[發明專利]一種面向單向公交線路的交通信號控制與公交調度協同控制方法

有效

• 申請號: 201910397320.8
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN110796877B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 沈文超;朱偉;陳龍
• 申請（專利權）人: 廣州學塾加軟件科技有限公司
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G08G1/123;G06F30/20
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 李曉陽

1.一種面向單向公交線路的交通信號控制與公交調度協同控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：確立協同基礎，明確了公交調度與交通信號控制相互制約、相互影響的因素，通過歸類描述和數學分析，確定了在車速穩定的情況下，公交行程時間取決于公交車輛通過交叉口的時間和站點停靠時間，公交車輛在站點間的行程時間不變時，公交車輛車頭時距等于發車間隔；其中，所述公交行程時間由公交的路段行駛時間組成，所述路段行駛時間包括：交叉口到交叉口的路段行駛時間、交叉口到站點的路段行駛時間、站點到站點的路段行駛時間、以及站點到交叉口的路段行駛時間；

S2：建立協同約束，依次建立發車間隔與協調周期的協同約束、站點停靠時間與協調周期的協同約束；其中，所述發車間隔與協調周期呈整數倍關系；

S3：建立發車間隔優化模型，以乘客平均等待時間最小為目標建立發車間隔優化模型，使發車間隔同時滿足公交車輛滿載率不小于最低值、公交車輛載客量大于所有站點的上車乘客總和，以及乘客平均等待時間最小；以乘客平均等待時間最小為目標的目標模型表示為：

式中，為乘客平均等待時間，包含乘客在公交站點的候車時間和車內乘客在站點停靠時的等待時間；則乘客平均等待時間為：

式中，z為公交線路沿途車站和站點總數，w_μ為乘客在公交站點μ的總候車時間，pd_τ為除首末站外的沿途各公交站點τ的車內乘客總等待時間，F為公交車發車間隔，p_μ為站點μ的乘客到達率；

建立發車間隔優化模型如下：

式中，ρ為公交線路滿載率，ρ_min為最低滿載率要求，p_max為線路公交車輛的限定乘載人數，TH_μ為站點μ的公交車車頭時距；

S4：建立公交綠波協調模型，以公交綠波帶寬比最大為目標建立公交綠波協調模型；

S5：構建協同控制模型，通過整合協同約束、發車間隔優化模型以及公交綠波協調模型建立交通信號控制與公交調度協同控制模型；

S6：求解協同控制模型，使用Lingo軟件進行分層求解。

2.根據權利要求1所述的一種面向單向公交線路的交通信號控制與公交調度協同控制方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述路段行駛時間由下式表示為：

式中：T_類型1表示交叉口到交叉口的路段行駛時間，T_類型2表示交叉口到站點的路段行駛時間，T_類型3表示站點到站點的路段行駛時間，T_類型4表示站點到交叉口的路段行駛時間；s為行駛區間間距；v_φ為公交車輛行駛速度；a_as，a_ds分別為公交車輛在加速行駛和減速過程中的加速度；δ_i∈{0,1}，δ_i＝0表示公交車輛綠燈通過第i個交叉口，δ_i＝1表示公交車輛在第i個交叉口遇到紅燈停車等待；

交叉口延誤時間由下式表示：

式中，C_i為交叉口的周期；r_i為公交車輛通行相位的紅燈時長；t_i為公交車輛到達時刻；

公交車輛在站點μ的站點停靠時間d_μ由公交車頭時距決定，由下式表示為：

式中：p_μ為站點μ的乘客到達率；TH_μ為站點μ的公交車車頭時距；為平均乘客上車時間；

公交站點行程時間由下式表示：

式中：為第φ輛公交車輛在站點間μ到μ+1的行程時間；S_μ→μ+1為公交站點μ與μ+1的間距；n為站點間交叉口數量；為第φ輛公交車輛在第i個交叉口的交叉口延誤時間；

公交路段行程時間由下式表示：

式中：為第φ輛公交車輛由交叉口i到i+1的行程時間；z為交叉口間公交站的數量(不包括終點站)；S_i→i+1為交叉口i到i+1的間距；d_φ,μ為第φ輛在第個μ站點的停靠時間。