[发明专利]一种有轨电车网络绿波协调控制方法与装置

权利要求书

1.一种有轨电车网络绿波协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取网络中涉及的道路流量信息及各个交叉口的单点配时信息，确定网络中路段几何信息、车辆信息和变量上下限；

(2)构造有轨电车网络绿波协调控制的混合整数线性规划模型；所述混合整数线性规划模型以最大化社会车辆双向绿波带宽加权之和为目标，模型的约束条件包括变量上下限约束、交叉口相序组合约束、社会车辆绿波约束、有轨电车绿波约束、社会车辆和有轨电车交互约束、交叉口干线交叉约束以及网络外圈闭环约束；其中，在社会车辆绿波约束、有轨电车绿波约束、社会车辆和有轨电车交互约束以及网络外圈闭环约束中引入表示路段绿波是否打断的0-1变量，在绿波被打断时迫使绿波带宽为0，在社会车辆绿波约束及有轨电车绿波约束中的绿波时间差约束、避免绿波带触碰到红灯时间的约束、双向最小带宽约束、社会车辆上下行绿波带宽平衡约束、社会车辆行程时间约束、有轨电车行程时间约束、社会车辆和有轨电车交互约束、以及网络外圈闭环约束中增加以整数与所引入的表示路段绿波是否打断的0-1变量的乘积作为惩罚项；

(3)利用分支定界法计算混合整数线性规划模型的全局最优解，得到最优控制方案，包括最优的周期长度、各交叉口的相序模式以及各交叉口的相位差。

2.根据权利要求1所述一种有轨电车网络绿波协调控制方法，其特征在于，以道路流率比作为模型目标函数中的带宽权重；以上标j表示第j条道路，下标i表示上行方向的第i个交叉口，令表示干线j上行方向的第i个交叉口，道路流率比计算公式为：

其中：和分别表示交叉口与之间上行和下行路段的流率比；和分别表示交叉口与之间上行和下行路段的交通量；和分别表示交叉口与之间上行和下行路段饱和流率。

3.根据权利要求2所述一种有轨电车网络绿波协调控制方法，其特征在于，

所述混合整数线性规划模型的目标函数表示为：

其中：D是干线集合；n^j是干线j的交叉口数量，n^j-1是干线j的路段数量；与分别是交叉口与之间上行与下行社会车辆绿波带宽。

4.根据权利要求3所述一种有轨电车网络绿波协调控制方法，其特征在于，所述社会车辆绿波约束包括：

绿波时间差约束：

其中：和分别是社会车辆绿波系统中，交叉口与之间上行和下行红灯时间中心时刻的时间差值；是交叉口的下行红灯时间中心时刻到最近的上行红灯时间中心时刻的时间差值；代表社会车辆绿波系统中，干线j中交叉口与之间路段相位约束的整数变量；表示交叉口与之间路段绿波是否被打断的0-1二元变量，1表示被打断，0表示没有被打断；M是一个不小于1000的正数；是交叉口的上行红灯时间的右侧与距离最近的上行社会车辆绿波带的中心线的时间差值；是交叉口的下行红灯时间的左侧与距离最近的下行社会车辆绿波带的中心线的时间差值；和分别是交叉口与之间上行和下行社会车辆行程时间；和分别表示交叉口上行和下行方向的红灯时间；

为避免可变社会车辆绿波带触碰到红灯时间设置的约束：

社会车辆最小带宽约束：

其中：b_gmin表示社会车辆带宽最小值；

绿波被打断时，迫使绿波带宽度为0：

5.根据权利要求3所述一种有轨电车网络绿波协调控制方法，其特征在于，所述社会车辆绿波约束还包括：

上下行绿波带宽平衡约束：

社会车辆行程时间约束：

其中：Z是周期C的倒数；与分别表示交叉口与之间路段上行与下行方向的长度。