唐春艷，李小雨

(大連海事大學(xué)，交通運(yùn)輸工程學(xué)院，遼寧大連116026)

0 引言

為降低環(huán)境污染以及減少交通對(duì)不可再生能源的依賴，實(shí)現(xiàn)公共交通可持續(xù)化發(fā)展，各大城市制定了相應(yīng)的公交電動(dòng)化率發(fā)展目標(biāo)。但車(chē)輛電池技術(shù)尚未成熟，以致純電動(dòng)公交車(chē)輛續(xù)駛里程短，難以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)公交車(chē)輛與燃油公交車(chē)的1∶1替換運(yùn)營(yíng)。因此，公交企業(yè)需要購(gòu)買(mǎi)額外的電動(dòng)車(chē)輛以滿足運(yùn)營(yíng)需求，這將增加企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。為高效、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)城市公交電動(dòng)化率發(fā)展目標(biāo)，本文研究多車(chē)型純電動(dòng)公交車(chē)輛可供選擇使用下的混合車(chē)隊(duì)替換決策問(wèn)題，以確定最佳車(chē)隊(duì)替換計(jì)劃。

早期的公交車(chē)隊(duì)替換研究中，主要側(cè)重燃油、混合動(dòng)力、天然氣驅(qū)動(dòng)的公交車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)管理優(yōu)化研究，如考慮公交車(chē)輛尾氣排放限制，鞏晶[1]等研究了上述3 種能源驅(qū)動(dòng)的公交車(chē)隊(duì)替換問(wèn)題，結(jié)果表明，部分燃油公交車(chē)輛提前退休以減少尾氣排放。Boudart[2]等研究了影響燃油公交車(chē)隊(duì)替換決策的關(guān)鍵因素，結(jié)果表明，維修成本和車(chē)輛年運(yùn)營(yíng)里程的增加將減少車(chē)輛退休年齡。Parthanadee[3]等考慮用戶使用偏好，針對(duì)采用天然氣車(chē)和壓縮燃油車(chē)替換燃油公交車(chē)的問(wèn)題，研究了只購(gòu)買(mǎi)新車(chē)、按車(chē)齡大小退休、每個(gè)時(shí)段只購(gòu)買(mǎi)一種車(chē)型、車(chē)齡相同的車(chē)型統(tǒng)一退休和全有全無(wú)替換這5種替換策略，研究發(fā)現(xiàn)，第1種替換策略的經(jīng)濟(jì)效益一般，第2、3、4種策略具有相當(dāng)效益，最后一種策略最不經(jīng)濟(jì)。Feng[4]等研究了混合動(dòng)力和壓縮燃油公交車(chē)替換燃油公交車(chē)的問(wèn)題，研究表明，車(chē)輛購(gòu)買(mǎi)補(bǔ)貼對(duì)車(chē)輛替換計(jì)劃和車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)成本有顯著影響。

隨著純電動(dòng)公交車(chē)輛的投入使用[5-6]，部分研究關(guān)注了純電動(dòng)車(chē)輛使用下的車(chē)隊(duì)替換決策問(wèn)題。Li[7]等提出了一種新的生命周期成本效益的車(chē)隊(duì)管理優(yōu)化模型，在預(yù)算限制下確定電動(dòng)、混合動(dòng)力、燃油、天然氣等4 種能源車(chē)組成的最佳車(chē)隊(duì)替換計(jì)劃?？紤]車(chē)輛溫室氣體排放對(duì)環(huán)境的影響，Islam[8]等建立了包括純電動(dòng)公交車(chē)輛在內(nèi)的混合車(chē)隊(duì)替換優(yōu)化模型。研究結(jié)果表明，當(dāng)車(chē)隊(duì)由79%純電動(dòng)公交車(chē)和21%混合動(dòng)力車(chē)組成時(shí)，總運(yùn)營(yíng)成本最小。考慮公交企業(yè)電動(dòng)化率目標(biāo)，Pelletiera[9]等建立了混合車(chē)隊(duì)替換線性規(guī)劃模型，以確定最經(jīng)濟(jì)的車(chē)隊(duì)替換策略。以上研究集中在單一純電動(dòng)公交車(chē)型替換問(wèn)題，未考慮多車(chē)型的使用，且這些研究忽略了純電動(dòng)公交車(chē)輛與燃油公交車(chē)輛間的替換率問(wèn)題。

綜上，針對(duì)多車(chē)型純電動(dòng)公交車(chē)使用以及與燃油公交車(chē)間替換率不同的混合車(chē)隊(duì)替換決策研究較少。因此，本文在分析多車(chē)型純電動(dòng)公交車(chē)輛使用對(duì)乘客車(chē)內(nèi)擁擠成本與企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理成本影響的基礎(chǔ)上，構(gòu)建乘客車(chē)內(nèi)擁擠成本與企業(yè)車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)管理成本函數(shù)式?；跇?gòu)建的函數(shù)，考慮公交電動(dòng)化率目標(biāo)和電動(dòng)-燃油車(chē)輛間替換率，建立多車(chē)型純電動(dòng)公交車(chē)使用下的混合車(chē)隊(duì)替換優(yōu)化決策模型，以確定何時(shí)以何種大小、數(shù)量的純電動(dòng)公交車(chē)、燃油車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)替換舊公交車(chē)。

1 混合車(chē)隊(duì)替換優(yōu)化模型構(gòu)建

1.1 問(wèn)題描述及基本假設(shè)

本文從車(chē)輛使用生命周期角度，研究多車(chē)型純電動(dòng)公交車(chē)、新燃油車(chē)、新混合動(dòng)力車(chē)替換舊燃油和混合動(dòng)力車(chē)的混合車(chē)隊(duì)替換決策問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)公交電動(dòng)化率目標(biāo)。車(chē)隊(duì)總運(yùn)營(yíng)管理成本除了考慮車(chē)輛生命周期成本(包括采購(gòu)成本、折舊成本(表示為負(fù)成本)、能耗成本以及運(yùn)營(yíng)與維護(hù)成本)，還包含滿足純電動(dòng)公交車(chē)運(yùn)營(yíng)的充電基礎(chǔ)設(shè)施安裝與維護(hù)成本、碳排放社會(huì)成本以及乘客車(chē)內(nèi)擁擠成本。

規(guī)劃期內(nèi)，模型假設(shè)如下：①客流需求、服務(wù)班次計(jì)劃和車(chē)隊(duì)年運(yùn)營(yíng)總里程不變，②充電樁安裝后可持續(xù)使用至規(guī)劃期結(jié)束，③車(chē)輛購(gòu)買(mǎi)價(jià)格及政府補(bǔ)貼值不變，④年度總預(yù)算不變。

1.2 符號(hào)定義

i——公交車(chē)車(chē)齡，i∈{ }0,1,2,…,I，I為公交車(chē)的最大車(chē)齡；

j——公交車(chē)類型，j∈{ }1,2,…,J，j=1 為燃油公交車(chē)，j=2 為混合動(dòng)力公交車(chē)，j≥3 為可供選擇的不同車(chē)型的純電動(dòng)公交車(chē)，J為可供選擇的公交車(chē)類型數(shù)量；

t——年份，t∈{ }0,1,2,…,T，T為分析期的最大年份；

B——每年的年度總預(yù)算；

Uj——購(gòu)買(mǎi)j型車(chē)的購(gòu)車(chē)成本；

fji——j型車(chē)在i車(chē)齡時(shí)的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)成本；

cj——j型車(chē)充電樁的年平均運(yùn)營(yíng)與維護(hù)成本，j≥3；

ej——新建服務(wù)于j型車(chē)的充電基礎(chǔ)設(shè)施成本，j≥3；

sj——j型車(chē)每公里的能耗成本；

zji——i車(chē)齡j型車(chē)的折舊成本；

Qji——i車(chē)齡j型車(chē)的CO2排放量；

β——每噸CO2排放量的社會(huì)成本；

mt——t年允許排放CO2的最大量；

l——車(chē)隊(duì)年運(yùn)行的總里程；

g——年度客流需求量；

qj——車(chē)內(nèi)不產(chǎn)生擁擠時(shí)j型車(chē)最大允許載客量；

dtj——t年時(shí)j型車(chē)年平均運(yùn)營(yíng)里程，為每輛燃油公交車(chē)的年平均運(yùn)營(yíng)里程與替換率的乘積；

hji——規(guī)劃期第0年i車(chē)齡j型車(chē)的數(shù)量，j≤2(初始條件)；

Oj——購(gòu)買(mǎi)j型車(chē)的政府補(bǔ)貼值；

Vt——t年時(shí)平均車(chē)內(nèi)乘客擁擠率；

ρ——每位乘客的車(chē)內(nèi)擁擠成本；

α——每輛燃油公交車(chē)的年平均運(yùn)營(yíng)次數(shù)；

ωj——每個(gè)充電樁服務(wù)j型車(chē)的數(shù)量，j≥3；

δ——貼現(xiàn)率，即未來(lái)付款的價(jià)值轉(zhuǎn)換為現(xiàn)值的利率；

λ——乘客可接受的最大車(chē)內(nèi)擁擠度；

μ——車(chē)輛運(yùn)營(yíng)的最小車(chē)齡；

η——車(chē)輛運(yùn)營(yíng)的最大車(chē)齡；

θ——公交車(chē)隊(duì)電動(dòng)化率，即規(guī)劃期結(jié)束時(shí)，純電動(dòng)公交車(chē)數(shù)量占車(chē)隊(duì)總車(chē)輛數(shù)的比例；

γtj——t年時(shí)柴油或混合動(dòng)力公交車(chē)與j型車(chē)的替換率；

φ——每輛燃油公交車(chē)的年平均運(yùn)營(yíng)里程；

Xtji——t年時(shí)運(yùn)營(yíng)i車(chē)齡j型車(chē)的數(shù)量；

Ytji——t年時(shí)退休i車(chē)齡j型車(chē)的數(shù)量；

Ptj——t年時(shí)購(gòu)買(mǎi)j型車(chē)的數(shù)量；

Atj——t年新建j型公交車(chē)的充電基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量，j≥3；

Rtj——t年運(yùn)營(yíng)j型公交車(chē)的充電基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量，j≥3。

1.3 目標(biāo)函數(shù)

以規(guī)劃期內(nèi)公交車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)管理總成本最小為目標(biāo)函數(shù)，包括購(gòu)車(chē)成本Z1、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)成本Z2、能耗成本Z3、車(chē)輛折舊成本Z4、乘客車(chē)內(nèi)擁擠成本Z5、充電基礎(chǔ)設(shè)施成本Z6、碳排放社會(huì)成本Z7，并對(duì)總成本進(jìn)行貼現(xiàn)。

(1)購(gòu)車(chē)成本

(2)運(yùn)營(yíng)與維護(hù)成本

(3)能耗成本

(4)車(chē)輛折舊成本

(5)乘客車(chē)內(nèi)擁擠成本

車(chē)內(nèi)擁擠降低乘客乘車(chē)體驗(yàn)感，進(jìn)而影響公交企業(yè)形象，以致部分乘客放棄乘坐公交。因此，在車(chē)隊(duì)管理中，需考慮乘客車(chē)內(nèi)擁擠影響。乘客車(chē)內(nèi)擁擠成本為每位乘客的擁擠成本與乘客車(chē)內(nèi)擁擠率及總乘客數(shù)量的乘積。

乘客車(chē)內(nèi)擁擠率是指當(dāng)乘客需求超過(guò)現(xiàn)有運(yùn)營(yíng)車(chē)隊(duì)供應(yīng)量時(shí)，引起的車(chē)內(nèi)擁擠狀態(tài)，計(jì)算公式為

(6)充電基礎(chǔ)設(shè)施成本

充電基礎(chǔ)設(shè)施成本包括充電樁的建設(shè)成本及運(yùn)營(yíng)與維護(hù)成本。

(7)碳排放社會(huì)成本

柴油公交車(chē)和混合動(dòng)力公交車(chē)排放的CO2對(duì)社會(huì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，其社會(huì)成本為

1.4 約束條件

式(10)確保在乘客可接受的最大車(chē)內(nèi)擁擠下，公交供應(yīng)大于或等于客流需求；式(11)確保年度支出不超過(guò)年度可用預(yù)算；式(12)表示車(chē)隊(duì)總行駛里程必須滿足每年所需運(yùn)營(yíng)的總里程；式(13)表示公交車(chē)輛至少運(yùn)行μ年才能退休；式(14)更新每年年底剩余每種類型車(chē)的數(shù)量。式(15)初始化新購(gòu)買(mǎi)公交車(chē)的車(chē)齡為0 歲；式(16)表示公交車(chē)運(yùn)營(yíng)年限達(dá)到最大壽命η時(shí)，必須強(qiáng)制退休；式(17)初始化現(xiàn)有車(chē)隊(duì)組合；式(18)確保充電基礎(chǔ)設(shè)施能夠滿足純電動(dòng)公交車(chē)的充電需求；式(19)表示充電基礎(chǔ)設(shè)施的初始條件，即第0年新建與運(yùn)營(yíng)的充電基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量相等且為0；式(20)表示充電基礎(chǔ)設(shè)施保持正常運(yùn)營(yíng)直到規(guī)劃期結(jié)束；式(21)確保車(chē)隊(duì)每年碳排放量必須少于允許的最大排放量；式(22)確保規(guī)劃期結(jié)束時(shí)，車(chē)隊(duì)規(guī)模中純電動(dòng)公交車(chē)所占比例達(dá)到θ；式(23)計(jì)算不同車(chē)型車(chē)輛的年平均運(yùn)營(yíng)里程；式(24)確保所有變量為非負(fù)正整數(shù)。

2 實(shí)例分析

以青島公交系統(tǒng)為例進(jìn)行數(shù)值分析，共有336條公交線路，總長(zhǎng)1631 km。使用數(shù)據(jù)來(lái)源于青島公交集團(tuán)網(wǎng)(http://www.qdbus.com.cn/web/index.aspx)和《青島市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》(http://qdtj.qingdao.gov.cn/n28356045/index.html)。表1給出2019年青島市某公交公司運(yùn)營(yíng)的車(chē)隊(duì)基本信息，包括柴油和混合動(dòng)力公交車(chē)的車(chē)齡和數(shù)量(車(chē)隊(duì)初始值)。此外，每輛燃油公交車(chē)的年平均運(yùn)營(yíng)里程為38400 km，單條線路平均長(zhǎng)度為26.2 km，則每輛燃油公交車(chē)年平均運(yùn)營(yíng)次數(shù)為1466次。所有公交車(chē)的退休車(chē)齡至少為10年且不超過(guò)13年。根據(jù)可購(gòu)買(mǎi)的公交車(chē)類型和青島公交系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)需求，可選擇購(gòu)買(mǎi)以下5種類型的公交車(chē)輛：額定載客量為88 人的黃海DD6109S32 型柴油公交車(chē)(車(chē)型1)，額定載客量為81 人的黃海DD6129CHEV2型混合動(dòng)力公交車(chē)(車(chē)型2)，額定載客量為44人的海格KLQ6650G型純電動(dòng)公交車(chē)(車(chē)型3)，額定載客量為73 人的恒通CKZ6127 型純電動(dòng)公交車(chē)(車(chē)型4)和額定載客量為76 人的比亞迪K9型純電動(dòng)公交車(chē)(車(chē)型5)。

表1 初始公交車(chē)隊(duì)的車(chē)齡和數(shù)量Table 1 Ages and number of initial transit buses

表2為5 種類型車(chē)輛的其他相關(guān)數(shù)據(jù)，如購(gòu)車(chē)成本、政府補(bǔ)貼、每公里能耗成本等。其中，政府補(bǔ)貼包括購(gòu)車(chē)補(bǔ)貼(數(shù)值來(lái)自于《新能源汽車(chē)推廣補(bǔ)貼方案及產(chǎn)品技術(shù)要求》2018年)及車(chē)輛運(yùn)營(yíng)成本補(bǔ)貼(取值為60000元·輛-1[10])。每公里能耗成本等于車(chē)輛每公里能耗量與單位能耗量成本的乘積。年度總預(yù)算為160000 萬(wàn)元，當(dāng)前的柴油價(jià)格為5.5元·L-1，青島市工業(yè)用電成本白天為0.9元·kWh-1，夜間為0.4元·kWh-1。規(guī)劃期設(shè)為10年，初始時(shí)無(wú)可用充電基礎(chǔ)設(shè)施。規(guī)劃期第1年時(shí)，車(chē)型1、車(chē)型2可實(shí)現(xiàn)與原有燃油或混合動(dòng)力車(chē)的1∶1替換，即替換率為1，車(chē)型3、車(chē)型4 和車(chē)型5 的純電動(dòng)公交車(chē)與原有燃油公交車(chē)或者混合動(dòng)力公交車(chē)的替換率分別為0.769、0.833和0.909[11]。隨著電池技術(shù)的改進(jìn)，純電動(dòng)公交車(chē)輛續(xù)駛里程將增加，則可能實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)公交車(chē)輛與燃油公交車(chē)或者混合動(dòng)力公交車(chē)之間的1∶1 替換。因此，本文假設(shè)車(chē)型5 在規(guī)劃期第4年實(shí)現(xiàn)1∶1替換，即替換率為1，車(chē)型3和4在第6年時(shí)替換率為1。此外，碳排放社會(huì)成本為36 元·t-1，目前CO2排放量為62.5 萬(wàn)t·年-1，最大允許CO2排放量從第1年開(kāi)始較現(xiàn)有排放量水平逐年減少10%，直至減少到第7年，為現(xiàn)有排放量的30%后保持不變。乘客可接受的最大車(chē)內(nèi)擁擠度為1.5，貼現(xiàn)率為3%，折舊成本為-7000 元/輛，每位乘客的車(chē)內(nèi)擁擠成本為0.69 元·人-1。預(yù)計(jì)規(guī)劃期結(jié)束時(shí)，公交車(chē)隊(duì)電動(dòng)化率到達(dá)90%。

表2 與車(chē)輛相關(guān)的其他參數(shù)Table 2 Other data associated with various buses

2.1 結(jié)果分析

通過(guò)求解構(gòu)建的混合車(chē)隊(duì)替換優(yōu)化模型，獲得車(chē)隊(duì)最優(yōu)替換計(jì)劃，如表3所示。在車(chē)輛車(chē)型大小購(gòu)買(mǎi)的決策中，前5年將優(yōu)先選擇大型公交車(chē)(車(chē)型1和車(chē)型5)，后期選擇小型公交車(chē)(車(chē)型3)，這與車(chē)輛購(gòu)買(mǎi)成本和乘客車(chē)內(nèi)擁擠度成本對(duì)總成本的影響有關(guān)。如圖1所示，購(gòu)車(chē)成本與乘客車(chē)內(nèi)擁擠成本在總成本中占比較高。購(gòu)車(chē)成本只影響購(gòu)買(mǎi)年成本，而乘客車(chē)內(nèi)擁擠成本則從購(gòu)買(mǎi)年開(kāi)始對(duì)總成本產(chǎn)生連續(xù)影響，直到車(chē)輛退休為止。因此，前5年優(yōu)先購(gòu)買(mǎi)較大型車(chē)，以降低乘客車(chē)內(nèi)擁擠度成本。在規(guī)劃后期，擁擠成本影響降低，而購(gòu)車(chē)成本影響變大，則選擇購(gòu)買(mǎi)價(jià)格較低的小型車(chē)，以降低總規(guī)劃成本。其中，在大型車(chē)購(gòu)買(mǎi)中，車(chē)型1(燃油)的購(gòu)買(mǎi)成本明顯低于車(chē)型5(電動(dòng))，故在滿足電動(dòng)化率目標(biāo)下選擇購(gòu)買(mǎi)部分車(chē)型1。此外，在最優(yōu)車(chē)隊(duì)更換計(jì)劃中，車(chē)型2(混合動(dòng)力)沒(méi)有被選擇購(gòu)買(mǎi)，而是選擇購(gòu)買(mǎi)車(chē)型1(燃油)和車(chē)型3～5(電動(dòng))。這表明由燃油公交車(chē)和純電動(dòng)公交車(chē)組成的混合車(chē)隊(duì)，比由燃油和電能混合驅(qū)動(dòng)的公交車(chē)，在運(yùn)營(yíng)中更具經(jīng)濟(jì)性。

表3 2020-2029年車(chē)隊(duì)最優(yōu)替換計(jì)劃表Table 3 Optimal transit fleet replacement plan from 2020 to 2029

圖1 最優(yōu)車(chē)隊(duì)替換計(jì)劃的各項(xiàng)成本Fig.1 Various costs of optimal transit fleet replacement plan

圖2為不同純電動(dòng)公交車(chē)型使用對(duì)車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)總成本的影響。與單一電動(dòng)車(chē)型3 和電動(dòng)車(chē)型5比較，多車(chē)型純電動(dòng)公交車(chē)使用極大地節(jié)約了車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)管理成本，分別節(jié)約為178000 萬(wàn)元和125000 萬(wàn)元。

圖2 純電動(dòng)公交車(chē)型選擇對(duì)總成本的影響Fig.2 Effects of electric bus type on total costs

2.2 公交車(chē)隊(duì)電動(dòng)化率影響分析

購(gòu)買(mǎi)純電動(dòng)公交車(chē)的投資成本較大，公交企業(yè)會(huì)根據(jù)自身實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，制定相應(yīng)的公交車(chē)隊(duì)電動(dòng)化率發(fā)展目標(biāo)。圖3為公交車(chē)隊(duì)電動(dòng)化率對(duì)車(chē)輛購(gòu)買(mǎi)類型和數(shù)量的影響。由圖3可知，在任何電動(dòng)化率目標(biāo)下，小型純電動(dòng)公交車(chē)(車(chē)型3)購(gòu)買(mǎi)量明顯高于大型純電動(dòng)公交車(chē)(車(chē)型4、5)。這是由于購(gòu)車(chē)成本在總成本中占比較高(圖4)，小型電動(dòng)公交車(chē)(車(chē)型3)的購(gòu)買(mǎi)成本較低，為此在滿足相關(guān)約束的條件下，車(chē)型3 將被大量選擇，以盡可能降低總成本。當(dāng)電動(dòng)化率低于70%時(shí)，大型電動(dòng)公交車(chē)(車(chē)型4、5)的購(gòu)買(mǎi)數(shù)量為0。隨著電動(dòng)化率目標(biāo)不斷提高，大型純電動(dòng)公交車(chē)(車(chē)型4、5)的購(gòu)買(mǎi)數(shù)量不斷增加，車(chē)型1(燃油)和車(chē)型3(電動(dòng))的購(gòu)買(mǎi)數(shù)量則不斷減少，且車(chē)型2(混合動(dòng)力)始終不被選擇。

圖3 不同車(chē)隊(duì)電動(dòng)化率下的車(chē)輛購(gòu)買(mǎi)數(shù)量Fig.3 Number of vehicles purchased with different transit fleet electrification rates

圖4為公交車(chē)隊(duì)電動(dòng)化率對(duì)各項(xiàng)成本的影響。由圖4可知，隨著車(chē)隊(duì)電動(dòng)化率增加，碳排放社會(huì)成本和能耗成本降低，運(yùn)營(yíng)與維護(hù)成本小幅增加，而購(gòu)車(chē)成本及充電基礎(chǔ)設(shè)施成本則顯著增加，乘客車(chē)內(nèi)擁擠成本幾乎不變。這表明，增加純電動(dòng)公交車(chē)的使用數(shù)量能夠有效降低碳排放及能源消耗，但需要投入大量的購(gòu)買(mǎi)資本。

圖4 不同車(chē)隊(duì)電動(dòng)化率下的各項(xiàng)成本Fig.4 Costs of different transit fleet electrification rates

3 結(jié)論

為實(shí)現(xiàn)公共交通可持續(xù)化發(fā)展，各大城市制定了相應(yīng)的公交電動(dòng)化率發(fā)展目標(biāo)。本文研究多車(chē)型純電動(dòng)公交車(chē)輛可供購(gòu)買(mǎi)選擇下的混合車(chē)隊(duì)替換優(yōu)化決策問(wèn)題，以高效、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)城市公交電動(dòng)化率發(fā)展目標(biāo)。以青島市公交系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，與單一純電動(dòng)公交車(chē)型比較，多車(chē)型的使用能夠極大地降低車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)管理成本；在最優(yōu)車(chē)輛更換計(jì)劃中，規(guī)劃期前5年將優(yōu)先選擇大型公交車(chē)(燃油和電動(dòng))，后期選擇小型電動(dòng)公交車(chē)，而混合動(dòng)力公交車(chē)沒(méi)有被選擇購(gòu)買(mǎi)。這表明由燃油公交車(chē)和純電動(dòng)公交車(chē)組成的混合車(chē)隊(duì)，比由燃油和電能混合驅(qū)動(dòng)的公交車(chē)，在運(yùn)營(yíng)中更具經(jīng)濟(jì)性。在任何電動(dòng)化率目標(biāo)下，小型電動(dòng)公交車(chē)購(gòu)買(mǎi)量明顯高于大型電動(dòng)公交車(chē)，且混合動(dòng)力車(chē)仍始終不被選擇；當(dāng)電動(dòng)化率低于70%時(shí)，大型電動(dòng)公交車(chē)(車(chē)型4、5)的購(gòu)買(mǎi)數(shù)量為0。隨著電動(dòng)化率目標(biāo)不斷提高，大型電動(dòng)公交車(chē)(車(chē)型4、5)的購(gòu)買(mǎi)數(shù)量不斷增加，而車(chē)型1(燃油)和小車(chē)型3(電動(dòng))的購(gòu)買(mǎi)數(shù)量則不斷減少。這表明公交車(chē)隊(duì)電動(dòng)化率對(duì)車(chē)隊(duì)替換計(jì)劃影響較大。