[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

本發明公開了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，包括以下步驟S1：確立協同基礎；S2：建立協同約束；S3：建立發車間隔優化模型；S4：建立公交綠波協調模型；S5：構建協同控制模型；S6：求解協同控制模型。本發明通過構建單向公交線路協同控制模型來求解公交發車間隔、發車時刻、線路途經交叉口的周期、相位差等控制參數，實現在設計時段間公交線路的所有公交車輛均一路綠燈通過線路途經的所有交叉口。

技術領域

本發明涉及公共交通技術領域，尤其涉及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。

背景技術

為提升公交車輛的通行效率，不少學者提出公交信號協調控制模型以在干道中向公交車輛提供通行綠波，但是這些模型并未考慮公交線路的發車間隔、發車時刻等控制參數的影響，使得公交綠波帶未能適應不同的公交調度要求；在公交發車頻率的過往研究中，眾多控制模型假設或隱含假設了在控制時段間公交車輛在各公交站的車頭時距不隨時間變化且等于發車間隔，未考慮交通信號控制對公交車輛站間行程時間的影響。

為進一步分析交通信號控制與公交調度兩者之間的參數關系，本文分析和建立了車頭時距與發車間隔、停站時間和信號周期的關系，并提出了單向公交線路的公交優先協同控制方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出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。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

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，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；

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；

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。

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；

優選地，所述步驟S1中，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。

優選地，所述步驟S2中，當公交線路的發車間隔與協調周期呈整數倍關系，且研究時段內公交線路各站點的乘客到達率符合均勻分布時，車輛站點停靠時間受到協調周期的約束，在確定合適的協調周期后，可通過調整發車時間或基準交叉口相位差實現公交線路的公交車輛均不停車經過途經交叉口。

優選地，所述步驟S3中，所述步驟S3中，綜合考慮乘客等待時間以及公交企業的運營成本，以保證最低運營成本和乘客不需要二次等待的基礎上最小化乘客等待時間為目標，建立了發車間隔優化模型，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以及乘客等待時間最小。

優選地，所述步驟S4中，綜合考慮公交車輛的行駛時間、交叉口信號周期以及交叉口相位差的關系，以公交綠波帶寬比最大為目標，建立了公交綠波協調模型，為公交車輛提供了一條綠波帶寬比最大的綠波帶。

優選地，所述步驟S5中，根據發車間隔優化模型的模型目標以及公交綠波協調模型的模型目標，建立了目標模型，根據協同約束、協同控制模型的模型約束以及公交綠波協調模型的模型約束，建立了約束模型，從而形成面向單向公交線路的交通信號控制與公交調度協同控制模型。