種靈子，焦忭忭

1.山東交通學(xué)院汽車工程系，山東濟(jì)南 250023

2.山東交通學(xué)院信息工程系，山東濟(jì)南 250023

公交優(yōu)先策略在交叉口信號(hào)控制的應(yīng)用

種靈子1，焦忭忭2

1.山東交通學(xué)院汽車工程系，山東濟(jì)南 250023

2.山東交通學(xué)院信息工程系，山東濟(jì)南 250023

優(yōu)先發(fā)展公共交通是解決城市交通問(wèn)題的有效手段，通過(guò)對(duì)道路交叉口信號(hào)的控制實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)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(guò)對(duì)智能交通的研究，使用無(wú)線寬帶網(wǎng)、GPS、檢測(cè)器監(jiān)測(cè)公交車輛的運(yùn)行情況，適時(shí)調(diào)整信號(hào)，實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先。

交叉口；公交優(yōu)先；智能交通

0 引言

隨著城市規(guī)模的發(fā)展和居民汽車保有量的持續(xù)增加，我國(guó)大部分城市面臨的交通壓力越來(lái)越大，參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)先發(fā)展公共交通是解決城市交通的關(guān)鍵。如何在現(xiàn)有的道路通行條件下，引入公交優(yōu)先策略，發(fā)展智能公交系統(tǒng)，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(wèn)題的一個(gè)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(jù)理論計(jì)算，路段延誤遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于交叉口延誤，因此本文將公交優(yōu)先策略引入道路交叉口信號(hào)控制，提高公交車輛的通行速度。

1 交叉口信號(hào)控制的公交優(yōu)先策略

在道路交叉口應(yīng)用公交優(yōu)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(yōu)先信號(hào)控制策略主要有以下幾種[1]：

1）被動(dòng)優(yōu)先控制策略

被動(dòng)優(yōu)先控制策略主要是通過(guò)固定信號(hào)配時(shí)來(lái)減少公交車輛在信號(hào)交叉口的延誤，被動(dòng)優(yōu)先控制策略主要有以下幾種[2]：1）調(diào)整信號(hào)交叉口的綠信比，為公交線路集中的車道增加有效綠燈時(shí)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(hào)周期，壓縮相位時(shí)間，從而達(dá)到減少公交車等待綠燈啟亮的時(shí)間，但同時(shí)減少了公交車輛通過(guò)時(shí)間；3）公交車輛所在道路綠燈相位分離策略。保持周期長(zhǎng)度和相位時(shí)間不變，將公交車輛所在道路的綠燈相位分開(kāi)，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(guò)性。

2）主動(dòng)優(yōu)先控制策略

主動(dòng)優(yōu)先信號(hào)控制通過(guò)適時(shí)地、動(dòng)態(tài)地調(diào)整信號(hào)設(shè)置，減少公交車輛在交叉口的通過(guò)時(shí)間，主要包括延長(zhǎng)綠燈時(shí)間、縮短紅燈時(shí)間、插入信號(hào)相位3種策略。1）延長(zhǎng)綠燈時(shí)間策略。當(dāng)公交車輛在綠燈即將結(jié)束時(shí)到達(dá)交叉口，延長(zhǎng)本相位的綠燈時(shí)間，保證公交車輛順利地通過(guò)；2）縮短紅燈時(shí)間策略。公交車輛在紅燈的時(shí)候到達(dá)交叉口，采取縮短目前相位，從而使下一個(gè)綠燈相位提前到來(lái)的方法減少公交車輛等待時(shí)間；3）插入公交相位策略。公交車輛在紅燈時(shí)間到達(dá)，但是等待綠燈啟亮?xí)r間還有一段較長(zhǎng)的時(shí)間，那么可以采用插入一個(gè)公交通行相位，待通過(guò)后再恢復(fù)到原有相位。插入相位會(huì)導(dǎo)致信號(hào)時(shí)間損失增多，交叉口通行能力降低，應(yīng)盡量減少插入相位公交優(yōu)先策略的實(shí)施。

3）實(shí)時(shí)優(yōu)先控制策略

實(shí)時(shí)優(yōu)先控制策略是通過(guò)車輛定位設(shè)備、道路檢測(cè)設(shè)備等先進(jìn)的信息檢測(cè)裝置獲取區(qū)域內(nèi)道路通行情況和公交車輛的運(yùn)行狀況，對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，保證公交優(yōu)先。道路通行情況，包括區(qū)域內(nèi)道路流量，機(jī)動(dòng)車平均速度，各個(gè)交叉口的通行情況等；公交車的運(yùn)行狀況，包括位置、乘客數(shù)、時(shí)刻表等。通過(guò)對(duì)以上實(shí)時(shí)交通信息的綜合分析，在保證道路通行暢通的前提下調(diào)整交叉口的信號(hào)配時(shí)，為公交車輛提供優(yōu)先信號(hào)。

2 公交優(yōu)先在交叉口信號(hào)控制的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

1）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。鑒于目前3G寬帶網(wǎng)正在推廣應(yīng)用，建議使用3G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線寬帶網(wǎng)，利用寬帶網(wǎng)的高速度大容量提高系統(tǒng)的傳輸速度及效率，使系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)反應(yīng)；

2）車載設(shè)備。車載定位設(shè)備主要采用GPS集成技術(shù)。目前GPS定位精度達(dá)到±1m～2m。完全可以滿足車輛定位要求，預(yù)測(cè)進(jìn)入道路交叉口的公交車輛；

3）信號(hào)交叉口控制設(shè)備。在重要路口安裝視頻信號(hào)采集設(shè)備、激光微波傳感器為主的信息采集設(shè)備、自動(dòng)信號(hào)設(shè)備以及信息設(shè)備收發(fā)機(jī)，以接收和轉(zhuǎn)發(fā)公汽與運(yùn)營(yíng)中心的信息。

2.2 實(shí)施方案

因各道路交叉口通行方式，擁堵情況，信號(hào)燈控制有較大差別，根據(jù)道路交叉口流量情況，對(duì)信號(hào)交叉口分類處理。

1）交叉口流量較小，飽和度低的采用主動(dòng)優(yōu)先控制策略。依靠檢測(cè)器預(yù)估公交車輛到達(dá)交叉口的時(shí)間，并相應(yīng)調(diào)整信號(hào)，保證公交車輛通行。當(dāng)檢測(cè)到公交車輛即將達(dá)到交叉口時(shí)，采用延長(zhǎng)綠燈、縮短紅燈等方式實(shí)時(shí)調(diào)整交叉口信號(hào)控制方案，盡可能保證公交車輛無(wú)需等待直接通過(guò)交叉口，并考慮非優(yōu)先車輛在交叉口的通行效益，從而實(shí)現(xiàn)公交車優(yōu)先通行。由于信號(hào)控制僅取決于檢測(cè)器提供的信息，僅需對(duì)交叉口信號(hào)控制進(jìn)行簡(jiǎn)單修改即可，無(wú)需車載設(shè)備合網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接支持。

2）交叉口流量較大，達(dá)到飽和或過(guò)度飽和采用實(shí)時(shí)優(yōu)先控制策略。主要采用GPS和檢測(cè)器相結(jié)合的方式，通過(guò)檢測(cè)器檢測(cè)將要抵達(dá)交叉口的公交車輛，功過(guò)GPS確定各個(gè)方向上等待通過(guò)交叉口的公交車輛，然后根據(jù)先到先通過(guò)，優(yōu)先排隊(duì)較多的方向的原則，同時(shí)考慮非優(yōu)先車輛的等待情況，實(shí)時(shí)調(diào)整信號(hào)燈的控制，從而減少公交車輛通過(guò)交叉口的等待時(shí)間，提高通行效率。在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步獲取區(qū)域內(nèi)道路通行情況和公交車輛的運(yùn)行狀況等信息，由控制中心管理區(qū)域內(nèi)交叉口信號(hào)，優(yōu)化公交車輛及其他車輛通行。

3 結(jié)論

優(yōu)先發(fā)展公共交通是解決城市交通問(wèn)題的一個(gè)重要手段，在現(xiàn)有道路通行條件基礎(chǔ)上采用公交優(yōu)先策略，保證公交車輛通行也日益受到社會(huì)的重視。由于我國(guó)道路交叉口條件復(fù)雜、環(huán)境多樣，需要根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的公交優(yōu)先策略。本文根據(jù)交叉口流量情況，對(duì)交叉口進(jìn)行簡(jiǎn)單分類，并采取相應(yīng)的公交優(yōu)先策略，在不大量增加成本的情況下給出了一種簡(jiǎn)單的公交優(yōu)先信號(hào)控制策略。隨著智能交通系統(tǒng)ITS的發(fā)展和應(yīng)用，研究基于智能交通系統(tǒng)的公交優(yōu)先技術(shù)，整合道路、車輛信息，建立一體化的城市智能交通體系，對(duì)解決我國(guó)城市交通問(wèn)題有重大的意義。

[1]季顏捷，鄧衛(wèi).交叉口公交優(yōu)先技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展綜述 [J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)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(yōu)先的信號(hào)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)