[发明专利]一种快速公交多模态运行速度优化方法

权利要求书

1.一种快速公交多模态运行速度优化方法，本方法对快速公交从站点A到相邻站点B的运行进行速度优化，并且AB之间只有一个道路信号灯，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、建立速度优化模型C：

其中：J为快速公交排放模型，v和a分别代表时刻t时的速度和加速度；

若站点B接近道路信号灯且B与道路信号灯的距离不超过100米，则在时间内快速公交从A到B的运行依次连续经历加速、匀速、减速以及制动四个模态，这四个模态对应的速度和加速度分别为：

v＝v_hsin(ω₁t) a＝v_hω₁cos(ω₁t)

a＝0

v＝v_signal-v_signalsin(ω₃(t-t_signal)) a＝-v_signalω₃cos(ω₃(t-t_signal))

其中，快速公交从站点A启动加速前的时刻为0，经过道路信号灯前停车线时的时刻为t_signal，匀速运行起止时间分别为和到达站点B的时刻为ω₁,ω₂,ω₃均为三角函数参数，匀速运行速度为v_h，经过道路信号灯前停车线时的速度为v_signal；

并且，ω₁,ω₂,ω₃，v_h，v_signal和t_signal满足以下约束条件：

(v_h-v_signal)ω₂＝v_signalω₃

a_min≤v_hω₁≤a_max

a_min≤(v_h-v_signal)ω₂≤a_max

a_min≤v_signalω₃≤a_max

0≤v_h≤v_max

0≤v_signal≤v_lim

其中，a_min和a_max表示快速公交允许的最大减速度和最大加速度，v_max表示道路最大允许速度，v_lim表示通过道路信号灯前停车线的最大限速，T_signal表示快速公交在站点A启动时信号灯的倒计时，T表示道路信号灯的信号周期，T_G表示信号周期内的绿灯时间，T_R表示信号周期内的红灯时间，d_sta表示站点A到站点B的距离，d_int表示站点A到道路信号灯前停车线的距离，k为非负整数；

若站点A接近道路信号灯且A与道路信号灯的距离不超过100米，则快速公交从A到B的运行依次连续经历启动、低速匀速、加速、高速匀速和制动五个模态，这五个模态对应的速度和加速度分别为：

v＝v_signal a＝0

v＝v'_h a＝0

其中，快速公交从站点A启动时的时刻为0，低速匀速运行起止时间分别为和t_signal，高速匀速运行起止时间分别为和t_cruising，到达站点B的时刻为均为三角函数参数，低速匀速运行的速度为v'_h，快速公交开始进行制动前的时间为t_cruising；

并且，v'_h，v_signal，t_signal和t_cruising满足以下约束：

0≤v′_h≤v_max

0≤v_signal≤v_lim

其中，d_int表示快速公交在[0,t_signal]内行驶的距离，d_sta-d_int为快速公交在内行驶的距离；

步骤二、对速度优化模型C求解，得到快速公交在AB之间不同时刻优化后的速度；

所述的步骤二中采用非线性多元函数最小值求解函数对速度优化模型C求解。