段中第i等级道路处于严重拥堵等级的路段长度；~2为 相邻站点路段中第i等级道路的严重拥堵路段数；Llk为相邻站点路段中第i等级道路中各 路段的长度；m为相邻站点路段中第i等级道路的路段数。
[0033] (4)路网稳定性指数：
其中，P为路段高峰时段时变系数； T为统计时间间隔数；V&1+1)为工作日或非工作日路段高峰时段内第i个时间间隔内的平均 速度；v为上一个月所有工作日或非工作日高峰时段的平均速度。
[0034] (5)其他指标，如加权平均速度、拥堵里程比例、拥堵持续时间、常发拥堵路段数等 与广州市地方技术标准《城市道路交通运行评价指标体系》（DBJ440100/T164-2013)(广州 市交通运输研究所，2013)的相关计算方式相同。
[0035] 2、站点相邻路段能耗等级划分
[0036] 不同的营运路段能耗的差异性导致了公交线路的能耗必须进行细分并建立不同 的模型方可准确对站点相邻路段能耗情况进行估算。公交线路的能耗在实际营运过程中的 分配可按照线路和站点两种方式进行分配。按照线路的能耗分配方式充分考虑了公交车行 车工况，但其没有考虑公交运营过程的进站出站过程中存在停留时间，路段中需要停站的 站点越多，路段能耗计算模型则越复杂，而且公交车行驶路段的工况受路网影响较大，路段 能耗模型的稳定性和鲁棒性较差。为此，根据公交车运营特点，以出站为起点、进站为终点， 建立相邻站点之间的站点能耗模型，在充分考虑道路工况情况下，可建立稳定性较好的能 耗模型，并且在公交线路调整时，站点能耗模型具有更好的扩展性和外延性。
[0037] 以纯电动公交的实时能耗情况作为等级划分的总体标准，及利用纯电动公交车行 经该站点相邻路段的能耗情况，作为该站点相邻路段的能耗划分标准，其他影响因素作为 判断因素，而不作为最终定级因素。
[0038] 以广汽集团生产的纯电动公交车为例，表1为站点相邻路段能耗分级划分情况。
[0039] 表1站点相邻路段能耗分级
[0040]
[0041] 注：总电压、总电流等均为放电过程的电池组整体测量数据的绝对值，最高电压、 最低电压、电压差指的是单体电池电压。最高电压和最低电压具有独立的对应性。
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