[发明专利]一种基于路径控制的有轨电车转向控制方法与装置

权利要求书

1.一种基于路径控制的有轨电车转向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取具有有轨电车绿波设计需求的路段的几何参数、交通参数以及需进行优化的目标路径；

(2)构建并求解以最大化社会车辆绿波带宽的加权和为目标的优化模型，通过调整信号周期、相位顺序与相位差，为有轨电车和社会车辆分别形成独立的绿波带；所述优化模型的约束包含描述社会车辆与有轨电车在两个连续交叉口之间行驶的约束、各路径通过相位的约束、社会车辆与有轨电车的行驶时间约束以及分别用来确定有轨电车路径绿波带宽的下限，保证有轨电车各路径旅行时间相等以及信号周期的上下限的补充约束；

(3)根据模型优化结果，对实际路段的信号控制参数进行调整，根据优化后的旅行时间计算并公示为保持在绿波中行驶车辆应该维持的速度；

所述步骤(2)中优化模型的目标表示为：

其中，b_i和分别为路径i和路径j的绿波带宽度；和分别为路径i和路径j的权重系数，根据路径流量大小设置，正比于路径流量；Car和分别为社会车辆上行和下行路径的集合；

所述步骤(2)中描述社会车辆与有轨电车在两个连续交叉口之间行驶的约束表示为：

其中，k表示交叉口k；K_i为路径i经过的交叉口k的集合；θ_k为交叉口k的初始相位差；r_i,k为路径i在交叉口k处的绿灯部分左边的总红灯长度；为路径i在交叉口k处的绿灯部分右边的总红灯长度；w_i,k和分别为交叉口k处上行和下行路径i位于绿波前部的绿灯部分；t_i,k为路径i从交叉口k行驶至交叉口k+1的时间；n_i,k和分别为上行和下行路径i在交叉口k处的代表信号周期数的整数变量；τ_i,k和分别为上行和下行路径i在交叉口k处的初始排队清空时间，I和分别为上行和下行路径的集合；

所述步骤(2)中的优化模型中用0-1变量描述交叉口信号相序以及各路径在交叉口处通过特定相位，表示为：

所述步骤(2)中各路径通过相位的约束表示为：

其中，φ_l,k为交叉口k处相位l的长度，某一交叉口的所有相位组成一个集合，相位l代指其中一个；t_c,i,k和分别为有轨电车上行和下行路径i在交叉口k处的清空时间；M为大于1的正数；Tram和分别为有轨电车上行和下行路径的集合；

所述步骤(2)中社会车辆与有轨电车的行驶时间约束表示为：

其中，Z＝1/C；C为公共周期长度，最大值为C_max，最小值为C_min；为下行路径i从交叉口k行驶至交叉口k+1的时间；L_k为交叉口k至交叉口k+1的距离；N_k和分别为交叉口k与交叉口k+1之间的上行和下行站点数量；v_i,k和分别为上行和下行路径i在交叉口k和k+1之间的平均旅行速度，其最大值分别为v_i,max和最小值分别为v_i，min和a_min与a_max分别为有轨电车减速时加速度的最大值与最小值，b_min与b_max分别为有轨电车加速时加速度的最大值；t_t,i,k,j和分别为有轨电车上行和下行路径i在交叉口k和k+1之间的站点j的停车时间。

2.根据权利要求1所述的一种基于路径控制的有轨电车转向控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中获取的路段几何参数包括交叉口间距、有轨电车轨道与车站设置位置，路段交通参数包括各交叉口的流量、车辆的旅行时间、有轨电车停站时间、有轨电车通过交叉口的平均速度，各交叉口的相位组成方案，以及各相位的时长，目标路径包括社会车辆路径和有轨电车路径。