[發明專利]結合干線綠波協調和應急路徑決策的滾動雙層規劃方法

在審

• 申請號: 202310406557.4
• 申請日: 2023-04-17
• 公開（公告）號: CN116524715A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 王晨;謝昕博;徐嗣軒;趙雷
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 陳月菊

1.一種結合干線綠波協調和應急路徑決策的滾動雙層規劃方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.輸入應急救援車輛的出發地位置P₀、應急救援目的地位置P_n；

S2.確定當前應急救車輛所屬交叉口P_k，假設車輛初始位置所屬交叉口k＝0，獲取路網中各路段上的流量、密度、速度等交通狀態信息；

S3.更新當前應急救援車輛所屬交叉口P_k以及應急救援目的地位置P_n，轉入S4；

S4.將S2中獲取的交通狀態信息，代入動態路阻模型進行計算，從而求解出車輛在各個路段的行程時間；

S5.基于S2中的速度分布得到各路段的行程時間可靠性；

S6.基于S4和S5構應急救援路徑最短的目標函數，最小化應急救援車輛的行程時間，保障應急救援任務的時效性；

S7.結合下層返回的約束，分析補充上層約束條件；

S8.利用K-最短路求解前K條最短路作為下層輸入；

S9.將上層的路徑和獲取的飽和度等信息作為輸入，利用Webster配時法優化交叉口信號；

S10.將上層的路徑和獲取的排隊長度等信息作為輸入，對即將途徑的2個交叉口進行單向干線綠波配置；

S11.構造基于交通系統延誤最低的目標函數，最小化應急救援方案造成的社會延誤，降低應急救援任務導致的交通系統整體效益下降；

S12.分析補充下層約束條件；

S13.分別對上層輸入的前K條最短路進行S9-S10的信控優化，并利用交叉口延誤模型對評估個方案，選取延誤最小的方案作為上層輸入；

S14.將上下層循環迭代S4-S13，直至算法收斂，輸出最終方案結果，轉入S15；

S15.判斷車輛是否抵達，若未抵達循環S2-S14，否則，算法結束。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4的動態路阻函數計算過程具體包括以下步驟：

根據動態路阻模型，計算所有路段的初始路阻，以路段a為例：

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S5的行程時間可靠性計算過程具體包括以下步驟：

利用行程時間可靠性計算所有路段行程時間的懲罰項，以路段a為例：

其中，f_S(t)為速度分布函數，為速度低于速度閾值的概率，L_a為路段長度(km)，為低于時間閾值的平均速度(km/h)，行程可靠性R_a的公式為：

R_a＝P{v_a＞v₀}???(3)

式中，v₀為閾值車速(km/h)，R_a為路段a的行程時間可靠性，代表真實行程時間不超過以v₀計算的預期行程時間的概率。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S6所構建的上層模型的目標函數計算過程具體包括以下步驟：

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S9具體為：

首先利用Webster方程對應急救援路徑上最先經過的兩個交叉口的信號周期進行優化，同時將應急救援影響區域內飽和度高于0.95的交叉口集合S_no輸入上層模型，作為算法約束。利用Webster方程計算第i個交叉口延誤最小的信號周期：

式中，T_i為第i個交叉口的信號的總損失時間(s)，為第i個交叉口的最優信號周期(s)，Y_i為交叉口i所有相位關鍵車道組流率比的總和；以兩個中的最大值為干線綠波協調周期。