本發(fā)明屬于智能交通領(lǐng)域，尤其涉及一種基于模塊車輛的城際公交系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、模塊車輛由單個或若干模塊單元組成，每個模塊單元有一定的載客能力。模塊車輛可具有自動駕駛能力，本專利中所有模塊車輛均能完成最高階自動駕駛。模塊車輛可以在行駛過程中實(shí)現(xiàn)模塊單元的分離和聯(lián)接，既可以動態(tài)調(diào)整車輛編組，也可以實(shí)現(xiàn)旅客在不同模塊車輛間的轉(zhuǎn)移。模塊車輛示意圖如圖1所示。

2、隨著個性化出行需求的不斷增加，傳統(tǒng)的城際交通方式，如城際鐵路、高鐵和長途汽車等存在靈活性不足、便捷性不高、換乘成本大等問題。更加靈活、高效的城際交通解決方案的潛在市場需求極大，建設(shè)基于模塊車輛的城際模塊公交系統(tǒng)或可成為一種重要的解決方案。

3、模塊公交目前主要針對城市交通，如圖2所示。城市內(nèi)的模塊公交系統(tǒng)通過車輛模塊單元的分離和聯(lián)接實(shí)現(xiàn)動態(tài)容量調(diào)整，在站點(diǎn)可進(jìn)行重組和解編，根據(jù)載客量靈活調(diào)整編組數(shù)量。城市內(nèi)模塊公交的運(yùn)用可以縮短停站時間和候車時間，也可以有效避免常規(guī)公交高峰期車廂擁擠和低峰期空載率過高的現(xiàn)象，并可應(yīng)對不均衡、不對稱的出行需求。

4、但是，城市內(nèi)出行需求分布隨機(jī)，不存在明顯的交通廊道，出發(fā)點(diǎn)和目的地可能離模塊公交線路和站點(diǎn)相距甚遠(yuǎn)，難以提供完全“點(diǎn)對點(diǎn)”的接送客服務(wù)。若城市內(nèi)模塊公交系統(tǒng)在沒有顯著交通廊道的情況下進(jìn)行“點(diǎn)對點(diǎn)”接送客，則需要頻繁地組合、拆分模塊，會給道路交通造成干擾，可能會加重?fù)矶拢\(yùn)行效果不佳。而城際出行需求分布較為集中，存在明顯的交通廊道，模塊單元不需要頻繁拆分、組合，對道路交通秩序影響較小，且高速公路環(huán)境相對封閉，在城際出行中模塊車輛更便于進(jìn)行模塊車輛單元的分離和聯(lián)接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于模塊車輛的城際公交系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種基于模塊車輛的城際公交系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括基于模塊車輛的城際公交系統(tǒng)包括城市道路中的模塊公交旅客接送子系統(tǒng)、高速公路出入口控制點(diǎn)模塊車輛優(yōu)化編組子系統(tǒng)和樞紐互通控制點(diǎn)模塊車輛優(yōu)化編組子系統(tǒng)；

3、所述城市道路中的模塊公交旅客接送子系統(tǒng)，用于當(dāng)旅客在出行服務(wù)平臺發(fā)布出行需求后，選派模塊車輛前往指定地點(diǎn)接載旅客；通過模塊車輛將旅客送至最近的高速公路入口控制點(diǎn)；或用于當(dāng)模塊車輛編組完成高速公路段行駛并到達(dá)高速公路出口控制點(diǎn)后，根據(jù)車輛和道路狀況的實(shí)時監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度將旅客送至市內(nèi)目的地；

4、所述高速公路出入口控制點(diǎn)模塊車輛優(yōu)化編組子系統(tǒng)，用于對到達(dá)高速公路入口控制點(diǎn)的多個模塊車輛實(shí)施解編：將目的地為同一方向的模塊車輛組合調(diào)整并連接在一起形成模塊車輛編組，引導(dǎo)旅客根據(jù)到達(dá)城市完成模塊單元之間的移動換乘，并完成空載的模塊單元解編后準(zhǔn)備模塊車輛編組的發(fā)車任務(wù)；或用于結(jié)合城市道路中的模塊公交旅客接送子系統(tǒng)，對到達(dá)高速公路出口控制點(diǎn)的模塊車輛編組中的旅客按照具體目的地進(jìn)行送客車輛的分派重聯(lián)，完成旅客的移動換乘后，實(shí)施模塊單元的解編送客任務(wù)；

5、所述樞紐互通控制點(diǎn)模塊車輛優(yōu)化編組子系統(tǒng)，用于當(dāng)模塊車輛編組到達(dá)途徑城市高速公路樞紐互通控制點(diǎn)后，對模塊車輛編組進(jìn)行編組優(yōu)化。

6、進(jìn)一步地，所述模塊車輛由單個或多個模塊單元組成。

7、進(jìn)一步地，所述城市道路中的模塊公交旅客接送子系統(tǒng)，用于當(dāng)旅客在出行服務(wù)平臺發(fā)布出行需求后，選派模塊車輛前往指定地點(diǎn)接載旅客；通過模塊車輛將旅客送至最近的高速公路入口控制點(diǎn)，具體為：

8、當(dāng)旅客在出行服務(wù)平臺發(fā)布出行需求ra后，所述城市道路中的模塊公交旅客接送子系統(tǒng)根據(jù)路網(wǎng)中所有模塊車輛的運(yùn)行狀態(tài)，判斷旅客a的上車點(diǎn)是否有未滿座的模塊車輛m且模塊車輛m的出行需求同為ra：若是則所述城市道路中的模塊公交旅客接送子系統(tǒng)派遣模塊車輛m接載旅客a，若否則所述城市道路中的模塊公交旅客接送子系統(tǒng)根據(jù)最短路徑原則派遣未滿座的模塊車輛m’接載旅客a；完成接載旅客a后，接載上旅客a的模塊車輛將旅客a送至最近的高速公路入口控制點(diǎn)。

9、進(jìn)一步地，所述城市道路中的模塊公交旅客接送子系統(tǒng)，用于當(dāng)模塊車輛編組完成高速公路段行駛并到達(dá)高速公路出口控制點(diǎn)后，根據(jù)車輛和道路狀況的實(shí)時監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度將旅客送至市內(nèi)目的地，具體為：

10、當(dāng)模塊車輛編組完成高速公路段行駛并到達(dá)高速公路出口控制點(diǎn)后，所述城市道路中的模塊公交旅客接送子系統(tǒng)將各個旅客分配至相應(yīng)的模塊單元，隨后將同一個目的地的模塊單元組成模塊車輛，由模塊車輛將各個旅客送至對應(yīng)的目的地。

11、進(jìn)一步地，所述高速公路出入口控制點(diǎn)模塊車輛優(yōu)化編組子系統(tǒng)，用于對到達(dá)高速公路入口控制點(diǎn)的多個模塊車輛實(shí)施重組：將目的地為同一方向的模塊車輛組合調(diào)整并連接在一起形成模塊車輛編組，引導(dǎo)旅客根據(jù)到達(dá)城市完成模塊單元之間的移動換乘，并完成空載的模塊單元解編后準(zhǔn)備模塊車輛編組的發(fā)車任務(wù)，具體為：

12、(b.1)所述高速公路出入口控制點(diǎn)模塊車輛優(yōu)化編組子系統(tǒng)，用于在單位時間τ內(nèi)，針對到達(dá)同一個高速公路入口控制點(diǎn)的n個目的地為同一方向的模塊車輛，根據(jù)模塊車輛到達(dá)高速公路入口控制點(diǎn)的時間先后對模塊車輛進(jìn)行編號；

13、(b.2)隨后對n個模塊車輛中的每個模塊車輛依次進(jìn)行解編成單個模塊單元，若模塊車輛中存在多個模塊單元，根據(jù)不同模塊單元在同一個模塊車輛中的先后位置得到對應(yīng)的解編完成時間；完成解編后，根據(jù)每個模塊單元的解編完成時間對所有模塊單元進(jìn)行編號；

14、(b.3)然后根據(jù)每個模塊單元中旅客目的城市的遠(yuǎn)近以及模塊單元的編號，所有模塊單元依次聯(lián)接形成一個模塊車輛編組，隨后將模塊車輛編組中所有模塊單元按照前后順序重新編號；

15、(b.4)根據(jù)單位時間τ內(nèi)的出行需求匯總情況，確定去往各城市的模塊單元的數(shù)量；

16、(b.5)根據(jù)模塊單元的編號以及各個模塊單元的目的地，發(fā)布車廂信息引導(dǎo)旅客移動至相應(yīng)的模塊單元；

17、(b.6)旅客完成移動后，將模塊車輛編組中空載的模塊單元與該模塊車輛編組進(jìn)行分離，得到解編完成后的模塊車輛編組，分離后的模塊單元等待被分配其他接送任務(wù)；

18、(b.7)解編完成后的模塊車輛編組準(zhǔn)備發(fā)車任務(wù)，隨后駛向目的地。

19、進(jìn)一步地，所述高速公路出入口控制點(diǎn)模塊車輛優(yōu)化編組子系統(tǒng)用于結(jié)合城市道路中的模塊公交旅客接送子系統(tǒng)，對到達(dá)高速公路出口控制點(diǎn)的模塊車輛編組中的旅客按照具體目的地進(jìn)行送客車輛的分派重聯(lián)，完成旅客的移動換乘后，實(shí)施模塊單元的解編送客任務(wù)，具體為：

20、(c.1)所述高速公路出入口控制點(diǎn)模塊車輛優(yōu)化編組子系統(tǒng)結(jié)合城市道路中的模塊公交旅客接送子系針對到達(dá)高速公路出口控制點(diǎn)的模塊車輛編組，首先確定接送旅客的模塊單元的梳理：根據(jù)模塊車輛編組中所有旅客的出行需求，統(tǒng)計(jì)匯總市內(nèi)目的地，并由遠(yuǎn)及近對市內(nèi)目的地進(jìn)行排序并依次對市內(nèi)目的地進(jìn)行編號，隨后根據(jù)模塊車輛編組中旅客的數(shù)量以及各個模塊單元的容量計(jì)算去往各個市內(nèi)目的地的模塊單元的數(shù)量；

21、(c.2)若計(jì)算去往各個市內(nèi)目的地的模塊單元的數(shù)量的總和大于模塊車輛編組中模塊單元的數(shù)量的總和，則計(jì)算得到需要增派的模塊單元的數(shù)量，以最短路原則，提前增派附近的空閑的模塊單元至高速公路出口控制點(diǎn)；隨后模塊車輛編組和增派的模塊單元進(jìn)行聯(lián)接，得到聯(lián)接后的模塊車輛編組隨后將聯(lián)接后的模塊車輛編組中的所有模塊單元依次編號；

22、若計(jì)算去往各個市內(nèi)目的地的模塊單元的數(shù)量的總和小于模塊車輛編組中模塊單元的數(shù)量的總和，則直接對模塊車輛編組中的所有模塊單元依次編號；

23、(c.3)完成對模塊單元的編號后，根據(jù)各個模塊單元的編號及對應(yīng)的市內(nèi)目的地，發(fā)布車廂信息引導(dǎo)旅客移動至相應(yīng)的模塊單元；

24、(c.4)隨后將模塊車輛編組中的所有模塊單元進(jìn)行解編，每個模塊單元將旅客送至具體的市內(nèi)目的地。

25、進(jìn)一步地，所述樞紐互通控制點(diǎn)模塊車輛優(yōu)化編組子系統(tǒng)，用于當(dāng)模塊車輛編組到達(dá)途徑城市高速公路樞紐互通控制點(diǎn)后，對模塊車輛編組進(jìn)行編組優(yōu)化，具體為：

26、(d.1)所述城市高速公路樞紐互通控制點(diǎn)分為前部解編區(qū)域和重聯(lián)區(qū)域，當(dāng)單位時間τ內(nèi)，來自不同城市的模塊車輛編組到達(dá)同一個城市的高速公路樞紐互通控制點(diǎn)的前部解編區(qū)域，所述樞紐互通控制點(diǎn)模塊車輛優(yōu)化編組子系統(tǒng)根據(jù)通過該高速公路樞紐互通控制點(diǎn)可抵達(dá)的不同城市，將所有模塊車輛編組中相應(yīng)的模塊單元進(jìn)行解編，且保證解編后去往同一城市的模塊單元保持聯(lián)接狀態(tài)；

27、(d.2)當(dāng)單位時間τ內(nèi)，來自不同城市的模塊車輛編組到達(dá)同一個城市的高速公路樞紐互通控制點(diǎn)的重聯(lián)區(qū)域，所述樞紐互通控制點(diǎn)模塊車輛優(yōu)化編組子系統(tǒng)將去往同一城市的不同模塊單元根據(jù)抵達(dá)時間的先后以及相應(yīng)城市的遠(yuǎn)近進(jìn)行合流重聯(lián)形成一個模塊車輛編組，隨后將合流重聯(lián)后的不同模塊車輛編組向相應(yīng)城市前進(jìn)。

28、本發(fā)明的有益效果是：

29、1)系統(tǒng)可根據(jù)旅客的出行需求提供“點(diǎn)對點(diǎn)”的個性化、定制化出行服務(wù)，減少旅客的等待時間和中途換乘時間，提高旅客的出行體驗(yàn)；

30、2)系統(tǒng)可根據(jù)交通需求調(diào)整模塊單元配置和模塊車輛運(yùn)行線路優(yōu)化，通過動態(tài)優(yōu)化車輛編組而降低空載率，優(yōu)化模塊單元資源利用率；

31、3)系統(tǒng)可通過優(yōu)化運(yùn)營降低能源消耗和碳排放量，具有環(huán)境友好的特點(diǎn)；

32、4)本發(fā)明通過智能化、模塊化、動態(tài)化的車輛編組和調(diào)度機(jī)制，可有效提升客運(yùn)效率，降低運(yùn)營成本，并提供高質(zhì)量的旅客服務(wù)，同時兼顧對自然環(huán)境的保護(hù)；這些有益效果使得該系統(tǒng)在現(xiàn)代智能交通領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景和推廣價值。