[发明专利]一种基于车路协同的公交实时调度与优先控制方法

说明书

本发明公开了一种基于车路协同的公交实时调度与优先控制方法，针对一条公交线路，上行方向或下行方向，首先基于车路协同环境，采集并输入研究路段内各交叉口、各站点、各公交车辆的位置信息，公交行驶车速，交叉口的信号配时方案；然后计算公交车辆在交叉口的信号延误，以及相邻公交车辆之间的车头时距，判别公交车辆“快慢车”属性；最后以整条公交线路，所有相邻公交车辆之间的车头时距与期望车头时距差值最小为目标函数，建立车头时距与公交车速、驻站时间、信号配时方案的函数关系，提出公交实时调度与优先控制模型与方法。本发明方法主要用于缓解同一线路公交车辆之间相互“集束”的问题，提高公交服务水平和可靠性。

技术领域

本发明属于交通运输和交通信息工程及控制领域，涉及公共交通调度以及公交优先领域，更具体地说，涉及一种基于车路协同的公交实时调度与优先控制方法。

背景技术

大力发展公共交通已经成为我国城市交通发展的基本政策，在公交优先战略的推动下，城市公共汽车交通(简称“公交”)系统正逐渐成为城市通勤交通方式的重要选择。然而诸多的不确定性，例如交叉口的红灯信号导致公交延误和行程时间波动性的增加，进而引发整条线路乃至整个公交走廊系统运行的低速度和不可靠，对公交系统的服务水平和吸引力造成了很大的负面影响。候车时间长、车内拥挤是乘坐公交时的两大普遍现象，而造成此现象的重要原因是因为前后两辆甚至多辆公交“串车”，形成同一线路公交车辆之间相互“集束”。

交通流的随机特性、公交站点乘客需求的随机性、交叉口处的信号控制延误是造成公交“集束”的主要原因，因此，无法在规划和设计阶段消除公交可靠性低的问题。较好的做法是通过实时调度和信号优先的方法，对公交运行状态进行实时调整，进而提高公交可靠性。近年来，车路协同技术的产生和发展对解决公交实时调度和优先问题提供了良好的契机。基于车路协同技术，能实现公交车辆与交叉口信号控制系统的双向通信，公交车辆能将实时位置、速度等信息发送至信号控制系统，以供优化信号配时，也能接收实时调度如速度调整、驻站等信息。

经对现有技术的文献检索发现，现有公交调度与公交优先方法在对策公交集束、公交可靠性差的问题上取得了较多的成果，但仍存在以下不足：

①研究学者在进行在线公交调度的研究时，大多将公交站间的旅行时间作为固定值或服从某种数学分布，忽略信号灯对公交站间旅行时间造成的剧烈波动。在我国城市，上下游两个公交站之间通常存在一个或多个信号交叉口，信号周期较大，且由于公交到达交叉口时遇到红灯或绿灯的随机性，公交站间旅行时间的波动性很大。

②研究学者在进行在线公交优先方法研究时，大多仅从信号控制的角度出发，不考虑公交线路、公交车队的整体运行情况，即为所有到达交叉口的公交提供优先，而有效的做法应该是为晚点的公交车提供优先，而为早到的公交不提供绿灯优先，甚至主动切换为红灯。

可以看出，已有针对公交在线调度的研究，忽略或简化了信号灯和公交优先对公交调度的影响；针对公交优先的研究，缺少与公交线路整体运行状况以及在线调度的结合。发明内容

技术问题：针对现有研究单方面考虑公交在线调度或信号优先的不足，本发明的目的是提供一种公交实时调度与优先控制方法，基于车路协同环境，从整体层面建立公交实时调度与优先控制模型，使公交线路上的车头时距保持均衡，提高公交服务水平和可靠性。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的公交实时调度与优先控制方法，包括如下步骤：