CN104183147A - 改善公交准点率的公交车行驶速度控制方法 - Google Patents

Abstract

改善公交准点率的公交车行驶速度控制方法，包括：以公交车沿线的信号灯配时、车辆平均行驶速度以及路段允许的最大车速为约束条件，以公交准点率为优化目标建立数学模型；采集各个路段的道路空间信息，即步骤1所建模型涉及到的变量信息；将采集到的信息代入所建模型中求解最优方案，即求出交通状况良好路段公交车的最佳行驶速度，所述的交通状况良好路段即满足的路段，为第i个路段的车辆平均速度，v_mi表示第i个路段的临界速度，即交通流量达到极大时的速度，公交司机以此速度为准调整驾驶速度；设定信息更新频率f即单位时间内信息的更新次数，每经过一个更新周期T(T＝1/f)更新采集数据及模型计算结果，直至到达下一个站点为止；待公交车在站点停靠后启动前行时，数据更新过程重新启动，同时司机随方案变化调整行驶速度。

Description

改善公交准点率的公交车行驶速度控制方法

技术领域

本发明涉及公交管理技术领域，特别涉及一种通过控制行驶速度以改善公交准点率的方法。

背景技术

随着经济的发展，生活节奏加快，人们越来越关心出行效率，故公交车准点率直接影响了居民的出行选择，如果公交准点率太低，乘客出行时间得不到保证，人们就会放弃公交出行。在实际中公交准点率很难保证，受道路条件，天气条件及线路自身等影响，许多线路经常出现行车大间隔、跑群车、串车现象。

而目前国内外针对晚点实时调整的研究还不多，为数不多的研究主要集中在行程时间可靠度和公交全程准时性方面，较少对公交在各站点间的运行情况进行细致研究。现有的提高公交准点率的方式主要有：调整公交车的发车间隔，调整公交车发车的时刻，实行区间跨线联运。这些方法都是凭借调度工作者的经验对已经出现晚点情况的公交运行做出一种粗略的调整，实时动态性较差，不能应对所有复杂多变的交通状况。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺点，提出一种改善公交准点率的行驶速度控制方法。

通过实时获取道路空间信息，在分析公交车行驶路线交通状况的基础上给出公交各路段的行驶速度方案，尽可能减少公交车到达各站点的延误时间。

为达到上述目的，本发明采用如下方案:

改善公交准点率的公交车行驶速度控制方法，包括：

步骤1.以公交车沿线的信号灯配时、车辆平均行驶速度以及路段允许的最大车速为约束条件，以公交准点率为优化目标建立数学模型。

步骤2.采集各个路段的道路空间信息，即步骤1所建模型涉及到的变量信息。

步骤3.将采集到的信息代入所建模型中求解最优方案，即求出交通状况良好路段公交车的最佳行驶速度，所述的交通状况良好路段即满足的路段，为第i个路段的车辆平均速度，v_mi表示第i个路段的临界速度，即交通流量达到极大时的速度，公交司机以此速度为准调整驾驶速度。

步骤4.设定信息更新频率f即单位时间内信息的更新次数，每经过一个更新周期T(T＝1/f)更新采集数据及模型计算结果，直至到达下一个站点为止。待公交车在站点停靠后启动前行时，数据更新过程重新启动，同时司机随方案变化调整行驶速度。

其中，步骤1所述的以公交车沿线的信号灯配时、车辆平均行驶速度以及路段允许的最大车速为约束条件，以公交准点率为优化目标建立数学模型，包括：

1.1分析影响公交准点率的特征因素，确定特征因素矩阵。影响公交车站点间行驶时间的主要因素包括行驶路线中的第j个交叉口延误时间T_j；第i个路段的长度S_i，特别地，S₁为公交车所在位置与所要经过的最近路段节点的距离；在第i个路段公交车行驶速度V_i；公交行驶当前时刻T_n；时刻表中公交到达第l个站点的时刻第i个路段的车辆平均速度所以，设计变量确定为

1.2根据特征因素建立红灯时间和公交行驶速度范围的数学模型。

a.设[T_jr,T_jg]表示第j个交叉口信号灯为红灯的时间区间，k表示交叉口序号，t表示到达第j个交叉口要经过的路段总数，则

$T_j=\left\{\begin{array}{c}0,T_n+\underset{k=1}{\overset{j-1}{\mathrm{\Σ}}}{T}_k+\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}\frac{S_i}{V_i}\≤T_{\mathrm{jr}}\\ T_{\mathrm{jg}}-T_n-\underset{k=1}{\overset{j-1}{\mathrm{\Σ}}}{T}_k-\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}\frac{S_i}{V_i},T_n+\underset{k=1}{\overset{j-1}{\mathrm{\Σ}}}{T}_k+\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}\frac{S_i}{V_i}\∈[T_{\mathrm{jr}},T_{\mathrm{jg}}]\end{array}\right.$

b.当时，在该路段公交车车速在一定范围内可由司机决定但不能超过路段允许的最大速度；当时，车辆不能自由行驶，则行驶速度由当前路段的平均行驶速度决定。所以，公交车行驶速度的范围为 $\left\{\begin{array}{c}{V}_i\≤V_{\mathrm{mi}},{\stackrel{\‾}{v}}_i>v_{\mathrm{mi}}\\ V_i={\stackrel{\‾}{v}}_i,{\stackrel{\‾}{v}}_i\≤v_{\mathrm{mi}}\end{array}\right.,$ V_mi为路段i允许的最大速度。

1.3建立公交车行驶速度控制模型，该模型通过求解公交车在交通状况良好路段的最佳速度以改善公交准点率。

建立模型的目的是求解最优行驶速度方案使公交车到站时刻与时刻表上的时间尽可能地趋于一致，故以二者的时间差ΔT为目标函数，min为该目标函数的最小值，m为到达第l个站点前经过的交叉口数量，q为第l个站点前经过的路段数量，通过求解ΔT的最小值确定V_i。

其中，步骤2中采集各个路段的道路空间信息包括：

2.1利用卫星定位设备采集公交车辆及各个交叉口的位置坐标信息，从而可以计算获得公交车将要经过的各路段长度S_i。

2.2v_mi和V_mi等信息通过环形线圈车辆检测器、雷达、视频测速技术等交通感知方法以及交通信号控制系统中采集、计算并获取。

本发明的有益效果是：

本发明是在实时获取道路空间信息的基础上对公交车辆进行的一种及时有效的动态调度方法。并且顾及到交通状况复杂多变的特性，根据道路信息实际的变化情况不断更新数据信息及调整行驶速度方案，给司机驾驶提供更加准确并且直观的指示，是一种更加可靠的提高公交准点率的方法。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为路段长度S_i的划分示意图

具体实施方式

参照附图：

改善公交准点率的公交车行驶速度控制方法，包括：

1.以公交车沿线的信号灯配时、车辆平均行驶速度以及路段允许的最大车速为约束条件，以公交准点率为优化目标建立数学模型。

2.采集各个路段的道路空间信息，即步骤1所建模型涉及到的变量信息。

3.将采集到的信息代入所建模型中求解最优方案，即求出交通状况良好路段公交车的最佳行驶速度，所述的交通状况良好路段即满足的路段，为第i个路段的车辆平均速度，v_mi表示第i个路段的临界速度，即交通流量达到极大时的速度，公交司机以此速度为准调整驾驶速度。

4.设定信息更新频率f即单位时间内信息的更新次数，每经过一个更新周期T(T＝1/f)更新采集数据及模型计算结果，直至到达下一个站点为止。待公交车在站点停靠后启动前行时，数据更新过程重新启动，同时司机随方案变化调整行驶速度。

其中，步骤1所述的以公交车沿线的信号灯配时、车辆平均行驶速度以及路段允许的最大车速为约束条件，以公交准点率为优化目标建立数学模型，包括：

1.1分析影响公交准点率的特征因素，确定特征因素矩阵。影响公交车站点间行驶时间的主要因素包括行驶路线中的第j个交叉口延误时间T_j；第i个路段的长度S_i，特别地，S₁为公交车所在位置与所要经过的最近路段节点的距离；在第i个路段公交车行驶速度V_i；公交行驶当前时刻T_n；时刻表中公交到达第l个站点的时刻第i个路段的车辆平均速度所以，设计变量确定为

1.2根据特征因素建立红灯时间和公交行驶速度范围的数学模型。

a.设[T_jr,T_jg]表示第j个交叉口信号灯为红灯的时间区间，k表示交叉口序号，t表示到达第j个交叉口要经过的路段总数，则

$T_j=\left\{\begin{array}{c}0,T_n+\underset{k=1}{\overset{j-1}{\mathrm{\Σ}}}{T}_k+\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}\frac{S_i}{V_i}\≤T_{\mathrm{jr}}\\ T_{\mathrm{jg}}-T_n-\underset{k=1}{\overset{j-1}{\mathrm{\Σ}}}{T}_k-\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}\frac{S_i}{V_i},T_n+\underset{k=1}{\overset{j-1}{\mathrm{\Σ}}}{T}_k+\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}\frac{S_i}{V_i}\∈[T_{\mathrm{jr}},T_{\mathrm{jg}}]\end{array}\right.$

b.当时，在该路段公交车车速在一定范围内可由司机决定但不能超过路段允许的最大速度；当时，车辆不能自由行驶，则行驶速度由当前路段的平均行驶速度决定。所以，公交车行驶速度的范围为 $\left\{\begin{array}{c}{V}_i\≤V_{\mathrm{mi}},{\stackrel{\‾}{v}}_i>v_{\mathrm{mi}}\\ V_i={\stackrel{\‾}{v}}_i,{\stackrel{\‾}{v}}_i\≤v_{\mathrm{mi}}\end{array}\right.,$ V_mi为路段i允许的最大速度。

1.3建立公交车行驶速度控制模型，该模型通过求解公交车在交通状况良好路段的最佳速度以改善公交准点率。

建立模型的目的是求解最优行驶速度方案使公交车到站时刻与时刻表上的时间尽可能地趋于一致，故以二者的时间差ΔT为目标函数，min为该目标函数的最小值，m为到达第l个站点前经过的交叉口数量，q为第l个站点前经过的路段数量，通过求解ΔT的最小值确定V_i。

其中，步骤2中采集各个路段的道路空间信息包括：

2.1利用卫星定位设备采集公交车辆及各个交叉口的位置坐标信息，从而可以计算获得公交车将要经过的各路段长度S_i。

2.2v_mi和V_mi等信息通过环形线圈车辆检测器、雷达、视频测速技术等交通感知方法以及交通信号控制系统中采集、计算并获取。

本发明是在实时获取道路空间信息的基础上对公交车辆进行的一种及时有效的动态调度方法。并且顾及到交通状况复杂多变的特性，根据道路信息实际的变化情况不断更新数据信息及调整行驶速度方案，给司机驾驶提供更加准确并且直观的指示，是一种更加可靠的提高公交准点率的方法。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (3)

1.改善公交准点率的公交车行驶速度控制方法，包括：

步骤1.以公交车沿线的信号灯配时、车辆平均行驶速度以及路段允许的最大车速为约束条件，以公交准点率为优化目标建立数学模型；

步骤2.采集各个路段的道路空间信息，即步骤1所建模型涉及到的变量信息；

步骤3.将采集到的信息代入所建模型中求解最优方案，即求出交通状况良好路段公交车的最佳行驶速度，所述的交通状况良好路段即满足的路段，为第i个路段的车辆平均速度，v_mi表示第i个路段的临界速度，即交通流量达到极大时的速度，公交司机以此速度为准调整驾驶速度；

步骤4.设定信息更新频率f即单位时间内信息的更新次数，每经过一个更新周期T(T＝1/f)更新采集数据及模型计算结果，直至到达下一个站点为止；待公交车在站点停靠后启动前行时，数据更新过程重新启动，同时司机随方案变化调整行驶速度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1所述的以公交车沿线的信号灯配时、车辆平均行驶速度以及路段允许的最大车速为约束条件，以公交准点率为优化目标建立数学模型，包括：

1.1分析影响公交准点率的特征因素，确定特征因素矩阵；影响公交车站点间行驶时间的主要因素包括行驶路线中的第j个交叉口延误时间T_j；第i个路段的长度S_i，特别地，S₁为公交车所在位置与所要经过的最近路段节点的距离；在第i个路段公交车行驶速度V_i；公交行驶当前时刻T_n；时刻表中公交到达第l个站点的时刻；第i个路段的车辆平均速度所以，设计变量确定为

1.2根据特征因素建立红灯时间和公交行驶速度范围的数学模型；

a.设[T_jr,T_jg]表示第j个交叉口信号灯为红灯的时间区间，k表示交叉口序号，t表示到达第j个交叉口要经过的路段总数，则

$T_j=\left\{\begin{array}{c}0,T_n+\underset{k=1}{\overset{j-1}{\mathrm{\Σ}}}{T}_k+\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}\frac{S_i}{V_i}\≤T_{\mathrm{jr}}\\ T_{\mathrm{jg}}-T_n-\underset{k=1}{\overset{j-1}{\mathrm{\Σ}}}{T}_k-\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}\frac{S_i}{V_i},T_n+\underset{k=1}{\overset{j-1}{\mathrm{\Σ}}}{T}_k+\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}\frac{S_i}{V_i}\∈[T_{\mathrm{jr}},T_{\mathrm{jg}}]\end{array}\right.$

b.当时，在该路段公交车车速在一定范围内可由司机决定但不能超过路段允许的最大速度；当时，车辆不能自由行驶，则行驶速度由当前路段的平均行驶速度决定；所以，公交车行驶速度的范围为 $\left\{\begin{array}{c}{V}_i\≤V_{\mathrm{mi}},{\stackrel{\‾}{v}}_i>v_{\mathrm{mi}}\\ V_i={\stackrel{\‾}{v}}_i,{\stackrel{\‾}{v}}_i\≤v_{\mathrm{mi}}\end{array}\right.,$ V_mi为路段i允许的最大速度

1.3建立公交车行驶速度控制模型，该模型通过求解公交车在交通状况良好路段的最佳速度以改善公交准点率；

建立模型的目的是求解最优行驶速度方案使公交车到站时刻与时刻表上的时间尽可能地趋于一致，故以二者的时间差ΔT为目标函数，min为该目标函数的最小值，m为到达第l个站点前经过的交叉口数量，q为第l个站点前经过的路段数量，通过求解ΔT的最小值确定V_i。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2中采集各个路段的道路空间信息包括：

2.1利用卫星定位设备采集公交车辆及各个交叉口的位置坐标信息，从而可以计算获得公交车将要经过的各路段长度S_i；

2.2v_mi和V_mi等信息通过环形线圈车辆检测器、雷达、视频测速技术等交通感知方法以及交通信号控制系统中采集、计算并获取。