[發明專利]一種城市軌道交通車站客流量的混合觸發控制方法

在審

• 申請號: 202110639272.6
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113378376A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 張素煥;張俊鋒;余善恩;李真
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/30
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

本發明公開了一種城市軌道交通車站客流量的混合觸發控制方法。本發明包括如下步驟：步驟1、采集車站客流量數據，建立城市軌道交通車站的客流量區間不確定狀態空間模型；步驟2、設計城市軌道交通系統安全運行的客流量變化的混合觸發飽和控制器；步驟3、構造城市軌道交通系統正常運行的混和觸發條件；步驟4、基于所建立的城市軌道交通車站客流量模型，設計系統的正性條件并驗證；步驟5、基于所建立的系統正性條件，進一步分析系統穩定運行的條件，在系統穩定運行的情況下，節省了一定的系統資源。

技術領域

本發明屬于城市軌道交通技術領域，涉及一種城市軌道交通車站客流量的混合觸發控制方法。

背景技術

隨著城市經濟發展水平的不斷提升，城市車流量、人流量也在不斷增加，這給城市交通系統的正常運行造成了很大的壓力，且易導致車輛擁堵進而影響人們的正常出行。城市軌道交通作為一種經濟且高效的交通工具，是保障和推動城市發展的重要因素。隨著城市軌道交通系統的不斷擴增與日益完善，客流量也逐年升高，即使是在新冠肺炎疫情的大環境下，春節、五一等節假日這樣的時候車站大客流依舊是常態，而車站的大客流量現象不可避免地就會導致交通擁堵問題。因此，從控制理論的角度，通過分析各個車站之間的復雜關系，建立車站客流量控制的數學模型，研究城市軌道交通車站客流量控制策略就顯得尤為重要。

在實際的城市軌道交通車站的客流量會受到各種復雜因素的影響，如果不采取正確的控制策略，就會導致城市軌道交通系統不能得到及時的調控和解決進而導致擁堵等一系列問題，甚至導致交通系統不能正常運行或癱瘓。針對車站客流量的特點進行分析，提出最優的控制策略，當客流量較小時可以提出基于時間觸發序列的客流量控制策略，而當客流量較大時，就需要進行分析，是否還能能夠繼續流入，面對諸如此類的限制，自然地可引入基于事件觸發的客流量控制策略。那么綜合起來分析，最終可生成基于混合觸發的客流量控制策略。另外，車站的客流承載域是有限度的，在大客流的情況下也會達到飽和狀態而不能再融入更多的客人，針對這種問題，在采取控制策略的時候就可以考慮飽和現象。

發明內容

本發明針對城市軌道交通車站客流量的復雜環境，建立了可提高魯棒性的區間不確定系統模型，并提出了一種城市軌道交通車站客流量的混合觸發控制方法。

本發明方法的具體步驟包括如下：

步驟1、采集城市軌道交通車站客流量數據，建立城市軌道交通系統的狀態空間模型，形式如下：

其中，x(k)＝(x₁(k) x₂(k) … x_i(k) … x_n(k))^T由k時刻城市軌道交通系統的n個車站點的客流量組成；u(k)表示k時刻車站流入的客流數量；y(k)表示k時刻從車站離開的客流量；sat(·)表示為客流承載區客流輸入飽和函數；系統矩陣及滿足B_r(k)≥0，和C_r(k)≥0；r(k)為滿足馬爾科夫過程的跳變信號，滿足其轉移率為Pr(g_k+1＝j|g_k＝i)＝π_ij，0≤π_ij≤1，和根據城市軌道交通系統特性，有限集合是一個正整數集合，滿足S＝{1,2,3,...,N}，N∈N⁺。

步驟2、針對城市軌道交通車站客流量承載域的承受能力，考慮飽和問題并設計飽和控制器具體如下：

其中，0≤η_is≤1，α_i(k)是一個伯努利隨機變量，α_i(k)∈[0,1]，并且滿足且它表示從一個觸發方案到另一個觸發方案的切換規律，當α_i(k)＝1時，激活時間觸發方案；當α_i(k)＝0時，選擇事件觸發方案。

步驟3、所述的設計混合觸發條件具體內容如下：