公交優先策略在交叉口信號控制的應用

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1.山東交通學院汽車工程系，山東濟南 250023

2.山東交通學院信息工程系，山東濟南 250023

公交優先策略在交叉口信號控制的應用

種靈子1，焦忭忭2

1.山東交通學院汽車工程系，山東濟南 250023

2.山東交通學院信息工程系，山東濟南 250023

優先發展公共交通是解決城市交通問題的有效手段，通過對道路交叉口信號的控制實現公交優先，可以有效的提高公交車輛在交叉口的通行速度，減少公交車輛擁堵，從而緩解城市交通壓力。通過對智能交通的研究，使用無線寬帶網、GPS、檢測器監測公交車輛的運行情況，適時調整信號，實現公交優先。

交叉口；公交優先；智能交通

0 引言

隨著城市規模的發展和居民汽車保有量的持續增加，我國大部分城市面臨的交通壓力越來越大，參考國外經驗，優先發展公共交通是解決城市交通的關鍵。如何在現有的道路通行條件下，引入公交優先策略，發展智能公交系統，減少公交車輛擁堵，提高通行效率是在不大量增加成本的條件下解決公交問題的一個方法。

公交車輛的延誤主要包括路段延誤和交叉口延誤兩部分，根據理論計算，路段延誤遠遠小于交叉口延誤，因此本文將公交優先策略引入道路交叉口信號控制，提高公交車輛的通行速度。

1 交叉口信號控制的公交優先策略

在道路交叉口應用公交優先策略可以減少公交車輛在交叉口的延誤，提高通行速度。目前公交優先信號控制策略主要有以下幾種[1]：

1）被動優先控制策略

被動優先控制策略主要是通過固定信號配時來減少公交車輛在信號交叉口的延誤，被動優先控制策略主要有以下幾種[2]：1）調整信號交叉口的綠信比，為公交線路集中的車道增加有效綠燈時間，主要用于交叉口各方向公交車輛流量差異較大的情況；2）縮短信號周期，壓縮相位時間，從而達到減少公交車等待綠燈啟亮的時間，但同時減少了公交車輛通過時間；3）公交車輛所在道路綠燈相位分離策略。保持周期長度和相位時間不變，將公交車輛所在道路的綠燈相位分開，用相交道路綠燈相位插入其間的方法，這種策略犧牲了同道路其他車輛的通過性。

2）主動優先控制策略

主動優先信號控制通過適時地、動態地調整信號設置，減少公交車輛在交叉口的通過時間，主要包括延長綠燈時間、縮短紅燈時間、插入信號相位3種策略。1）延長綠燈時間策略。當公交車輛在綠燈即將結束時到達交叉口，延長本相位的綠燈時間，保證公交車輛順利地通過；2）縮短紅燈時間策略。公交車輛在紅燈的時候到達交叉口，采取縮短目前相位，從而使下一個綠燈相位提前到來的方法減少公交車輛等待時間；3）插入公交相位策略。公交車輛在紅燈時間到達，但是等待綠燈啟亮時間還有一段較長的時間，那么可以采用插入一個公交通行相位，待通過后再恢復到原有相位。插入相位會導致信號時間損失增多，交叉口通行能力降低，應盡量減少插入相位公交優先策略的實施。

3）實時優先控制策略

實時優先控制策略是通過車輛定位設備、道路檢測設備等先進的信息檢測裝置獲取區域內道路通行情況和公交車輛的運行狀況，對信號進行實時控制，保證公交優先。道路通行情況，包括區域內道路流量，機動車平均速度，各個交叉口的通行情況等；公交車的運行狀況，包括位置、乘客數、時刻表等。通過對以上實時交通信息的綜合分析，在保證道路通行暢通的前提下調整交叉口的信號配時，為公交車輛提供優先信號。

2 公交優先在交叉口信號控制的應用

2.1 系統構成

1）網絡設備。鑒于目前3G寬帶網正在推廣應用，建議使用3G網絡的無線寬帶網，利用寬帶網的高速度大容量提高系統的傳輸速度及效率，使系統能夠實時反應；

2）車載設備。車載定位設備主要采用GPS集成技術。目前GPS定位精度達到±1m～2m。完全可以滿足車輛定位要求，預測進入道路交叉口的公交車輛；

3）信號交叉口控制設備。在重要路口安裝視頻信號采集設備、激光微波傳感器為主的信息采集設備、自動信號設備以及信息設備收發機，以接收和轉發公汽與運營中心的信息。

2.2 實施方案

因各道路交叉口通行方式，擁堵情況，信號燈控制有較大差別，根據道路交叉口流量情況，對信號交叉口分類處理。

1）交叉口流量較小，飽和度低的采用主動優先控制策略。依靠檢測器預估公交車輛到達交叉口的時間，并相應調整信號，保證公交車輛通行。當檢測到公交車輛即將達到交叉口時，采用延長綠燈、縮短紅燈等方式實時調整交叉口信號控制方案，盡可能保證公交車輛無需等待直接通過交叉口，并考慮非優先車輛在交叉口的通行效益，從而實現公交車優先通行。由于信號控制僅取決于檢測器提供的信息，僅需對交叉口信號控制進行簡單修改即可，無需車載設備合網絡聯接支持。

2）交叉口流量較大，達到飽和或過度飽和采用實時優先控制策略。主要采用GPS和檢測器相結合的方式，通過檢測器檢測將要抵達交叉口的公交車輛，功過GPS確定各個方向上等待通過交叉口的公交車輛，然后根據先到先通過，優先排隊較多的方向的原則，同時考慮非優先車輛的等待情況，實時調整信號燈的控制，從而減少公交車輛通過交叉口的等待時間，提高通行效率。在此基礎上，可進一步獲取區域內道路通行情況和公交車輛的運行狀況等信息，由控制中心管理區域內交叉口信號，優化公交車輛及其他車輛通行。

3 結論

優先發展公共交通是解決城市交通問題的一個重要手段，在現有道路通行條件基礎上采用公交優先策略，保證公交車輛通行也日益受到社會的重視。由于我國道路交叉口條件復雜、環境多樣，需要根據具體情況采取相應的公交優先策略。本文根據交叉口流量情況，對交叉口進行簡單分類，并采取相應的公交優先策略，在不大量增加成本的情況下給出了一種簡單的公交優先信號控制策略。隨著智能交通系統ITS的發展和應用，研究基于智能交通系統的公交優先技術，整合道路、車輛信息，建立一體化的城市智能交通體系，對解決我國城市交通問題有重大的意義。

[1]季顏捷，鄧衛.交叉口公交優先技術研究現狀及發展綜述 [J].交通運輸系統工程與信息，2004，2：30-34．

[2]劉紅紅，王鑫明，楊兆升.城市公共交通優先的信號控制 策略[J].公路交通科技，2004，5：121-124.

U491.2

A

1674-6708（2010）28-0134-02

種靈子，助教，研究方向：計算機網絡