[发明专利]一种车联网环境下公交主通道多交叉口信号协调控制方法

权利要求书

1.一种车联网环境下公交主通道多交叉口信号协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取公交进出站数据、公交GPS数据、刷卡数据、出租车GPS数据、社会车卡口数据、公交线路客流量数据、客流OD数据、高峰期公交延误规律数据、路段分时流量规律数据；

S2、对步骤S1获取到的数据进行预处理；

S3、基于步骤S2得到的数据获取公交车数量、社会车数量、乘客流量三参数相关关系图；

S4、对步骤S3得到的相关关系图进行处理，得到主通道乘客FD模型；

S5、利用刷卡数据，筛选出高峰期刷卡站点和客流，估计出高峰期主通道的公共交通乘客OD规律；

S6、根据高峰期主通道的公共交通乘客OD规律，并结合主通道乘客FD模型，建立适合MPC控制模型下车辆延误后的基于公共交通乘客OD规律的公交发车时刻表优化模型；

S7、根据主通道乘客FD模型，建立基于MPC的单交叉口的信号配时优化模型；

S8、结合多个单交叉口的信号配时优化模型，建立多交叉口的信号配时优化模型；

S9、通过检测控制区域内的社会车数量，然后根据主通道乘客FD模型，判断此时控制区域内需要多少公交车才会使乘客转移流量最大，接着根据乘客需求和公交车到站延误情况，通过公交发车时刻表优化模型调节公交车到达控制区域的数量，并依据控制区域内社会车数量和根据乘客需求和公交车到站延误情况得到的公交车数量、车辆延误时间，求解得到多交叉口的信号配时优化模型的最优控制参数用于多交叉口的控制；

S10、将步骤S9中公交发车时刻表优化模型的调度方案和多交叉口的信号配时优化模型的控制方案输入到Sumo仿真系统中，评估控制效果，将理论计算结果和仿真结果比较，反馈调节多交叉口的信号配时优化模型，从而实现主通道多交叉口信号的协调控制；

所述步骤S4对步骤S3得到的相关关系图进行拟合处理，得到主通道乘客FD模型；

拟合公式如下：

其中，P为主通道乘客流转移流量，n_b为主通道内公交车数量，n_c为主通道内社会车数量,a，b，c，d，e，f均为拟合参数。

2.根据权利要求1所述的一种车联网环境下公交主通道多交叉口信号协调控制方法，其特征在于，所述步骤S2对获取到的数据进行预处理，具体包括：数据清理、剔除噪声、数据归一化。

3.根据权利要求1所述的一种车联网环境下公交主通道多交叉口信号协调控制方法，其特征在于，所述步骤S9的具体过程如下：

S9-1、通过检测该控制区域内的社会车数量h(x)，然后根据主通道乘客FD模型，判断此时控制区域内需要多少公交车才会使乘客转移流量最大，根据乘客需求和公交车到站延误情况，通过公交发车时刻表优化模型调节公交车到达控制区域的数量，即此时各交叉口各相位的公交车车辆数量b(x)；

S9-2、在得到各交叉口各相位的公交车数量b(x)和社会车辆数量h(x)的基础上，通过韦伯斯特配时法计算得出优化前各交叉口各相位信号的周期C和绿信比λ；

S9-3、构建目标函数：控制区域内的某个相位上的乘客转移量总数/车辆延误总时间，即：其中，Q为该相位上的乘客转移量总数，T为该相位上的车辆延误总时间，T＝t₁+t₂，t₁为各交叉口各相位的车辆排队延误时间，t₂为各交叉口各相位的车辆信号延误时间；

S9-4、使用BP神经网络求解目标函数；其中，步骤S9-2获得的各交叉口各相位信号的初始周期C和绿信比λ作为输入，当车辆延误时间最小和乘客转移量最大时为目标函数的最优，输出优化后各交叉口各相位信号的周期C和绿信比λ。