發(fā)布時(shí)間：2021-01-16 03:56

　　為了在保證城市公交運(yùn)行準(zhǔn)時(shí)性的基礎(chǔ)上提高燃油經(jīng)濟(jì)性,研究了基于多目標(biāo)優(yōu)化的公交運(yùn)行區(qū)間速度控制方法�；诠卉�(chē)輛運(yùn)行與信號(hào)燈交叉口和公交站點(diǎn)之間的動(dòng)態(tài)時(shí)空關(guān)系,建立了公交到站準(zhǔn)時(shí)性區(qū)域判斷模型;采用基于車(chē)輛比功率的油耗模型,建立了公交燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化模型;利用分層序列法,設(shè)計(jì)了基于多目標(biāo)優(yōu)化的區(qū)間速度優(yōu)化控制方法。在基于Matlab軟件搭建的公交運(yùn)行仿真平臺(tái)開(kāi)展了仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,所提出的方法在多種參數(shù)組合下不同控制場(chǎng)景中均可給出可靠速度建議;在所有場(chǎng)景中均降低了時(shí)間偏差,最大降低值為26 s,提升了公交線路服務(wù)可靠性;所提出方法平均降低燃油消耗7.32 mL,在一定程度上節(jié)約了公交運(yùn)營(yíng)成本,進(jìn)一步證明了所提出方法的有效性和適用性。 

【文章來(lái)源】：交通信息與安全. 2020,38(03)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

具體實(shí)現(xiàn)步驟為，公交車(chē)輛上配備的車(chē)載單元采集到的實(shí)時(shí)位置圖1基于多目標(biāo)優(yōu)化的公交運(yùn)行速度實(shí)時(shí)控制框架Fig.1Real-timetransitspeedcontrolframeworkbasedonmulti-objectiveoptimization礎(chǔ)上再對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性求出

過(guò)調(diào)節(jié)速度準(zhǔn)時(shí)到達(dá)站點(diǎn)，其到達(dá)站點(diǎn)Ls處時(shí)刻一定早于ts；若tc晚于準(zhǔn)時(shí)區(qū)域的上限時(shí)間tub，則其位于晚點(diǎn)區(qū)域，表明車(chē)輛無(wú)法通過(guò)調(diào)節(jié)速度準(zhǔn)時(shí)到達(dá)站點(diǎn)，其到達(dá)站點(diǎn)Ls時(shí)刻一定晚于ts。即若tc∈[tlb,tub]，車(chē)輛可準(zhǔn)時(shí)；若tc(-￥?t)lb，車(chē)輛必早點(diǎn)；若tc(t)ub?+￥，車(chē)輛必晚點(diǎn)。需要注意的是，ts的取值可以根據(jù)公交車(chē)時(shí)刻表選取，也可以結(jié)合前車(chē)到站時(shí)間和理想車(chē)頭間距選��；本文定義ts為時(shí)刻，在應(yīng)用中也可定義為準(zhǔn)時(shí)到站時(shí)間段。圖2為公交車(chē)輛運(yùn)行時(shí)間-距離示意圖。若當(dāng)前位置Lc與站點(diǎn)Ls之間不存在交叉口，或由最大允許行駛速度vmax及最小允許行駛速度vmin確定的準(zhǔn)時(shí)區(qū)間上下限位于交叉口綠燈時(shí)間內(nèi)，當(dāng)前位置準(zhǔn)時(shí)區(qū)域[tlb,tub]如圖2(a)所示。若當(dāng)前位置Lc與站點(diǎn)Ls之間存在交叉口，且由最小允許行駛速度vmin確定的準(zhǔn)時(shí)區(qū)域下限位于交叉口紅燈時(shí)間內(nèi)，圖1基于多目標(biāo)優(yōu)化的公交運(yùn)行速度實(shí)時(shí)控制框架Fig.1Real-timetransitspeedcontrolframeworkbasedonmulti-objectiveoptimization（a）準(zhǔn)時(shí)區(qū)域位于綠燈時(shí)間內(nèi)（b）準(zhǔn)時(shí)區(qū)域位于紅燈時(shí)間內(nèi)圖2公交運(yùn)行時(shí)間-距離示意圖Fig.2Diagramofbusoperationtime-distancerelationship準(zhǔn)時(shí)區(qū)域早點(diǎn)區(qū)域晚點(diǎn)區(qū)域綠燈時(shí)間紅燈時(shí)間時(shí)間/stg?itr?itg?jtr?j距離/mvminvmaxLint(ts?Ls)準(zhǔn)時(shí)區(qū)域早點(diǎn)區(qū)域晚點(diǎn)區(qū)域綠燈時(shí)間紅燈時(shí)間tr?itg?i+1tr?jtg?j+1vminvmaxLint(ts?Ls)時(shí)間/s距離/m3

叉口及公交站點(diǎn)之間的距離約束，公交車(chē)輛運(yùn)行速度-時(shí)間-距離關(guān)系應(yīng)滿足約束見(jiàn)式（7）~（8）。Lint-Lc=v1è÷t12+t2+t32+v0t12+v2t32（7）Ls-Lint=v3è÷t52+t6+t72+v2t52+v4t72（8）時(shí)間/s0速度/(m/s)Lint-LcLs-Lintv0v1v2v2v3v4t1t2t3t4t5t6t7圖3公交車(chē)輛運(yùn)行時(shí)間-速度關(guān)系示意圖Fig.3Diagramofbusoperationtime-speedrelationship1.4基于多目標(biāo)優(yōu)化的運(yùn)行速度控制策略根據(jù)準(zhǔn)時(shí)性區(qū)域判斷模型確定的公交車(chē)輛所處準(zhǔn)時(shí)性區(qū)域，可分別選擇不同公交車(chē)輛區(qū)間運(yùn)行速度控制方案如下。1）若當(dāng)前車(chē)輛位于準(zhǔn)時(shí)區(qū)域內(nèi)，在保證車(chē)輛準(zhǔn)時(shí)到站的基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，即燃油經(jīng)濟(jì)性模型，得到控制變量最優(yōu)值v*1和v*3。2）若當(dāng)前車(chē)輛位于早點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，車(chē)輛應(yīng)盡量采用最小允許速度運(yùn)行以保證公交車(chē)輛的準(zhǔn)時(shí)性能，最小化車(chē)輛到站時(shí)間偏差。若以最小允許速度vmin運(yùn)行可在綠燈時(shí)間內(nèi)通過(guò)交叉口，則v*1和v*3皆可取最小允許速度vmin，即若tg?i-n-Lint-Lcvmin?tc<tr?i-n-Lint-Lcvmin，n=1?2?3?，則v*1=v*3=vmin。若車(chē)輛以最小允許速度vmin運(yùn)行在紅燈時(shí)間內(nèi)到達(dá)交叉口，則v*3取最小值vmin，通過(guò)優(yōu)化燃油經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)確定v*1，即若tr?i-n-1-Lint-Lcvmin<tc?tg?i-n-L


本文編號(hào)：2980114