[发明专利]一种车联网状态下公交准点到站的速度优先控制方法

说明书

本发明涉及一种车联网状态下公交准点到站的速度优先控制方法，该方法首先建立单点优先速度引导模型，构建场景引导速度矩阵，确定最佳车辆到达交叉口时刻优劣评价函数，优化求解车辆最佳引导速度，然后建立公交干线多要素均衡引导控制模型，构建干线引导速度集，确定准时到站引导速度约束，优化求解最佳干线引导速度。

技术领域

本发明主要面向专用道公交车联网状态下的公交驻站时间预测方法，主要涉及单交叉口速度优先引导模型和干线多要素均衡引导控制模型领域。

背景技术

随着城市公交专用道的大力建设及推广，专用道公交优先区域化控制需求逐渐增大，而车联网技术的兴起，公交优先的动态控制有了新的技术支撑。基于车联网技术对专用道公交车辆实行速度诱导，一来可以减少公交运行过程中的停车次数，二来可以提高专用道公交到站的准点率。因此结合路段信号控制属性和公交准时到站需求对车辆进行动态速度优先控制是提高公交准点率和信息服务水平的重要举措之一。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，该方法包括如下步骤：

步骤1：基于专用道公交车辆轨迹数据，将站间不停车运行的公交引导车速组成引导速度集V＝{v₁ v₂ … v_n}，其中n为速度集内元素数，判断速度集内元素是否满足车辆不停车通过交叉口

其中t_s为专用道公交驶离上游站台时刻，s₁为上游站台到交叉口停止线距离，t_gs为交叉口绿灯相位开始时刻，t_ge为交叉口绿灯相位结束时刻，t_ia为第i引导速度v_i状态下的公交车辆到达交叉口的时刻；

将满足上述条件的速度构成场景引导速度矩阵V_c＝(v_c1 v_c2 … v_cm)；

步骤2：确定最佳车辆到达交叉口时刻优劣评价函数

定义理想到达交叉口最佳时刻为确定评价函数为

H₁＝min(|t_gbest-t_ja|)

其中，t_ja为公交车辆到达交叉口时刻，v_cj为场景引导速度；

最佳车辆到达交叉口时刻优劣评价函数为

步骤3：确定准时到站引导速度约束

到站准时约束

步骤4：引导速度的优化求解采用拉格朗日乘子法，该问题优化成为不等式约束优化问题：

拉格朗日函数如下：

L(v,λ)＝f(v)+λ[g(v)-60+η²]

λ是拉格朗日乘子，η为松弛变量；

对L的三个变量依次求偏导可得

此时g(v)≥0,η≥0；

步骤5：设公交驻站时间预测所得的驻站预测时长为T_d＝(t_d1 t_d2 … t_dm)，m为公交站台数量，确定公交驶离车站时刻为：