信息交互環(huán)境下公交信號(hào)優(yōu)先控制仿真與評(píng)估*

周 莉 暨育雄 王一喆

(同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 201804)

信息交互環(huán)境下公交信號(hào)優(yōu)先控制仿真與評(píng)估*

周 莉 暨育雄 王一喆

(同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 201804)

在信號(hào)控制交叉口，公交車(chē)需要與社會(huì)車(chē)輛競(jìng)爭(zhēng)通行權(quán).為提升公交車(chē)輛的服務(wù)質(zhì)量，交通控制系統(tǒng)會(huì)在交叉口給予公交車(chē)輛一定的優(yōu)先通行權(quán)，以保障其準(zhǔn)點(diǎn)率.本研究在信息交互環(huán)境下建立單點(diǎn)交叉口公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先控制策略，以交叉口總體人均效益最大化為目標(biāo)，兼顧公交車(chē)輛能耗、舒適性等因素，根據(jù)不同到達(dá)模式提出了公交車(chē)單點(diǎn)交叉口信號(hào)實(shí)時(shí)優(yōu)先控制方法.并借助VISSIM仿真軟件進(jìn)行信號(hào)優(yōu)先控制方案的驗(yàn)證，在不同背景交通流條件下，可以使交叉口人均延誤降低13.21%，20.06%和25.27%，公交車(chē)車(chē)輛運(yùn)行速度分別提升11.15%，12.16%和13.94%.

信號(hào)主動(dòng)優(yōu)先控制；信息交互技術(shù)；城市公共交通；仿真與評(píng)估

0 引 言

公交車(chē)輛行程時(shí)間較長(zhǎng)、服務(wù)水平較低等問(wèn)題成為制約公交車(chē)出行分擔(dān)率提升的重要因素，利用新技術(shù)、新方法提高公共交通的準(zhǔn)點(diǎn)率和服務(wù)水平極具現(xiàn)實(shí)意義.

信息交互技術(shù)(V2X environment)為提高公交的運(yùn)行效率帶來(lái)新思路.信息交互環(huán)境是指交通控制及其關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的各個(gè)對(duì)象之間可實(shí)時(shí)交互其當(dāng)前狀態(tài)、控制指令與請(qǐng)求的通信環(huán)境，使得控制方能夠獲得車(chē)輛速度、車(chē)輛位置、車(chē)輛路徑等更為細(xì)粒的交通控制信息，并據(jù)此生成最合適的控制方案[1].但信息交互技術(shù)在公交信號(hào)優(yōu)先的應(yīng)用上尚有不成熟之處，特別是公共交通交叉口信號(hào)優(yōu)先的控制理論和方法尚需完善，例如單純的公交信號(hào)優(yōu)先控制難以均衡對(duì)向道路的通行效益，容易造成交叉口總體通行效益的下降.另一方面，單純的信號(hào)優(yōu)先控制無(wú)法區(qū)分“早點(diǎn)”與“晚點(diǎn)”的公交車(chē)輛，一概而論的控制方式容易造成時(shí)刻表的進(jìn)一步偏移，反而對(duì)整個(gè)交通系統(tǒng)起到不利的影響.因此本文針對(duì)具有公交專(zhuān)用車(chē)道的常規(guī)公交，基于信息交互技術(shù)精準(zhǔn)獲取車(chē)輛位置和速度信息，預(yù)測(cè)公交車(chē)輛行程時(shí)間的同時(shí)，根據(jù)公交到達(dá)時(shí)間窗在信號(hào)周期中的定位設(shè)計(jì)單點(diǎn)交叉口信號(hào)實(shí)時(shí)優(yōu)先控制方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)公交精準(zhǔn)化優(yōu)先控制.

馬萬(wàn)經(jīng)等[2]在洛杉磯進(jìn)行的公交信號(hào)優(yōu)先控制實(shí)驗(yàn)，自此，公交信號(hào)優(yōu)先成為了一個(gè)新的交通研究領(lǐng)域.公交信號(hào)優(yōu)先是指在交叉口為公交車(chē)輛提供優(yōu)先通行信號(hào)，在保證不對(duì)整個(gè)交叉口或干線(xiàn)車(chē)輛運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響的前提下，使公交車(chē)輛順利通過(guò)交叉口，減少公交車(chē)輛的延誤，降低公交車(chē)輛的路線(xiàn)行程時(shí)間，提高公交車(chē)輛的準(zhǔn)點(diǎn)率和運(yùn)行效率，進(jìn)而提升公共交通系統(tǒng)的服務(wù)可靠性[3-5].汪健等[6]綜合考慮社會(huì)車(chē)流綠波帶和公交車(chē)流綠波帶,分析上游交叉口到達(dá)下游交叉口的時(shí)刻對(duì)綠波帶的影響情況,建立了基于綠波帶寬度的優(yōu)化目標(biāo)，以社會(huì)車(chē)流和公交車(chē)流能夠獲得的綠波帶寬度之和最優(yōu)為原則的公交優(yōu)先方法.馬萬(wàn)經(jīng)等[7]基于公交車(chē)發(fā)車(chē)頻率，研究信號(hào)周期與公交車(chē)到達(dá)信號(hào)交叉口周期的落點(diǎn)數(shù)量分布，提出以公交車(chē)均延誤最小的落點(diǎn)最優(yōu)位置模型和多申請(qǐng)下的優(yōu)先控制模型，能夠降低車(chē)頭時(shí)距波動(dòng)和公交車(chē)車(chē)均延誤.尚春琳等[8]選取人均延誤作為效益指標(biāo)來(lái)衡量路口通行效率,采用譜聚類(lèi)的方法確定公交車(chē)與社會(huì)車(chē)輛之間的加權(quán)比重，據(jù)此選用PAA方法進(jìn)行交叉口的多時(shí)段劃分.Zeng等[9]考慮公交車(chē)輛到站時(shí)間的隨機(jī)性進(jìn)行實(shí)時(shí)公交優(yōu)先策略生成.Dion等[10]將自適應(yīng)公交調(diào)度策略和自適應(yīng)交通控制策略同時(shí)進(jìn)行應(yīng)用研究，并以公交車(chē)輛時(shí)間節(jié)約、社會(huì)車(chē)輛延誤費(fèi)用和社會(huì)車(chē)輛停車(chē)費(fèi)用組合為目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化控制方案.Ekeila等[11]針對(duì)常規(guī)優(yōu)先控制策略其對(duì)背景車(chē)流有較大影響以及不能對(duì)實(shí)時(shí)車(chē)流做出動(dòng)態(tài)調(diào)整的缺點(diǎn)，基于公交車(chē)輛預(yù)測(cè)到達(dá)時(shí)間窗口，提出了動(dòng)態(tài)優(yōu)先策略.陳炯迪等[12]基于干線(xiàn)交叉口綠波協(xié)調(diào)控制原理和速度誘導(dǎo)原理,提出了一種可跨周期的公交專(zhuān)用道綠波信號(hào)協(xié)調(diào)控制方法.

通過(guò)文獻(xiàn)綜述可見(jiàn)，集中于研究公交優(yōu)先實(shí)現(xiàn)的邏輯或算法的相關(guān)文獻(xiàn)較多，然而這些理論僅通過(guò)數(shù)值解析方法進(jìn)行信號(hào)優(yōu)先控制，尚未形成系統(tǒng)性的成果，無(wú)法直接運(yùn)用于公交的實(shí)際運(yùn)營(yíng).與此同時(shí)公共交通和社會(huì)車(chē)輛的協(xié)調(diào)研究的還不夠充分，即公交優(yōu)先可能會(huì)對(duì)社會(huì)車(chē)輛造成負(fù)影響，甚至可能會(huì)引起交通事故.

1 單點(diǎn)交叉口公交信號(hào)優(yōu)先控制邏輯

1.1 單點(diǎn)交叉口公交信號(hào)優(yōu)先控制假設(shè)條件

1) 道路條件 設(shè)置有公交專(zhuān)用道，假設(shè)公交車(chē)輛均行駛在公交專(zhuān)用道上，其運(yùn)行不會(huì)被社會(huì)車(chē)輛干擾.

2) 信息采集 本文研究均建立在可以準(zhǔn)確且即時(shí)獲取相關(guān)信息的基礎(chǔ)上，例如公交車(chē)位置信息、車(chē)速信息和信號(hào)優(yōu)先請(qǐng)求信息等；另外公交配置的車(chē)載GPS，當(dāng)公交駛離上一停靠站時(shí)即判斷其運(yùn)行正點(diǎn)情況，對(duì)于晚點(diǎn)公交在交叉口給予信號(hào)優(yōu)先控制，以保證其運(yùn)行的可靠性.

3) 信號(hào)優(yōu)先控制 基于信息交互技術(shù)可以實(shí)時(shí)獲取信號(hào)燈狀態(tài)、周期及時(shí)長(zhǎng)，并在系統(tǒng)判定給予優(yōu)先后根據(jù)公交車(chē)輛到達(dá)時(shí)間窗的預(yù)測(cè)結(jié)果實(shí)施優(yōu)先控制.

1.2 單點(diǎn)交叉口公交信號(hào)優(yōu)先控制思想

1) 降低公交車(chē)輛延誤與能耗 通過(guò)公交信號(hào)優(yōu)先可以增加公交車(chē)輛的通行權(quán)，降低公交車(chē)延誤和行程時(shí)間的同時(shí)，節(jié)約乘客的出行時(shí)間成本.另一方面，由于公交頻繁地停車(chē)啟動(dòng)會(huì)造成大量的能源消耗，同時(shí)也不利于乘客乘坐的舒適性.因此，本文考慮對(duì)于部分運(yùn)行正點(diǎn)，但是到達(dá)停車(chē)線(xiàn)的時(shí)刻位于紅燈初期或紅燈末期的公交給予優(yōu)先控制，既不會(huì)對(duì)社會(huì)車(chē)輛造成較大的影響，又可起到節(jié)能和提高乘坐舒適性的作用.

2) 考慮交叉口整體效益 當(dāng)背景交通流量較大時(shí)，僅考慮公交的交通效益可能會(huì)對(duì)交叉口整體效益產(chǎn)生不利的影響.因此，本文在執(zhí)行公交單點(diǎn)交叉口優(yōu)先控制之前，會(huì)進(jìn)行以人均延誤為單位的優(yōu)先控制前后交叉口整體交通效益對(duì)比，僅當(dāng)整體效益的變化在可接受的范圍內(nèi)時(shí)，才執(zhí)行公交單點(diǎn)優(yōu)先控制.

1.3 公交單點(diǎn)交叉口在線(xiàn)優(yōu)先控制模塊

1) 信息檢測(cè)模塊 公交優(yōu)先在線(xiàn)控制策略的生成需要大量的交通運(yùn)行信息，包括公交車(chē)輛的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息及其既定運(yùn)行計(jì)劃，公交車(chē)位置信息、車(chē)速信息，交通流量、各相位飽和度等背景交通信息，及現(xiàn)有的信號(hào)控制方案等幾方面的信息.

2) 優(yōu)先申請(qǐng)模塊 根據(jù)公交車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)測(cè)其到達(dá)交叉口的時(shí)間窗，與既定運(yùn)行計(jì)劃相對(duì)比，若公交車(chē)晚點(diǎn)，或雖未晚點(diǎn)，但是屬于提升交叉口整體效益的優(yōu)先控制的范圍，則進(jìn)入優(yōu)先申請(qǐng)，否則優(yōu)先控制判斷邏輯結(jié)束，保持原有控制方案不變.若有多個(gè)優(yōu)先請(qǐng)求，則按照一定的方法設(shè)定優(yōu)先權(quán)重，優(yōu)先滿(mǎn)足權(quán)重較大的公交車(chē)輛.

3) 策略實(shí)施模塊 通過(guò)系統(tǒng)協(xié)調(diào)和單點(diǎn)感應(yīng)控制兩個(gè)層次實(shí)時(shí)實(shí)施相應(yīng)優(yōu)先措施.系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制通過(guò)對(duì)公交車(chē)輛和背景交通在網(wǎng)絡(luò)中的整體運(yùn)行狀況的把握和預(yù)測(cè)，優(yōu)化基礎(chǔ)控制方案;單點(diǎn)控制針對(duì)公交優(yōu)先申請(qǐng)，根據(jù)公交車(chē)到達(dá)時(shí)段在周期中的相位分布情況分為若干種到達(dá)模式，每一種模式均對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的優(yōu)先控制方案，包括綠燈延長(zhǎng)、紅燈早斷、相位插入三類(lèi)，最終對(duì)單個(gè)交叉口的信號(hào)配時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證公交優(yōu)先通行.

2 單點(diǎn)交叉口信號(hào)優(yōu)先控制方案

2.1 公交到達(dá)時(shí)刻在信號(hào)周期中的定位

根據(jù)公交車(chē)到達(dá)交叉口停車(chē)線(xiàn)的時(shí)間段，需要對(duì)其下界、中值、上界進(jìn)行在周期中的定位，從而得知預(yù)測(cè)時(shí)間段的下界、中值、上界各處于周期中的哪個(gè)相位[13].具體步驟為：①將以s為單位的預(yù)測(cè)行程時(shí)間段加到現(xiàn)在的時(shí)刻上；②去除①中時(shí)間周期的整數(shù)倍；③余下的時(shí)間段即為預(yù)測(cè)時(shí)間段在周期中的定位；④判斷下界、中值、上界各處于哪個(gè)相位.

將其用數(shù)學(xué)表達(dá)，則為

mod([tnow+tTTA-σ,tnow+tTTA+σ],C)

(1)

式中：tnow為檢測(cè)到公交車(chē)的時(shí)刻，s；C為控制周期時(shí)長(zhǎng)，s;σ2為行程時(shí)間預(yù)測(cè)模型方差；tTTA為公交車(chē)預(yù)測(cè)到達(dá)停車(chē)線(xiàn)時(shí)段的中值.

得知公交車(chē)預(yù)測(cè)到達(dá)時(shí)間段在周期中的定位及所屬相位后，可將其到達(dá)模式分為若干種情況，每一種情況時(shí)間段的下界、中值、上界均處于不同的相位，相應(yīng)的公交車(chē)優(yōu)先控制方案也有所不同.

2.2 公交車(chē)綠燈相位插入

該類(lèi)到達(dá)模式為公交車(chē)到達(dá)時(shí)段的上界、中值、下界均位于公交車(chē)紅燈相位，且三者沒(méi)有全部位于公交車(chē)綠燈相位上一相位.針對(duì)這種模式，采取公交車(chē)綠燈相位插入,見(jiàn)圖1.

圖1 公交車(chē)綠燈相位插入控制策略

假設(shè)公交車(chē)到達(dá)時(shí)段下界位于第m相位(非公交車(chē)上一相位)的綠燈期間，則公交車(chē)綠燈相位插入時(shí)刻應(yīng)滿(mǎn)足第m相位的最小綠燈時(shí)間.公交車(chē)綠燈相位的插入時(shí)刻為

式中：tins為公交車(chē)綠燈相位插入時(shí)刻，s；m為公交車(chē)到達(dá)時(shí)段下界位于的相位；gm min為第m相位的最小綠燈時(shí)間，s.yi為第i相位社會(huì)車(chē)輛流量比；其他參數(shù)含義同上.

2.3 公交車(chē)紅燈早斷

1) 紅燈早斷模式一 該種模式下對(duì)應(yīng)的優(yōu)先控制方案為公交車(chē)紅燈縮短.紅燈縮短的時(shí)長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足公交車(chē)前一相位的最小綠燈時(shí)間，見(jiàn)圖2.紅燈縮短的時(shí)長(zhǎng)為

(3)

式中：Δtred為公交車(chē)紅燈縮短的時(shí)長(zhǎng)，s；σ為公交車(chē)到達(dá)時(shí)段下界與中值的偏移，s；r為公交車(chē)相位紅燈時(shí)長(zhǎng)，s；n為除公交車(chē)相位外的相位總數(shù)；gi為公交車(chē)綠燈相位之外其他相位的原方案綠燈時(shí)長(zhǎng)，s；Ii為公交車(chē)綠燈相位之外其他相位的綠燈間隔時(shí)間，s；gn min為公交車(chē)綠燈相位前一相位的最小綠燈時(shí)間，s.

圖2 公交車(chē)紅燈早斷控制策略一

2) 紅燈早斷模式二 該種模式下對(duì)應(yīng)的優(yōu)先控制方案為公交車(chē)紅燈縮短.紅燈縮短的時(shí)長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足公交車(chē)前一相位的最小綠燈時(shí)間，見(jiàn)圖3.紅燈縮短的時(shí)長(zhǎng)為

Δtred=min[r-(tTTA-σ),

(4)

式中：各參數(shù)含義同上.

圖3 公交車(chē)紅燈早斷控制策略二

2.4 公交車(chē)綠燈延長(zhǎng)

1) 綠燈延長(zhǎng)模式一 該種模式下對(duì)應(yīng)的優(yōu)先控制方案為公交車(chē)綠燈延長(zhǎng).綠燈延長(zhǎng)的時(shí)長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足公交車(chē)的通行需求并保證該相位綠燈時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)最大綠燈時(shí)長(zhǎng),見(jiàn)圖4.綠燈延長(zhǎng)的時(shí)長(zhǎng)為

Δtgre=min[σ,gt max-gt]

(5)

式中：Δtgre為公交車(chē)綠燈相位綠燈延長(zhǎng)的時(shí)長(zhǎng)，s；gt max為公交車(chē)綠燈相位最大綠燈時(shí)間，s；gt為公交車(chē)綠燈相位原方案時(shí)長(zhǎng)，s；其余參數(shù)含義同上.

圖4 公交車(chē)綠燈延長(zhǎng)控制策略一

2) 綠燈延長(zhǎng)模式二 該模式下對(duì)應(yīng)的優(yōu)先控制方案為公交車(chē)綠燈延長(zhǎng).綠燈延長(zhǎng)的時(shí)長(zhǎng)應(yīng)滿(mǎn)足公交車(chē)的通行需求并保證該相位綠燈時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)最大綠燈時(shí)長(zhǎng)，見(jiàn)圖5.綠燈延長(zhǎng)的時(shí)長(zhǎng)為

Δtgre=min[2σ,gmax-g]

(6)

式中：參數(shù)含義同上，2σ的取值是為了滿(mǎn)足公交車(chē)的通行需求.

圖5 公交車(chē)綠燈延長(zhǎng)控制策略二

3 優(yōu)先控制方法驗(yàn)證與仿真分析

為了復(fù)現(xiàn)較為復(fù)雜的公交優(yōu)先控制算法并評(píng)估其運(yùn)行效果，需要在VISSIM中借助COM Server接口實(shí)現(xiàn)二次開(kāi)發(fā).公交優(yōu)先控制模型的數(shù)據(jù)與仿真均可通過(guò)COM界面得到.VISSIM的COM界面支持Microsoft Automation,用戶(hù)能夠應(yīng)用各種編程語(yǔ)言調(diào)用COM Server接口，本文即根據(jù)公交車(chē)單點(diǎn)交叉口信號(hào)優(yōu)先控制核心算法，基于c#環(huán)境進(jìn)行信號(hào)優(yōu)先控制系統(tǒng)軟件程序的開(kāi)發(fā).

分別在交叉口背景社會(huì)車(chē)輛流量為低流量500 pcu/h、中流量900 pcu/h和高流量1 300 pcu/h的條件下進(jìn)行系統(tǒng)控制結(jié)果的驗(yàn)證.

1) 在交叉口同一周期不同社會(huì)車(chē)輛流量條件下，在對(duì)于公交車(chē)進(jìn)行信號(hào)優(yōu)先控制，得到交叉口的人均延誤.通過(guò)仿真得出，在交叉口社會(huì)車(chē)輛流量分別為500，900和1 300 pcu/h的條件交叉口人均延誤絕對(duì)值分別降低5.8，6.8和6.9 s，延誤降低百分比分別為13.21%，20.06%和22.05%，具體結(jié)果參見(jiàn)表1.

2) 在交叉口社會(huì)車(chē)輛流量為低流量500 pcu/h，中流量900 pcu/h和高流量1 300 pcu/h的條件分別做60次仿真實(shí)驗(yàn)分析，得出公交車(chē)平均運(yùn)行速度.結(jié)果顯示，公交車(chē)的平均運(yùn)行速度分別提升11.15%，12.16%和13.94%，具體結(jié)果參見(jiàn)表1.

表1 優(yōu)化前后人均延誤及運(yùn)行速度

3) 選取社會(huì)車(chē)輛流量為中流量900 pcu/h的情況下進(jìn)行195次仿真實(shí)驗(yàn)，具體結(jié)果見(jiàn)表2.

表2 優(yōu)先控制模式出現(xiàn)次數(shù)及頻率

由表2可知，優(yōu)先控制方案為相位插入的模式出現(xiàn)頻率僅5.13%，說(shuō)明相位插入對(duì)于交叉口正常交通運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生較大影響，會(huì)導(dǎo)致額外的延誤增加和安全問(wèn)題，因此較少采用.優(yōu)先控制方案為綠燈延長(zhǎng)的優(yōu)先控制方案為紅燈早斷的優(yōu)先控制方案總出現(xiàn)頻率分別為34.35%和34.36%，說(shuō)明綠燈延長(zhǎng)方案和紅燈早斷方案出現(xiàn)頻率比較接近，但紅燈早斷方案出現(xiàn)次數(shù)略多于綠燈延長(zhǎng)方案出現(xiàn)次數(shù).

通過(guò)仿真分析得出本文所提出的城市公共交通信號(hào)優(yōu)先控制方案可以在降低交叉口人均延誤的同時(shí)，提升公交車(chē)的運(yùn)行速度，具有較好的應(yīng)用價(jià)值和前景.

4 結(jié) 論

信息交互是城市交通控制的發(fā)展趨勢(shì)，其對(duì)整個(gè)城市交通系統(tǒng)的影響和作用日益顯現(xiàn)，信息交互環(huán)境的城市交通控制研究不是一蹴而就的，對(duì)其規(guī)律的認(rèn)識(shí)和把握是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，本文以公交車(chē)單點(diǎn)交叉口信號(hào)優(yōu)先控制為著眼點(diǎn)，對(duì)信息交互環(huán)境影響下的優(yōu)先控制機(jī)理進(jìn)行探索，設(shè)計(jì)單點(diǎn)交叉口公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先控制系統(tǒng)的工作流程及核心算法，根據(jù)公交車(chē)在信號(hào)周期中到達(dá)時(shí)刻的不同模式，分別提出了公交車(chē)單點(diǎn)實(shí)時(shí)條件優(yōu)先控制方法，該方法可以有效降低交叉口人均延誤，提高公交車(chē)的運(yùn)行速度和效率.

本文存在如下不足：①多交叉口信號(hào)優(yōu)先控制策略研究.本文所提出的信息交互環(huán)境下公交信號(hào)優(yōu)先控制模型的建立只針對(duì)公交車(chē)行駛過(guò)程中即將到達(dá)的單一交叉口，沒(méi)有考慮路段交叉口相互之間的信號(hào)聯(lián)動(dòng)情況.由于路段信號(hào)綠波設(shè)計(jì)對(duì)公交信號(hào)優(yōu)先策略的整體效益有影響，因此在未來(lái)需要對(duì)這方面的研究進(jìn)行補(bǔ)充.②多輛公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先控制策略的研究.本文的公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先控制策略針對(duì)的是單線(xiàn)路一輛公交車(chē)的情況，在后續(xù)的研究中，需要考慮更為符合實(shí)際的多線(xiàn)路多輛公交車(chē)的情況，在考慮多輛公交車(chē)相互作用的情況下，如何通過(guò)合理的公交信號(hào)優(yōu)先策略實(shí)現(xiàn)公交系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、舒適的多目標(biāo)優(yōu)化.

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Simulation and Evaluation of Bus Signal Priority Control in Information Interaction Environment

ZHOULiJIYuxiongWANGYizhe

(TheKeyLaboratoryofRoadandTrafficEngineering,MinistryofEducation,TongjiUniversity,Shanghai201804,China)

Buses usually have to compete their right of way with city cars at intersections. To promote the service quality of bus, the signal control system may provide a signal priority to bus at intersections so as to ensure the punctuality of bus. Based on the information interaction environment, this paper researches on the model of signal priority of bus in isolated intersection. This method aims at benefit maximization per capita of bus and other road users, and provides different signal priority control scenarios which are red truncation, green extension and green light phase insertion for different bus arrival modes. The lateness, energy efficiency and passengers’ comfort of bus, and community vehicles’ efficiency are also considered. Finally, a numerical simulation is conducted by modeling in VISSIM a representative signalized intersection with bus. The results indicate that the proposed method reduces average passenger delay by 13.21%,20.06%,25.27% and improves travel speed of bus vehicles by 11.15%,12.16%,13.94% comparing to existing signal control scenarios.

signal priority control method; information interaction environment; public transportation system; simulation and evaluation

U491

10.3963/j.issn.2095-3844.2017.05.021

2017-08-12

周莉(1992—)：女，碩士生，主要研究領(lǐng)域?yàn)榻煌〝?shù)據(jù)建模與分析、智能交通系統(tǒng)工程

*國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(51238008)、上海市科委科研計(jì)劃項(xiàng)目(15DZ1204402)資助