[发明专利]一种有轨电车网络绿波协调控制方法与装置

说明书

本发明公开了一种有轨电车网络绿波协调控制方法与装置，本发明方法所构建的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，模型约束包括交叉口相序约束、社会车辆及有轨电车绿波约束、社会车辆有轨电车交互约束、交叉口干线交叉约束和网络外圈闭环约束条件等，并通过表示路段绿波是否打断的0‑1变量对约束进行松弛，在尽可能扩大社会车辆绿波带宽的同时，保证有轨电车绿波带宽满足通行需求。本发明能够对整个路网而非单条线路的有轨电车绿波实行优化，并且绿波带能够反映道路流量需求的大小，并且在必要条件下可以打断部分路段的绿波，以达到全局最优解。最终实现了整个道路网络中有轨电车和社会车辆的协同高效流畅运行。

技术领域

本发明涉及智能交通领域中的道路交通信号控制领域，具体涉及一种有轨电车网络绿波协调控制方法与装置，保证道路网络内社会车辆通行效率，兼顾有轨电车的通行需求；并允许以不设置部分路段绿波为代价，追求网络整体的绿波带宽和最大。

背景技术

随着中国城市化水平的不断提高和汽车保有量的不断增加，城市交通的拥堵压力越来越大。与此同时，对城市交通的需求趋于分层次和多样化。现代有轨电车作为城市快速轨道交通与传统公共交通方式之间的公共交通系统将在中国具有广阔的发展前景。

然而，与社会车辆和传统的公共交通相比，有轨电车具有独特的行驶特性。传统的信号控制方法将对其运行效率和安全性产生不利影响。因此，在分析有轨电车的运行特性的基础上，需要相应的交叉口信号控制方法来提高有轨电车的运行效率。

在交通信号控制领域里，最大化道路绿波带宽是一种常见的协调控制策略，以MAXBAND算法为典型。被动优先策略被广泛应用于有轨电车干线信号协调控制，通过协调每个交叉口的相位差，有轨电车可以在绿波带内连续穿过多个交叉口，有效减少停车次数和延误。

网络绿波模型在干线绿波的基础上，引入了交叉口干线交叉约束和网络外圈闭环约束，但额外添加的约束条件也进一步缩小了可行域的范围，有时甚至导致没有可行解。

综上所述，目前国内外学者在绿波算法和有轨电车信号优先方面已经取得了一定的研究成果，但仍存在一些不足：(1)目前有轨电车交通信号协调控制方法大多是以MAXBAND为基础开展研究,最新成果仅于止步于单线直线有轨电车的干线绿波控制，缺乏对有轨电车线路成网时的考虑。(2)网络绿波控制模型发展尚不成熟，特别是应对约束条件过紧的问题，缺少有效的方法，难以获得全局最优解。

发明内容

发明目的：现有的有轨电车绿波模型只能对单线有轨电车进行绿波优化，缺乏对线路成网的考虑；而现有的网络绿波模型时常发生可行域狭窄甚至为空的情形，难以求得最优解。针对现有技术的不足，本发明目的在于提供了一种有轨电车网络绿波协调控制方法与装置，通过在网络绿波模型中引入有轨电车约束，并用0-1整数变量表征道路绿波是否被打断。在必要时，模型将打断部分路段的绿波，并松弛相关约束条件，以获得网络绿波带宽加权和的最大值，最终使得城市道路有轨电车和社会车辆高效流畅运行，降低停车次数与延误。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种有轨电车网络绿波协调控制方法，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；