[发明专利]基于可逆车道与交叉口冲突消除的公交疏散路径规划方法

说明书

本发明公开了一种基于可逆车道与交叉口冲突消除的公交疏散路径规划方法，具体包括获取疏散区域范围内的道路网信息，将道路划分为疏散干路和疏散支路，构建疏散区域的节点‑弧网络模型；基于可逆车道的设置方式，建立公共交通流在疏散干路上通行的约束条件；消除不同方向的公共交通流在道路交叉口处的交叉冲突点，建立公共交通流交叉口冲突消除约束条件；以所有疏散人群的总行驶距离最短为目标函数，建立基于可逆车道与交叉口冲突消除的公交疏散路径规划模型；选取遗传算法对模型进行求解，得到最优公交疏散路径规划方案。本发明的方法可以大幅度减少公交车辆在路段和交叉口处的延误，缩短公交车辆往返疏散的循环时间，提高公共交通的疏散效率。

技术领域

本发明属于城市路网优化领域，尤其涉及一种基于可逆车道与交叉口冲突消除的公交疏散路径规划方法。

背景技术

近年来，世界各地的突发灾害事件越来越多，各类天灾人祸严重威胁着城市居民的生命和财产安全，制约了社会经济的可持续发展。为应对各种灾害事件，保障城市居民的生命和财产安全，人们提出了应急疏散的概念。应急疏散的核心问题是如何在有限的道路网基础设施通行能力限制条件下，以及有限的安全时间范围内，以最快、最安全的方式，将受灾区域内人员转移到安全的地点。

我国自然灾害频发，且作为发展中国家，人均机动车保有量低于发达国家，城市居民居住密度大，一旦发生灾害事件，面临极大的疏散压力，而公交车辆具有运量大，驾驶员技术专业，易于调度管理等特点，只有大幅度利用公共交通系统，科学合理地规划公交车辆的疏散路径，才能高效有序地完成应急疏散任务。

在实际疏散情形中，由于数量限制，公交车辆需要往返于疏散起讫点之间来疏散人员，若是公交车辆在道路上与其他社会车辆混合行驶，则存在一定的行驶延误，若在交叉口处需要停车让行，则存在停车延误，这都会大大增加公交车辆的疏散往返时间，降低公交疏散效率，且存在一定的安全隐患。因此，如何在公交疏散路径规划中，考虑给予公交车辆独立路权，减少行驶延误，并消除其在交叉口处的交叉冲突，避免停车延误，从而提高公共交通的疏散效率，已成为亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于可逆车道与交叉口冲突消除的公交疏散路径规划方法，尽可能减少公交车辆在路段与交叉口处的延误，合理规划公交疏散路径，缩短公交车辆往返疏散的循环时间，提高公共交通的疏散效率。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于可逆车道与交叉口冲突消除的公交疏散路径规划方法，具体包括以下步骤：

(1)构建疏散区域的节点-弧网络模型；

(2)基于可逆车道的设置方式，建立公共交通流在疏散干路上通行的约束条件；

(3)建立公共交通流交叉口冲突消除的约束条件；

(4)以所有疏散人群的总行驶距离最短为目标函数，建立基于可逆车道与交叉口冲突消除的公交疏散路径规划模型；

(5)选取遗传算法对基于可逆车道与交叉口冲突消除的公交疏散路径规划模型进行求解，得到最优的公交疏散路径规划方案。

步骤(1)中具体包括：

步骤1.1：获取疏散区域范围内的道路网信息，包括道路长度、道路单向车道数N、公交疏散起点的待疏散人群数和公交疏散终点容量信息；

步骤1.2：将疏散区域内单向车道数N≥2的道路划分为疏散干路，将单向车道数N＜2的道路划分为疏散支路；

步骤1.3：构建疏散区域的节点-弧网络模型。

步骤(2)中具体包括：

步骤2.1：两端节点相同，但通行方向相反的两条疏散干路路段不可同时设置公交专用可逆车道，具体约束条件如下：