[發明專利]一種面向公交在途控制的決策映射方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 202110312743.2
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113077641B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 鄭亮;劉鵬杰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08;G08G1/01;G08G1/087;G06K9/62;G06N3/08;G06N20/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 胡喜舟

本發明公開了一種面向公交在途控制的決策映射方法、裝置及存儲介質，其中方法包括：獲取公交系統的實時狀態信息；基于實時狀態信息進行特征提取，得到關鍵狀態信息；將關鍵狀態信息輸入預先映射好的公交在途控制非線性決策規則，輸出對應的控制信息；其中，所述公交在途控制非線性決策規則基于歷史關鍵狀態信息集與歷史控制信息集進行離線映射得到。采用預先映射好的公交在途控制非線性決策規則替代公交在途控制優化模型，簡化了輸入結構，輸入的關鍵狀態信息在現實公交系統中更容易獲取，從而保證求解速度更快，而且采用非線性決策規則固有的模型結構使其在面對大規模的公交系統時求解更穩定，具有很高的應用價值。

技術領域

本發明涉及公共交通和優化控制領域，尤其涉及一種面向公交在途控制的非線性決策映射方法、裝置及存儲介質。

背景技術

公交出行作為城市居民最重要的經濟環保出行方式之一，維系著城市系統的快速運轉，推動著社會環境的可持續發展。然而，由于城市交通系統復雜的各種不確定因素(如，交通擁堵情況、信號燈狀態、乘客需求、乘客登車行為等)影響著公交的站間旅行時間和站內停留時間，公交往往無法按照原有的計劃對乘客進行服務。在公交運營期間，如果其中一輛車發生了延遲，則下游將會累計更多的乘客，需要更多的停留時間，進而加深延遲。相反，如果公交行駛的比預期快，則它將促使行程進一步的加快。因此，同一線路的公交之間很容易發生相互追趕引發串車。這將導致公交系統極其不穩定，乘客的等待/旅行時間急劇增長。

公交在途控制作為調控公交系統運行狀態的關鍵技術，可以根據公交車頭時距、乘客需求、交通擁堵情況等實時信息動態調控公交的實時運行狀態，有助于避免公交串車，實現公交在線路上的均勻分布，減少乘客等待/旅行時間，提高公交系統的服務水平。公交在途控制策略主要有，駐車、跳站、信號燈控制和速度控制。其中，駐車(在指定車站延長?？繒r間)適用于延緩進度，跳站(跳過本該服務的車站)適用于追趕進度，而信號燈控制(通過調節相序和配時控制公交的通行)和速度控制(控制公交站間的巡航速度)適用于延緩進度和追趕進度。

公交在途控制可分為基于時刻表和基于車頭時距的控制。以往的研究通常根據公交系統的實時狀態，以最小化乘客平均等待/旅行時間、最小化時刻表/車頭時距偏差等為目標，構建線性規劃、非線性規劃或整數規劃等優化模型。隨后，使用求解器或智能算法在短時間內求解出控制信息。然而，以上的模型存在一定的局限性，比如：需要輸入的實時狀態多且復雜，有些在現實公交運營中難以獲得；求解器和智能算法在面對大規模模型求解時速度較慢，不符合在途控制實時的要求；基于時刻表和基于車頭時距的約束過于嚴格，影響了公交系統的進程?；诖耍景l明致力于開發一種輸入簡易、求解速度快且高效的公交在途控制方法。

發明內容

本發明提供了一種面向公交在途控制的決策映射方法、裝置及存儲介質，以解決現有技術中公交在途控制方法難以滿足在途控制實時的要求。

第一方面，提供了一種面向公交在途控制的決策映射方法，包括：

獲取公交系統的實時狀態信息；

基于實時狀態信息進行特征提取，得到關鍵狀態信息；

將關鍵狀態信息輸入預先映射好的公交在途控制非線性決策規則，輸出對應的控制信息；其中，所述公交在途控制非線性決策規則通過如下方法得到：

獲取公交系統的歷史狀態信息集；

對歷史狀態信息集中的每個歷史狀態信息進行特征提取，得到歷史關鍵狀態信息集；

將歷史狀態信息集中的每個歷史狀態信息輸入預先構建的公交在途控制優化模型中，得到歷史控制信息集；

基于歷史關鍵狀態信息集與歷史控制信息集進行離線映射，得到以關鍵狀態信息為輸入、以控制信息為輸出的公交在途控制非線性決策規則。