[发明专利]一种基于协同决策的公交串车优化控制方法

说明书

本发明提供一种基于协同决策的公交串车优化控制方法。该方法根据公交车辆到达的时序关系，分析公交串车的状态可能会呈现由单车到多车、由单线路到多线路的时序变化，通过不同线路公交串车防治方案间的协同，考虑公交串车状态变化造成的串车防治方案的衔接协同，从方案间的速度影响和信号调整影响构建了干扰度分析指数，并以最低干扰度为目标构建公交串车防治协同控制模型。本发明针对多个公交线路不同的串车防治需求，给出了优化控制策略，减少了不同公交线路间的防治方案的调整需求冲突，进而提高公交串车防治的效果，增强道路通行效率。

技术领域

本发明涉及一种基于协同决策的公交串车优化控制方法，主要用于解决公交专用道公交车辆的串车防治及运行恢复控制。

背景技术

公交在实际运行过程中会因随机波动性影响产生一定的车头时距偏移，该偏移量的累计会造成公交串车现象的发生，公交串车会破坏公交运营计划，极易造成站点拥堵、公交运营效率降低、乘客满意度下降等一系列问题，因此公交串车的防治也逐渐成为国内外学者的研究热点之一。现有公交串车优化研究大多采用了公交滞站控制来调整公交车头时距，但是这种方式极易造成公交线路准点性差、乘客需求响应度低的问题，因此单一的公交滞站手段难以改善公交服务水准下降的局面；再者通过发车时间间隔调整、临时增加备用班次、串车车辆超车等手段并不能很好持续改善公交串车现象，反而进一步造成了乘客需求响应度低、公交运营公司管控成本增加等一系列问题。因此有必要针对公交串车的防治需求，利用主动控制手段来改善公交串车情况。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明具体采用如下技术方案：

一种基于协同决策的公交串车优化控制方法，该方法包括如下步骤：

(1)构建方案干扰度指标

定义前车在站间路段i的期望控制方案为后车在站间路段i的期望控制方案为对车辆追及过程进行分析

其中，分别为前车和后车的站间车头时距偏移量,分别为前车和后车在路段i的实时车速，为前车和后车的在路段i的交叉口信号调整量，t_i为后车追上前车的时刻；分别为前车和后车驶离公交站点i的时刻，

若则在站间距离内后车追上前车，此时后车的实际运行速度需满足后车在站间距离内追不上前车，此时后车的站间实际运行速度为定义速度干扰度为：

其中Δv_i为实际速度同期望速度的差值，为速度影响持续时间；

当前车处于第j-1个周期的绿灯结束时刻和第j个周期的绿灯开始时刻之间、后车处于第j个周期的绿灯开始时刻和结束时刻之间时，此时前车绿灯延长后车红灯早断后车的实际信号调整量存在以下四种情形：

①若且其中，分别表示第j个周期的绿灯开始时刻和结束时刻，k为第k个执行周期，

此时前后车均执行期望信号调整；

②若且则信号调整量超过交叉口最大绿灯约束要求，此时后车的实际信号调整量为

③若且则信号调整量不满足交叉口最小绿约束要求，此时后车的实际信号调整量为

④若且则信号调整量不满足交叉口最大绿和最小绿约束，此时后车的实际信号调整量为

当后车处于第j-1个周期的绿灯结束时刻和第j个周期的绿灯开始时刻之间、前车处于第j个周期的绿灯开始时刻和结束时刻之间时，此时前车红灯早断后车绿灯延长后车的实际信号调整量存在以下四种情形：

①若且则两种方案的信号调整满足交叉口最大绿灯约束和最小绿灯约束要求，此时前后车均执行期望信号调整；

②若且则两种方案的信号调整量超过交叉口最大绿灯约束要求，此时后车的实际信号调整量为