[发明专利]一种面向公交在途控制的决策映射方法、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种面向公交在途控制的决策映射方法、装置及存储介质，其中方法包括：获取公交系统的实时状态信息；基于实时状态信息进行特征提取，得到关键状态信息；将关键状态信息输入预先映射好的公交在途控制非线性决策规则，输出对应的控制信息；其中，所述公交在途控制非线性决策规则基于历史关键状态信息集与历史控制信息集进行离线映射得到。采用预先映射好的公交在途控制非线性决策规则替代公交在途控制优化模型，简化了输入结构，输入的关键状态信息在现实公交系统中更容易获取，从而保证求解速度更快，而且采用非线性决策规则固有的模型结构使其在面对大规模的公交系统时求解更稳定，具有很高的应用价值。

技术领域

本发明涉及公共交通和优化控制领域，尤其涉及一种面向公交在途控制的非线性决策映射方法、装置及存储介质。

背景技术

公交出行作为城市居民最重要的经济环保出行方式之一，维系着城市系统的快速运转，推动着社会环境的可持续发展。然而，由于城市交通系统复杂的各种不确定因素(如，交通拥堵情况、信号灯状态、乘客需求、乘客登车行为等)影响着公交的站间旅行时间和站内停留时间，公交往往无法按照原有的计划对乘客进行服务。在公交运营期间，如果其中一辆车发生了延迟，则下游将会累计更多的乘客，需要更多的停留时间，进而加深延迟。相反，如果公交行驶的比预期快，则它将促使行程进一步的加快。因此，同一线路的公交之间很容易发生相互追赶引发串车。这将导致公交系统极其不稳定，乘客的等待/旅行时间急剧增长。

公交在途控制作为调控公交系统运行状态的关键技术，可以根据公交车头时距、乘客需求、交通拥堵情况等实时信息动态调控公交的实时运行状态，有助于避免公交串车，实现公交在线路上的均匀分布，减少乘客等待/旅行时间，提高公交系统的服务水平。公交在途控制策略主要有，驻车、跳站、信号灯控制和速度控制。其中，驻车(在指定车站延长停靠时间)适用于延缓进度，跳站(跳过本该服务的车站)适用于追赶进度，而信号灯控制(通过调节相序和配时控制公交的通行)和速度控制(控制公交站间的巡航速度)适用于延缓进度和追赶进度。

公交在途控制可分为基于时刻表和基于车头时距的控制。以往的研究通常根据公交系统的实时状态，以最小化乘客平均等待/旅行时间、最小化时刻表/车头时距偏差等为目标，构建线性规划、非线性规划或整数规划等优化模型。随后，使用求解器或智能算法在短时间内求解出控制信息。然而，以上的模型存在一定的局限性，比如：需要输入的实时状态多且复杂，有些在现实公交运营中难以获得；求解器和智能算法在面对大规模模型求解时速度较慢，不符合在途控制实时的要求；基于时刻表和基于车头时距的约束过于严格，影响了公交系统的进程。基于此，本发明致力于开发一种输入简易、求解速度快且高效的公交在途控制方法。

发明内容

本发明提供了一种面向公交在途控制的决策映射方法、装置及存储介质，以解决现有技术中公交在途控制方法难以满足在途控制实时的要求。

第一方面，提供了一种面向公交在途控制的决策映射方法，包括：

获取公交系统的实时状态信息；

基于实时状态信息进行特征提取，得到关键状态信息；

将关键状态信息输入预先映射好的公交在途控制非线性决策规则，输出对应的控制信息；其中，所述公交在途控制非线性决策规则通过如下方法得到：

获取公交系统的历史状态信息集；

对历史状态信息集中的每个历史状态信息进行特征提取，得到历史关键状态信息集；

将历史状态信息集中的每个历史状态信息输入预先构建的公交在途控制优化模型中，得到历史控制信息集；

基于历史关键状态信息集与历史控制信息集进行离线映射，得到以关键状态信息为输入、以控制信息为输出的公交在途控制非线性决策规则。