[发明专利]一种轨道交通共线段常规公交调整方法

摘要

本发明涉及轨道交通共线段常规公交发车班次调整方法，利用公交车GPS数据确定高峰小时公交车流量，求解出轨道交通共线段公交专用道通行能力作为轨道交通共线段可通行常规公交车交通量的极限值，确定取消共线段的常规公交线路在高峰小时的车辆数；一种基于最大化最小高峰小时平均满载率的常规公交发车减班次建模方法，利用公交刷卡数据计算得到平均满载率，以最大化最小平均满载率为优化目标函数，以轨道交通共线段可通行常规公交车交通量的极限值、最大发车间隔、最大满载率作为约束条件，建立轨道交通共线段常规公交发车减班次最优化数学模型，并利用单步串行贪心算法对该模型进行求解。

主权项

1.一种计算公交专用道通行能力的方法，其特征在于：利用公交车GPS数据确定高峰小时公交车流量，利用经验公式确定公交专用道通行能力，并以公交专用道通行能力作为轨道交通共线段可通行常规公交交通量极限值，从而确定轨道交通共线段常规公交发车减班次数量，具体步骤如下：步骤101)确定共线段常规公交车流量；确定轨道交通共线段常规公交在高峰小时的交通量以公交车GPS数据为基础，一辆常规公交车GPS数据信息中包括GPS设备号、常规公交车的车牌号、GPS时间、是否进出站、站点编号、车次类型、经度、纬度和此时运行速度，以确定特定时间经过特定站点的常规公交的数量，并确定轨道交通共线段常规公交在高峰小时的交通量C_original；步骤102)计算公交专用道信号交叉口通行能力；以标准公共汽车为单位，一条公交专用道在信号交叉口的设计通行能力计算公式如下：t_损＝v_three/2a_three  (2)式中，C_x为一条公交专用道在信号交叉口的设计通行能力(pcu/h)；T_c为信号周期(s)；t′_绿为相位绿灯时间(s)；t_间为前后两车接连通过停车线的平均间隔时间；t_损为一个周期内的绿灯损失时间，只计加速时间损失；v_three为直行车辆通过交叉口的车速(m/s)；a_three为平均加速度；步骤103)计算公交站点通行能力；单停靠位公交站点的通行能力计算公式如下：t₂＝Ψkt₀/n_d  (5)式中，C_S1为单停靠位公交站点的通行能力(pcu/h)；T为1辆公交车占用站点的总时间(s)；t₁为车辆的进站时间(s)，l_one是驶入车站时，车辆之间的最小间隔，通常取车辆长度；b_three为进站时的制动减速度；t₂为乘客上下车占用的时间，Ψ为公共汽车的容量(人/辆)，k为上下车乘客占车容量的比例，t₀为每个乘客上车或下车所用时间，n_d为乘客上下车用的车门数；t₃为车辆开门和关门的时间；t₄为车辆启动和离开车站的时间，a_four为车辆离开车站时的加速度；多停靠位公交站点通行能力，由于公交站点按照几何形状可以分为直线式和港湾式，不同形状的公交站点的有效停靠效率是有差异的，因此多停靠位公交站点通行能力就是单停靠位的通行能力乘以相应几何形状的公交站点的有效停靠效率，即：C_s＝C_s1·N_eb  (7)式中，C_s为多停靠位公交站点通行能力(pcu/h)；C_s1为单停靠位公交站点的通行能力(pcu/h)；N_eb为公交站点的有效停靠效率；步骤104)计算公交专用道基本路段的通行能力，由可能通行能力和设计通行能力两步得到；一条公交专用道的可能通行能力为：式中，C₀为一条公交专用道的可能通行能力(pcu/h)；v_four为行驶速度(km/h)；L_three为连续车流的车头间距(m)；其中，U＝v_four·T  (10)式中，为停车时的车辆安全车间距；为车辆的本身长度；v_four为行驶车速(m/s)；I_two为与车重、路面阻力系数、粘着系数及坡度有关的系数；U为司机在反应时间内车辆行驶的距离(m)；计算交叉口影响下的公交专用道设计通行能力：交叉口影响修正系数，主要取决于交叉口的控制方式及交叉口间距；无信号控制的交叉口，影响修正系数为1，信号控制的交叉口按照下式计算得到影响修正系数：式中，s为交叉口间距；β₀为交叉口有效通行时间比，视路段起点交叉口控制方式而定，信号交叉口即为绿信比；如果计算的β大于1，则取β＝1；在交叉口影响下的公交专用道基本路段的设计通行能力为：C₁＝C₀·β·α  (12)式中，C₀为公交专用道的可能通行能力(pcu/h)；β为交叉口影响修正系数；α为道路分类系数；计算公交站点影响下的公交专用道设计通行能力：先判断公交专用道的设置形式与公交站点的关系，若公交站点与公交专用道之间有一条或多条车道相隔，则公交专用道基本路段的设计通行能力为C₁；若公交站点与公交专用道紧邻设置，则进一步考虑公交站点对基本路段设计通行能力的影响；公交车辆在公交站点停靠时，会阻碍其他公交车辆行驶，根据公交车进出站点的过程，公交影响时间主要由公交车加减速进出站的时间、乘客上下车的时间以及公交车开关门的时间构成；其中，港湾式公交站点公交车停靠包括有溢出和无溢出两种，港湾式停靠有溢出公交影响时间与直线式相同；因此，公交车进出公交站点的公交影响时间计算公式如下：式中，t_d为公交影响时间，(s)；λ为公交车在停靠站的到达率；t_c为公交车汇入车队的间隙时间，(s)；在港湾式公交站点处，公交车辆排队溢出的概率取决于公交站点的停靠泊位数和车辆到达率，可近似用M/M/S排队服务系统表示，因此，公交车辆排队溢出的概率为：ρ＝λ/μ＝λ·3600/t_d1  (15)式中，P为公交车辆排队溢出的概率；N_bus为公交站点的停靠泊位数；为系统内有i_bus辆公交车的概率；ρ为交通强度或利用系数；因此公交专用道上只有一个公交站点时的设计通行能力为：如果当一条公交专用道上有两个或多个公交站点时，此时基本路段上的设计通行能力需考虑多个站点的折减，即在前一个公交站点折减之后的通行能力基础上再做折减；步骤105)通过上述方法可计算出公交专用道在交叉口、站点和基本路段的通行能力，取其中的最小值作为公交专用道的通行能力，即：C′＝min(C_X，C_S，C_L)  (17)式中，C′为公交专用道的通行能力，(pcu/h)；C_X、C_S、C_L分别为公交专用道在信号交叉口、公交站点和基本路段的通行能力，(pcu/h)。