[发明专利]一种面向公交信号优先高频多申请的动态控制方法

说明书

本发明涉及公交信号优先控制领域，尤其是一种面向公交信号优先高频多申请的动态控制方法，包括以下步骤：建立目标为加权公交延误最小的公交信号优先控制模型，约束考虑系统扰乱大小；采用滚动时域优化方法对公交信号优先控制模型进行实时动态求解，在不同公交需求水平情况下，针对各种公交占有率、公交到站偏离程度下的多公交优先申请，生成优化的公交优先服务顺序与对应的信号控制方案。与现有技术相比，充分考虑控制方法对普通社会车辆的影响，考虑单个信号周期内的多申请需求，计算效率高。

技术领域

本发明涉及公交信号优先控制领域，尤其是涉及一种面向公交信号优先高频多申请的动态控制方法。

背景技术

公交信号优先，表示公交车辆可以通过发出请求获取对应的绿灯相位，从而实现其在交叉口处的不停车通行。设计合理的公交优先策略非但无需投入大量成本，而且能够显著减少公交系统的行程时间，并改善行程可靠性。因此，公交优先策略已经成为城市交通控制系统的重要组成部分。

从Wilbur等人对两个信号控制交叉口通过手动信号提供公交优先的研究开始，早期的研究以为公交车辆提供绝对优先为主，随后众多研究者先后提出了相对优先控制策略。在大多公交优先控制策略研究中假设只有单一的公交优先申请。对公交信号优先高频多申请，一般采用先到先服务的规则。还有相关方法提出了通过决策树进行排序的方法，给出了一个枚举求解过程，但未对优先及最优排序策略及其影响的深入研究。

公交信号优先可按照响应策略分为如下三类：

1、被动优先策略(Passive priority strategy)：即便没有公交车也会持续运营，无需公交检测/优先申请生成系统

2、主动优先策略(Active priority strategy)：对特定检测到的公交车辆(或由车辆与系统提出优先申请)提供优先通行路权

3、实时优先策略(Real-time priority strategy)：在提供优先通行路权的同时不断优化给定目标(准则)，这些目标包括行人延误、公交车辆延误、社会车辆延误，以及它们之间的相互组合。

目前存在的问题：随着我国对公交系统的投入的不断加大，公交线网越来越复杂，公交服务的班次、频率大大增加，造成一个交叉口在一个周期内遇到来自多个冲突相位的公交优先申请的可能性也大大提升。然而，其难点在于：每一种公交优先申请都有其特征，进而导致信号优先的效率随着服务顺序的不同而有所变动。例如，对高占有率、班次时刻偏移较大、乘客数量较多的公交车辆提供优先服务将是更优的决策。现有的公交优先信号优先设计方法，针对来自交叉口不同冲突相位的高频多公交优先申请的研究与应用，还不是很充分。不足主要表现在如下三个方面：

1、目前最为常用的方法，一种是基于先到先服务(First come first serve,FCFS)的策略，有研究表明此策略将会造成额外的交通延误。另一种是假设公交车仅在主要道路的主要流向上出现。然而，这种假设并不适宜于实际应用。

2、现有策略还仅仅聚焦于优化单个信号周期内的有限个优先申请，并且没有考虑多车辆请求的具体细节(例如班次偏差(schedule deviation)，公交占有率，交叉口延误等等)。并且无法支撑连续多个信号周期下，接收一连串公交优先申请的场景。

3、不同优先策略对普通社会车辆的影响，还没有被充分量化考虑。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种面向公交信号优先高频多申请的动态控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种面向公交信号优先高频多申请的动态控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1：建立目标为加权公交延误最小的公交信号优先控制模型，约束考虑系统扰乱大小；