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龙图腾网恭喜同济大学申请的专利一种协同式公交信号优先控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115880920B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211309266.5，技术领域涉及：G08G1/081；该发明授权一种协同式公交信号优先控制方法是由王艳丽;王海山;翟犇;吴兵设计研发完成，并于2022-10-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种协同式公交信号优先控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种协同式公交信号优先控制方法，包括：考虑抵达时刻随机性的公交车期望延误估计方法；基于有限状态机的社会车辆平均延误估计方法；考虑公交车与社会车辆利益博弈的双目标优化模型；基于非支配遗传算法求解优化模型并得到帕累托前沿解集；一种基于规则的候选解生成方法与优先级控制方法。本发明提供了一种针对不同实施条件的公交信号优先控制方法，能在充分发挥道路通行能力的同时，授予公交车优先通行权，便于交通管理者在实际运营中优化公交车通行，为解决交叉口路权竞争问题提供了新的思路。

本发明授权一种协同式公交信号优先控制方法在权利要求书中公布了：1.一种协同式公交信号优先控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：估算公交车期望延误；步骤二：估算社会车辆平均延误；步骤三：根据提前确定的控制窗，建立考虑社会车辆与公交车竞争的双目标优化模型，以同时优化公交车期望延误与社会车辆平均延误；步骤四：利用非支配遗传算法求解上述双目标优化模型，依据预设的公交优先级划分方法生成候选信号配时方案；步骤五：考虑公交车与社会车辆的利益博弈，依据公交优先级需求选择最佳的信号配时方案；步骤一中公交车的期望延误采用如下三个公式计算， 式中， ——i进口的第j个信号周期，检测到的第m个公交车驻站时间，s； ——驻站时间为时，公交车抵达停止线的时刻，s；tDETECTED——从控制窗开始，公交车检测器探测到公交车的时刻，s； ——i进口，公交车站与停止线的距离，m；vi——i进口，公交车的设计运营速度，ms； ——i进口的第j个信号周期，最近的未结束的绿灯阶段的开始时刻，s； ——驻站时间为时，公交车的延误，s；pi，j，m——驻站时间为的概率，本发明考虑公交车抵达公交车站的时刻随机；DPB——公交车的期望延误，s；——i进口，离散化后公交车可能的驻站时间数；步骤二中使用有限状态机算法估算社会车平均延误，有限状态机包括四种状态：开始状态、队列已清空状态、队列未清空状态、结束状态；其中，除了结束状态外，队列已清空状态、队列未清空状态在状态转移图中均包括两种结果状态，为情景1、情景2、情景3、情景4；情景1：队列已清空状态转移至队列已清空状态，即上一周期已将队列清空，这一周期也将队列清空；该情景下社会车辆的延误计算公式如下； 式中， ——i进口的第j个信号周期，情景1下的队列清空时刻，s；Cj——优化后，第j个信号周期的长度，s； ——优化后，i进口的第j个信号周期，允许车辆通行的绿灯时长，s；si——i进口的饱和流率，cars；λi——i进口的车辆到达率，cars； ——情景1，i进口的第j个信号周期，社会车辆的总延误，s； ——情景1，i进口的第j个信号周期的未清空车辆数，car；情景2：队列已清空状态转移至队列未清空状态，即上一周期已将队列清空，这一周期未将队列清空；该情景下社会车辆的延误计算公式如下； 式中， ——情景2，i进口的第j个信号周期，社会车辆的总延误，s； ——情景2，i进口的第j个信号周期的未清空车辆数，car；其余同情景1；情景3：队列未清空状态转移至队列已清空状态，即上一周期未将队列清空，这一周期将队列清空；该情景下社会车辆的延误计算公式如下； 式中， ——i进口的第j个信号周期，情景3下的队列清空时刻，s； ——i进口的第j-1个信号周期的未清空车辆数，car； ——情景3，i进口的第j个信号周期，社会车的总延误，s； ——情景3，i进口的第j个信号周期的未清空车辆数，car；其余同情景1；情景4：队列未清空状态的第2种情况，上一周期未将队列清空，这一周期也未将队列清空；该情景下社会车辆的延误计算公式如下； 式中， ——情景4，i进口的第j个信号周期，社会车的总延误，s； ——情景4，i进口的第j个信号周期的未清空车辆数，car；其余同情景1；社会车辆的平均延误可通过下式计算； 式中，DPC——社会车辆的平均延误，s；Ncycle——控制窗长度，即一个优化范围内的信号周期数量，s；Nleg——交叉口中的进口方向数量； ——i进口的第j个信号周期，社会车辆的总延误，s；由决定；其余同情景1；步骤三中建立考虑社会车辆与公交车竞争的双目标优化模型，以同时优化公交车期望延误与社会车辆平均延误；模型目标函数如下；minDPBminDPC式中，DPB——公交车期望延误；DPC——社会车辆平均延误；模型有五种类型的约束，如下；约束1：绿灯时长约束；太短的绿灯时长不利于行人过街的舒畅性与安全性；约束1公式如下； 式中，gj，k——优化后，第j个信号周期的第k个相位的绿灯时长，s； ——第k个相位要求的最小绿灯时长，s；Nphase——交叉口的相位数；约束2：周期长度约束；周期不宜过长，也不宜过短；约束2公式如下；Cmin≤Cj≤Cmax，1≤j≤Ncycle式中，Cmin——要求的最小周期长度，s；Cj——优化后第j个周期的长度，s；Cmax——要求的最大周期长度，s；Ncycle——控制窗长度，即一个优化范围内的信号周期数量，s；约束3；饱和度约束； 式中，si——i进口的饱和流率，cars；λi——i进口的车辆到达率，cars； ——进口道i允许的最大流率，cars；Ncycle——控制窗长度，即一个优化范围内的信号周期数量，s；Nleg——交叉口中的进口方向数量；Cj——优化后，第j个信号周期的长度，s； ——优化后，i进口的第j个信号周期，允许车辆通行的绿灯时长，T——控制窗时长，s；约束4；通行时刻约束；如果某相位的绿灯阶段已结束，则无法修改该相位绿灯阶段的开始和结束时间；如果某相位的绿灯阶段已开始，则无法修改该相位及其之前相位的绿灯阶段的开始和结束时间；Ij,k·ej,k≤Ej，k≤Ij，k·ej,k+1-Ij,k·M,1≤j≤Ncycle,1≤k≤NphaseC0＝0 Ij，k＝I{ej，ktDETECTED+tbuffer}，1≤j≤Ncycle,1≤k≤Nphase式中，Ij，k——二元变量，反映第j个周期的第k个相位的结束时刻是否改变；ej，k——优化前，第j个周期的第k个相位的结束时刻，s；Ej，k——优化后，第j个周期的第k个相位的结束时刻，s；M——一个非常大的正数；Ncycle——控制窗长度，即一个优化范围内的信号周期数量，s；Nphase——交叉口的相位数；Cj——优化后，第j个信号周期的长度，s；gk，k——优化后，第j个信号周期的第k个相位的绿灯时长，s；C′j——优化前，第j个信号周期的长度，s；g′j，k——优化前，第j个信号周期的第k个相位的绿灯时长，s；tDETECTED——从控制窗开始，公交车检测器探测到公交车的时刻，s；tbuffer——缓冲时长，在缓冲期内信号相位不可因公交到达而改变，通常为绿灯时长与黄灯时长的和，s；约束5；控制窗约束；控制窗的时长，即优化范围内的所有周期的长度总和，应该保持固定； 式中， ——优化前的控制窗时长，s； ——优化后的控制窗时长，s；Ncycle——控制窗长度，即一个优化范围内的信号周期数量，s；Nphase——交叉口的相位数。

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