一种有轨电车网络最小发车间隔计算方法与流程

本发明属于信号控制技术领域，用于有轨电车系统，涉及一种有轨电车网络最小发车间隔计算方法。

背景技术：

随着经济高速发展，城市化进程日益加快，机动车保有量增加迅猛，对城市的交通拥堵问题带来了日益严重的影响。大力发展现代有轨电车，已经成为缓解交通拥堵问题的共识，其在乘客舒适度、成本及运行能力方面中具有的优势，是其他众多公共交通方式无法替代的。有轨电车网络化运行需要考虑多项因素，其中设置合理有效的有轨电车发车间隔将会有效提升有轨电车网络通行效率，路网形式多样，需要根据不同路网形式设置最优最小的有轨电车发车间隔。现有有轨电车发车间隔计算方法未能同时考虑有轨电车绿波和社会车辆绿波，也未能考虑在复线共轨情况。

技术实现要素：

发明目的：为了完善现有有轨电车发车间隔计算方法，并应用于有轨电车网络，本发明提供种有轨电车网络最小发车间隔计算方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：一种有轨电车网络最小发车间隔计算方法，包含以下步骤：

(1)根据线路重叠情况将有轨电车车路网分为单线和复线两类，规定复线情况下每周期至多到达一辆有轨电车，且最多允许双线共轨；

(2)若路网采用社会车辆绿波，单线有轨电车最小发车间隔为公共周期c，双线共轨有轨电车最小发车间隔为2c；若不采用社会车辆绿波，判断有轨电车线路内不同交叉口周期是否存在整数倍关系，若是，进入步骤(3)，否则进入步骤(4)；

(3)判断有轨电车是否为单线，若是单线有轨电车，最小发车间隔为线路内交叉口周期最大值cmax，若是复线有轨电车，进入步骤(5)；

(4)判断有轨电车是否为单线，若是单线有轨电车，最小发车间隔为线路内交叉口周期最小公倍数；若是复线有轨电车，判断线路内交叉口周期最小公倍数是否等于线路内交叉口周期最大值cmax，若不等，最小发车间隔为线路内交叉口周期最小公倍数；若相等，进入步骤(5)；

(5)判断拥有最大周期值的交叉口是否在共轨部分，若在共轨部分，复线有轨电车最小发车间隔为2cmax；若不在共轨部分，复线有轨电车最小发车间隔为cmax；

(6)根据步骤(1)～(5)，综合考虑不同有轨电车线路及交叉口周期组合，拆分有轨电车路网，计算各线路有轨电车最小发车间隔。

进一步的，步骤(1)中有轨电车路网分类：单线类包括：两组直行单线组合、两组转弯单线组合、直行转弯单线组合；复线类包括：直行转弯复线组合、多组转弯复线组合。

进一步的，定义有轨电车到达饱和容量：每个交叉口在1个周期内到达的最大有轨电车数，作为该交叉口的有轨电车饱和容量n。

进一步的，将有轨电车最小发车间隔计算方法拓展至路网，首先进行路网拆分，记录存在共轨情况的有轨电车线路，将拥有相同线路数的共轨汇入点汇总为一个相关联小路网；小路网内的所有线路最小发车间隔相同，计算所有线路仅考虑单线时原始发车间隔最小公倍数n，若n＞max(t1，t2，t3...，tm)，则n为该小路网所有线路最小发车间隔，其中tk为小路网共轨部分内第k个交叉口的周期，m为交叉口数量；若n＝max(t1，t2，t3...，tm)，则该小路网所有线路最小发车间隔为2n。

采用上述技术方案带来的有益效果：

本发明综合考虑有轨电车绿波和社会车辆绿波，同时考虑有轨电车线路组合情况，在不同绿波和周期条件下，分别计算了单线和复线有轨电车的最小发车间隔，既可以满足绿波，使有轨电车延误最小，又可以使得每周期至多到达一辆有轨电车。本发明将有轨电车最小发车间隔计算方法拓展至路网，计算路网内所有有轨电车线路最小发车间隔。本发明方法不需要复杂的数学模型及代码，操作简便。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为有轨电车车路网单线分类示意图；

图3为有轨电车车路网复线分类示意图；

图4为单线有轨电车按顺序到达的感应控制示意图；

图5为复线有轨电车按顺序到达的感应控制示意图；

图6为复线有轨电车不按顺序到达的感应控制示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1所示，本发明实施例公开的一种有轨电车网络最小发车间隔计算方法，包括有轨电车路网划分、根据有轨电车绿波和社会车辆绿波条件计算单线和复线有轨电车最小发车间隔、根据线路不同交叉口之间的周期关系计算单线和复线有轨电车最小发车间隔，以及一个路网下所有线路有轨电车最小发车间隔；具体实施步骤如下：

(1)根据线路重叠情况将有轨电车车路网进行分类，总体分为单线和复线两类，单线可具体分为：图2(a)所示的两组转弯单线组合、图2(b)所示的两组直行单线组合、图2(c)所示的直行转弯单线组合；复线可具体分为：图3(a)所示的直行转弯复线组合、图3(b)所示的多组转弯复线组合；为方便计算有轨电车最小发车间隔，定义有轨电车到达饱和容量：每个交叉口在1个周期内可能到达的最大有轨电车数，作为该交叉口的有轨电车饱和容量n，如图2所示，单线组合里均有n＝1；如图3所示，复线组合里共轨部分存在一个周期内到达两辆有轨电车的情况，n＝2，在本方法中，规定复线情况下每周期至多到达一辆有轨电车，规定复线情况下最多允许双线共轨。

(2)在同时考虑有轨电车绿波和社会车辆绿波的情况下，有轨电车线路内所有交叉口采用公共周期c，单线有轨电车最小发车间隔tmin＝c；复线有轨电车最小发车间隔tmin＝2c。在只考虑有轨电车绿波的情况下，无需考虑社会车辆绿波，对于一条有轨电车线路内的交叉口无需采用公共周期，判断有轨电车线路内不同交叉口周期是否存在整数倍关系，若是，进入步骤(3)，否则进入步骤(4)。

(3)判断有轨电车是否为单线，若是单线有轨电车，最小发车间隔tmin为线路内交叉口周期最大值cmax，即，tmin＝cmax＝max[c1，c2，c3...cm]，其中cm表示第m个交叉口的周期；若是复线有轨电车，进入步骤(5)。

(4)判断有轨电车是否为单线，若是单线有轨电车，最小发车间隔tmin为线路内交叉口周期最小公倍数；若是复线有轨电车，判断线路内交叉口周期最小公倍数是否等于线路内交叉口周期最大值cmax，若不等，最小发车间隔tmin为线路内交叉口周期最小公倍数；若相等，进入步骤(5)。

(5)判断拥有最大周期值的交叉口是否在共轨部分，若在共轨部分，复线有轨电车最小发车间隔为2cmax，即，tmin＝2cmax＝2max[c1，c2，c3...cm]，若不在共轨部分，复线有轨电车最小发车间隔为cmax，公式为：tmin＝cmax＝max[c1，c2，c3...cm]。

(6)根据步骤(1)～(5)，综合考虑不同有轨电车线路及交叉口周期组合，拆分有轨电车路网，计算各线路有轨电车最小发车间隔。

如图4所示，假设单线有轨电车线路内的3个连续的交叉口没有采用公共周期且交叉口周期之间为整数倍关系，其中交叉口1的周期为c1，交叉口2的周期c2＝2c1，交叉口3的周期为c3＝4c1，有轨电车最小发车间隔的公式为：tmin＝cmax＝c3，交叉口1平均每4周期到达一辆有轨电车，交叉口2平均每2周期到达一辆有轨电车，交叉口4平均每1周期到达一辆有轨电车。

如图5所示，假设复线有轨电车线路内的连续交叉口没有采用公共周期且交叉口周期之间为整数倍关系，其中交叉口1的周期为c1，交叉口2的周期c2＝2c1，交叉口3的周期为c3＝c1，交叉口4的周期为c4＝c1，cmax＝c2，由于交叉口2不在两条线路共轨部分，因此复线有轨电车最小发车间隔不受到有轨电车到达饱和容量的影响，两有轨电车最小发车间隔的公式为：tmin＝cmax＝c2＝2c1，所有交叉口每1周期到达一辆有轨电车；若交叉口1的周期为c1，交叉口2的周期c2＝c1，交叉口3的周期为c3＝2c1，交叉口4的周期为c4＝c1，cmax＝c3，交叉口3在两条线路共轨部分，因此复线有轨电车最小发车间隔受到有轨电车到达饱和容量的影响，两有轨电车最小发车间隔的公式为：tmin＝2cmax＝2c3＝4c1，交叉口1、2每4周期到达一辆有轨电车，交叉口3每1周期到达一辆有轨电车，交叉口4每2周期到达一辆有轨电车。

如图4所示，假设单线有轨电车线路内的3个连续的交叉口没有采用公共周期且交叉口周期之间不为整数倍关系，其中交叉口1的周期为c1，交叉口2的周期c2＝1.5c1，交叉口3的周期为c3＝3c1，有轨电车最小发车间隔为线路内交叉口周期最小公倍数，即，tmin＝[c1，c2，c3]＝3c1，交叉口1平均每3周期到达一辆有轨电车，交叉口2平均每2周期到达一辆有轨电车，交叉口3平均每1周期到达一辆有轨电车。

如图5所示，假设复线有轨电车线路内的连续的交叉口没有采用公共周期且交叉口周期之间不为整数倍关系，其中，(1)若交叉口1的周期为c1，交叉口2的周期c2＝1.5c1，交叉口3的周期为c3＝3c1，交叉口4的周期c4＝c1，四个交叉口周期的最小公倍数[c1，c2，c3，c4]＝c3＝cmax，且交叉口3在共轨部分，因此复线有轨电车最小发车间隔受到有轨电车到达饱和容量的影响，两有轨电车最小发车间隔的公式为：tmin＝2cmax＝2c3，交叉口1每6周期到达一辆有轨电车，交叉口2每4周期到达一辆有轨电车，交叉口3每1周期到达一辆有轨电车，交叉口4每3周期到达一辆有轨电车；(2)若交叉口1的周期为c1，交叉口2的周期c2＝3c1，交叉口3的周期为c3＝1.5c1，交叉口4的周期为c4＝c1，四个交叉口周期的最小公倍数[c1，c2，c3，c4]＝c2＝cmax，且交叉口2不在共轨部分，因此复线有轨电车最小发车间隔不受到有轨电车到达饱和容量的影响，两有轨电车最小发车间隔的公式为：tmin＝cmax＝c2，交叉口1每3周期到达一辆有轨电车，交叉口2每1周期到达一辆有轨电车，交叉口3每1周期到达一辆有轨电车，交叉口4每3周期到达两辆有轨电车；(3)若交叉口1的周期为c1，交叉口2的周期c2＝1.5c1，交叉口3的周期为c3＝1.5c1，交叉口4的周期为c4＝c1，四个交叉口周期的最小公倍数[c1，c2，c3，c4]＝2c2＝2c3＝2cmax＞cmax，两有轨电车最小发车间隔的公式为：tmin＝[c1，c2，c3，c4]＝3c1＝2c2＝2c3＝3c4，交叉口1每3周期到达一辆有轨电车，交叉口2每2周期到达一辆有轨电车，交叉口3每1周期到达一辆有轨电车，交叉口4每3周期到达两辆有轨电车。

将上述有轨电车最小发车间隔计算方法拓展至路网，首先要进行路网拆分，记录存在共轨情况的有轨电车线路，将拥有相同线路数的共轨汇入点汇总为一个相关联小路网；小路网内的所有线路最小发车间隔相同，计算所有线路仅考虑单线时原始发车间隔最小公倍数n，若此最小公倍数n＞max(t1，t2，t3...，tm)，则n为该小路网所有线路最小发车间隔，其中tk为小路网共轨部分内第k个交叉口的周期，m为交叉口数量；若最小公倍数n＝max(t1，t2，t3...，tm)，则该小路网所有线路最小发车间隔为2n。

如图6所示的路网，有交叉口1至12，线路a、b、c、d、e、f、g，各交叉口周期如图所示，首先要进行路网拆分，线路f、g、e与线路a、b、c、d无共轨汇入点，线路a、b、c、d内存在ab、bc、ad三个共轨点，取并集，线路a、b、c、d以及与之相关联的交叉口1至10构成一个相关联小路网，线路f、g存在共轨点，线路f、g以及与之相关联的交叉口11、12构成一个相关联小路网；在仅考虑单线的情况下，线路a的最小发车间隔为4t，线路b的最小发车间隔为4t，线路c的最小发车间隔为2t，线路d的最小发车间隔为6t，取线路a、b、c、d原始最小发车间隔的最小公倍数n＝[4t，4t，2t，6t]＝12t，路网内交叉口1、2、3、4、7、8处于复线部分，n＝12t＞max(4t，4t，2t，6t)，该小路网内所有线路最小发车间隔tmin＝12t。

若路网同时考虑有轨电车绿波和社会车辆绿波，则路网内所有交叉口采用公共周期t，有轨电车最小发车间隔tmin＝nt＝2t。

实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。