[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于雙層規(guī)劃的公交實(shí)時(shí)調(diào)度與信號(hào)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110279330.9
• 申請(qǐng)日: 2021-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112669643B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳偉;郭詩(shī)雅;龍科軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G08G1/123
• 分類(lèi)號(hào): G08G1/123;G06Q10/06;G06Q50/30
• 代理公司: 長(zhǎng)沙中海宏圖專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 43224
• 代理人: 羅霞

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于雙層規(guī)劃的公交實(shí)時(shí)調(diào)度與信號(hào)控制方法，首先采集研究路段上公交車(chē)輛之間、公交車(chē)與交叉口之間的距離，各交叉口的公交請(qǐng)求相位的信號(hào)配時(shí)方案，其次計(jì)算公交車(chē)輛在交叉口的現(xiàn)狀信號(hào)延誤以及初始車(chē)頭時(shí)距，最后建立面向車(chē)頭時(shí)距均衡的上層模型，建立面向交叉口公交延誤最小的下層模型，計(jì)算獲得信號(hào)配時(shí)方案和公交調(diào)度方案。本發(fā)明方法能用于均衡公交車(chē)頭時(shí)距，緩解公交串車(chē)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于交通運(yùn)輸和交通信息工程及控制領(lǐng)域，涉及實(shí)時(shí)公交調(diào)度和交叉口信號(hào)控制領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種基于雙層規(guī)劃的公交實(shí)時(shí)調(diào)度與信號(hào)控制方法。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)保有量增加，道路設(shè)施供不應(yīng)求，公共汽車(chē)作為一種重要的道路公共交通方式，由于其大容量的屬性，有著較小的人均道路占用率，優(yōu)先發(fā)展公交是當(dāng)前交通行業(yè)的共識(shí)。

目前大多數(shù)關(guān)于公交優(yōu)先的研究是通過(guò)給予公交車(chē)在交叉口的優(yōu)先通行權(quán)來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間優(yōu)先，在此基礎(chǔ)上，公交優(yōu)先信號(hào)對(duì)個(gè)別公交車(chē)的優(yōu)先導(dǎo)致公交車(chē)車(chē)頭時(shí)距不均衡的問(wèn)題加劇體現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)而造成公交車(chē)輛聚束到達(dá)的問(wèn)題。

公交車(chē)頭時(shí)距可靠性作為評(píng)價(jià)公交服務(wù)水平的重要指標(biāo)，一定程度上體現(xiàn)了乘客的候車(chē)時(shí)間，影響了乘客對(duì)公交服務(wù)水平的感知。因此，本發(fā)明提出一種基于雙層規(guī)劃的公交實(shí)時(shí)調(diào)度與信號(hào)控制方法，首先從整條線路的角度，分析在當(dāng)前公交運(yùn)行實(shí)際情況下，如何提高公交車(chē)頭時(shí)距可靠性，而后從單個(gè)交叉口的角度，分析如何實(shí)施信號(hào)控制實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先，是本專(zhuān)利主要解決的問(wèn)題。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有公交實(shí)時(shí)調(diào)度與信號(hào)控制方法在均衡車(chē)頭時(shí)距的問(wèn)題上取得了較多的成果，但大部分交叉口信號(hào)控制只為滿足車(chē)頭時(shí)距的約束而忽略公交車(chē)在交叉口的延誤，或者提高公交暢達(dá)度而忽略了對(duì)車(chē)頭時(shí)距造成的影響，或者沒(méi)有兼顧信號(hào)配時(shí)方案、車(chē)速和駐站時(shí)間對(duì)車(chē)頭時(shí)距的影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有研究的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于雙層規(guī)劃的公交實(shí)時(shí)調(diào)度與信號(hào)控制方法，考慮車(chē)路協(xié)同環(huán)境下，建立雙層規(guī)劃模型，上層為公交車(chē)提供使所有車(chē)頭時(shí)距分布最均衡的目標(biāo)車(chē)頭時(shí)距，下層為交叉口提供滿足車(chē)頭時(shí)距更均衡后公交延誤最小的信號(hào)配時(shí)方案和車(chē)輛調(diào)度方案。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的公交實(shí)時(shí)調(diào)度與信號(hào)控制方法，包括如下步驟：

步驟1：以一條公交線路的上行方向或下行方向?yàn)檠芯繉?duì)象，采集正在運(yùn)行的公交車(chē)輛總數(shù)，記為N，并將公交車(chē)輛進(jìn)行編號(hào)，記為n，n∈{1，2…N}；第n輛公交車(chē)輛的期望行駛車(chē)速為v_n；采集該公交線路包含的公交站點(diǎn)總數(shù)，記為J，公交站點(diǎn)的編號(hào)用j表示，j∈{1，2，…，J}；公交車(chē)n在站臺(tái)j的期望駐站時(shí)間，記為收集公交車(chē)n與緊鄰前車(chē)(n-１)之間包含的公交站點(diǎn)，記為集合Z_n；采集線路包含的交叉口總數(shù)，記為I，并將所有交叉口進(jìn)行編號(hào)，記為i，i∈{1，2…I}；收集公交車(chē)n與緊鄰前車(chē)(n-1)之間包含的交叉口集合，記為Y_n；收集公交車(chē)n與交叉口i之間包含的公交站點(diǎn)的集合，記為公交車(chē)n與交叉口i之間包含的交叉口集合，記為i∈Y_n；交叉口的相位用m表示，m∈M，M表示相位集合，M＝{12…8}；交叉口i的當(dāng)前相位用c表示，c∈M，交叉口i的當(dāng)前信號(hào)相位c已經(jīng)運(yùn)行的綠燈時(shí)間，記為c∈M.公交請(qǐng)求相位用s表示；采集公交請(qǐng)求相位在當(dāng)前周期的綠燈開(kāi)始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻，分別記為科信號(hào)控制環(huán)的編號(hào)用q表示，q∈{1，2}；采集交叉口i公交請(qǐng)求相位所在環(huán)的周期長(zhǎng)度，記為Ci；采集公交車(chē)n與緊鄰前車(chē)(n-1)的距離，記為L(zhǎng)_n；采集公交車(chē)輛n與交叉口i之間距離，記為i∈Y_n；參數(shù)定義參見(jiàn)附圖2；

步驟2：計(jì)算公交車(chē)n在交叉口i的現(xiàn)狀信號(hào)延誤，i∈Y_n，計(jì)算公交車(chē)輛n與緊鄰前車(chē)(n-1)之間的初始車(chē)頭時(shí)距；

步驟3：以公交車(chē)n的車(chē)頭時(shí)距分布均衡為上層目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算各公交車(chē)的期望車(chē)頭時(shí)距；