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申请/专利权人：长沙理工大学

摘要：本发明公开了一种城市道路自动驾驶行人摆渡车的车站选址方法，在未来自动驾驶环境下，在提出行人过街摆渡车方案后，首先解决在道路上布设摆渡车站点的选址问题。第一，需确定路段的长度以及附近居民OD出行点的过街需求等信息，之后确认道路同侧摆渡车站点的最小间隔设置与数量限制，根据行人可接受的过度绕行距离，确定可供选择的摆渡车站点集合。通过计算行人到摆渡车站点的距离与各个摆渡车站点之间的距离，运用摆渡车站点的建设成本与行人出行距离为目标函数，为城市道路优化出满足行人过街需求的摆渡车选址方案。本发明主要服务在自动驾驶环境下的摆渡车在城市路段内的站点选址设计，为行人过街其提供便捷。

主权项：1.一种城市道路自动驾驶行人摆渡车的车站选址方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1：采集行人过街需求信息，采集城市道路的长度、宽度等道路信息；步骤2：设置同侧摆渡车站点最小间距及数量限制；步骤3：根据行人可接受的绕行距离，确定可供行人选择的摆渡车站点集合；步骤4：计算行人选择摆渡车站点的概率，建立行人出行距离模型；步骤5：以行人出行和站点建设加权成本最小为目标函数，优化自动驾驶行人摆渡车站点的最佳选址方案；所述的步骤1，包含以下的步骤：步骤11：采集路段长度和宽度、车道宽度与道路附近每个居民OD出行点的位置信息；每个居民OD出行点用Aw表示，w∈{1,2,3,…,2N},以第一个居民OD出行点A1作为坐标原点0,0，在此路段内共计2N个居民OD出行点，每个OD出行点的坐标为Xw,Yw，调查并获取居民出行的过街需求量Fij,代表道路两侧居民OD出行点i与j之间的行人过街需求；分别设置道路两侧的居民OD出行点为Uw与Dw，并且满足Aw＝{Uw∪Dw}，为进行区分，Uw代表道路上街一侧的所有居民OD出行点，Uw＝{1,2,3,…,N}，Dw则代表道路下街一侧的所有居民OD出行点，Dw＝{N+1,N+2,N+3,…,2N}；路侧摆渡站点用Bv表示，v∈{1,2,3,…,R}，R为城市道路内所有摆渡车站点的数量，其中上街路侧摆渡车站点集合用Uv表示，下街路侧摆渡车站点集合用Dv表示；在第一个OD出行点作为原点的基础上设置第一个摆渡车站点且其坐标为0,0，设定路侧的摆渡车站点坐标为xv,yv，满足Bv＝{Uv∪Dv}；由上所述步骤2，则具体为以下步骤：步骤21：根据道路行人过街交通设施的最小设置间隔距离，设定相邻两个站点的最小间距Imin，Imin表示路段同一侧行人过街摆渡车站点的最小间距限制，单位为米；为确保站点的合理分布，路段中同侧任意的两个站点p,q距离不得过近，同一侧相邻行人过街摆渡车站点的坐标分别表示为xp,yp与xq,yq，满足公式1的约束： 步骤22：设置L为路段长度，r为道路一侧的摆渡车站点数量，满足以下约束：2r≤[LImin]+12公式2表示在路段内任意一侧，为保证居民OD出行点居民的过街，至少设置2个以上的摆渡车站点，且[LImin]表示路段长度除摆渡车站最短间距并向下取整，[LImin]+1即为道路一侧所能拥有的最多的摆渡车站点的数量；步骤23：设置B10,0原点作为第一个路侧摆渡车站点，B2ML,0作为最后一个路侧摆渡车站点，L为路段总长度,满足路段内外的行人出行需求；除第一个与最后一个路侧摆渡车站点外，路段内任意一侧的摆渡车站点所在的位置都要满足公式3的约束： 公式3中的xk表示在路段一侧的除第一个与最后一个路侧摆渡车站点外的第k个摆渡车站点；由上所述步骤3，则具体为以下步骤：步骤31：设置在道路同一侧的居民为实现过街需求，从上街区域的居民OD出行点到上街路侧摆渡车站，设置ni,p为二元变量，判断过街行人从居民OD出行点i是否选择到摆渡车站p，选择到摆渡车站p则ni,p＝1，否则ni,p＝0；ni,p满足公式4的约束： 位于下街区域的居民OD出行点的行人过街则从下街区域的居民OD出行点到下街的路侧摆渡车站，设置lj,q为二元变量，判断过街行人从居民OD出行点j是否选择到摆渡车站q，则lj,q＝1，否则lj,q＝0；lj,q满足公式5的约束； 步骤32：居民OD出行点i到同侧行人摆渡车站点p的行人绕行距离设置为满足公式6的约束： 设置最小绕行距离，即居民OD出行点i与最近的行人摆渡车站点p的距离，满足公式7约束： 步骤33：设置Mi为从居民OD出行点i出发行人所选择的能够到达的道路同侧所有行人摆渡车站点集合，如公式8所示： 公式8中的γ表示不同行人在选择同侧其他摆渡车站点与最近距离摆渡车站相比的行人可接受的过度绕行距离；根据所述步骤4，包含如下步骤：步骤41：应用多项式Logit模型，设置为从路段一侧的居民OD出行点i到达同侧行人摆渡车站点p乘车或行人为到达居民OD出行点i而选择行人摆渡车站点p下车的概率；为二元变量当居民OD出行点与行人摆渡车站点位于同一侧时为1，否则ω为0；ρ为选择摆渡车站点有关的系数；如公式9所示： 公式9中在附近的居民OD出行点的行人过街须选择上车与下车摆渡车站点；设置过街行人从居民OD出行点i出发到j过程中，同时选择摆渡车站点p上车和站点q下车的概率为如公式10所示： 步骤42：设置行人过街的绕行距离行人从道路一侧的居民OD出行点i出发，选择到路侧摆渡车站点p，在搭乘行人过街摆渡车后，在道路另一侧摆渡站点q下车，到达道路另一侧居民OD出行点j的绕行距离，如公式11所示： 设置为居民OD出行点i和j所选择的摆渡车站点p和q之间的距离，如公式12所示： 步骤43：在得出行人过街所选择的摆渡车站点的概率后，建立行人过街选择摆渡车站点的总需求加权出行距离d1公式，Fij代表道路两侧居民OD出行点之间的行人过街需求，如公式13所示： 在获得行人过街所选择的摆渡车站点的概率后，建立行人过街选择的摆渡车站点之间的总需求加权出行距离d2公式，如公式14所示： 根据所述步骤5，包含如下步骤：步骤51：以路段内所需要的总的摆渡车站点数量R，c为单个摆渡车站点的建设成本，建立总的摆渡车站点建设成本C的公式，如公式15所示：C＝R·c15根据居民OD出行点的行人过街选择摆渡车站点的总需求加权出行距离与选择的摆渡车站点之间的总需求加权出行距离建立总出行距离的公式，α则为与距离有关的权重系数，如公式16所示： 步骤52：以总的行人出行距离与建设摆渡站点成本最小为目标建立目标函数，a和b分别是行人出行距离和站点建设的成本系数，如公式17所示：

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