單線路公共汽車運行自適應控制方法研究

《單線路公共汽車運行自適應控制方法研究》是依託同濟大學，由滕靖擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：單線路公共汽車運行自適應控制方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：滕靖
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

本項目結合我國智慧型公共運輸系統現狀和發展趨勢，以構築現代化公交調度指揮體系為目標，提出了研發公交運行自適應控制系統的現實需求。通過總結國內外研究成果及對我國城市公車輛通行條件、客流需求特徵進行分析，認為對公交運行控制方法的研究不能拘泥於單一作業環節的控制和單一控制模型的運用，而需要優先解決控制系統層面的結構化問題。進而圍繞以下三個核心內容開展研究：第一、公交線路運行狀態的識別和預測方法；第二、面向公交運行作業全過程的控制策略組合最佳化方法；第三、建立公交運行自適應控制模型並開發公交運行自適應控制原型實驗系統。研究以行車組織的基礎單元- - 單線路公車隊為控制對象，注重與網路調度方法的協調關係以及與未來組建網路化運營指揮系統的集成關係。通過本項目的研究，力求為我國公交調度指揮信息平台的技術升級和相關決策支持系統的研發提供理論依據。

結題摘要

公共汽車（以下簡稱公交）不同於軌道交通系統的列車運行於封閉空間，其運行過程不僅受到客流波動影響還受到外部道路交通隨機干擾，實測數據表明我國城市中心區公交運行狀態的主要影響因素是道路通行條件。這表明單純以消除客流波動影響為主要目的的駐站控制不能作為公交運行控制的主要策略，建立在車輛調度和道路交通管控協調基礎上的公交運行控制思想由此確立。 本項目通過統計不同累積車頭時距偏差下的車頭時距偏差放大機率分布曲線，揭示了在隨機因素干擾下公車頭時距絕對偏差隨著運行過程呈現放大的趨勢且存在非定向放大向定向放大轉換拐點的一般規律，由此提出了用車頭時距偏差作為車組運行狀態識別的主要特徵變數；從乘客候車服務水平角度提出用全線車頭時距方差作為衡量線路狀態的主要特徵變數；並基於此提出了公車組、線路狀態識別原理。進一步地，為了能夠實現狀態預測以支撐公交運行控制的實施，本項目對既有的公車輛行程時間預測方法進行了深化，提出了精細化預測模型以及相關的檢測條件完善方法，特別是融合計程車浮動車和公車運行數據研發了公交線路運行狀態預測原型軟體、構建了面向公交通行路段的運行指數計算模型，為未來研發麵向全網的公交運行狀態預測系統奠定理論基礎。 在此基礎上，本項目針對我國城市公交線路的內、外部影響因素複雜且運行狀態變化隨機性強的特徵，提出調控公交線路運行狀態的組合最佳化控制策略，將重點站駐站控制、區間車速引導、與道路交通信號協調三個策略結合起來，從一般秩序維持、狀態轉移控制兩個層面構建了公交運行自適應控制技術框架和控制邏輯模型。特別是考慮未來智慧型交通系統發展趨勢，深化研究了車路協同條件下公車速引導與交叉口信號的協同控制方法，設計了控制邏輯和引導車速最佳化模型並基於外場條件開展了實驗分析和實測評價。實驗結果表明該組合控制方法能有效抑制車頭時距絕對偏差放大趨勢、系統性維繫線路穩定運行狀態，一定程度降低乘客的出行時間成本消耗。 目前我國城市公交企業的集團化重組基本完成，眾多城市級、區域級的調度指揮中心已建成使用，賦予調度系統“智慧”決策的能力無疑是發揮中心功能的關鍵。本項目的研究成果一定程度為我國城市公交調度指揮系統的智慧型化提供了理論路徑和方法支持，為下一步開展網路層面的集群控制、區域控制等研究提供了技術儲備。