李克平，韋燕寧，唐克雙，陳 燦

(同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，上海201804)

城市公共交通(以下簡(jiǎn)稱“公交”)優(yōu)先是一個(gè)綜合性問(wèn)題，涵蓋諸多領(lǐng)域，例如修建地鐵和輕軌、擴(kuò)大公共汽車線網(wǎng)、提高車輛的技術(shù)水準(zhǔn)、改善公交服務(wù)、施劃公交專用車道、實(shí)施公交信號(hào)優(yōu)先，等等。城市公交優(yōu)先不僅需要政策和資金的保證，還需要有效的管理體系和技術(shù)創(chuàng)新。世界各國(guó)在這一方面的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒，例如德國(guó)、瑞士、法國(guó)、日本、英國(guó)、巴西等，其中，路權(quán)優(yōu)先和信號(hào)優(yōu)先的公交優(yōu)先策略是提高公交車輛(包括各類與社會(huì)車輛共用道路的公共交通方式)運(yùn)行速度和行程時(shí)間可靠性、切實(shí)實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先的有效措施。

1 公交信號(hào)優(yōu)先控制的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 研究現(xiàn)狀

現(xiàn)有公交信號(hào)優(yōu)先方法大多應(yīng)用簡(jiǎn)單的控制策略，缺乏對(duì)道路交叉口交通流通行效益的綜合考慮[1]。常見(jiàn)的控制策略包括綠燈延長(zhǎng)、紅燈早斷、相位跳躍等。然而，以上操作僅能優(yōu)先處理極少數(shù)的公交車輛，難以帶來(lái)全局效益的提升，同時(shí)保障各方利益的平衡。

改進(jìn)的公交信號(hào)優(yōu)先方法是通過(guò)各種優(yōu)化手段，最大限度地滿足公交車輛通行的需求，并且使其對(duì)其他交通流產(chǎn)生的負(fù)面影響可控和最小化。較有代表性的改進(jìn)方法包括以下幾類。

1）在單點(diǎn)交叉口對(duì)被占用綠燈時(shí)間的相位進(jìn)行信號(hào)補(bǔ)償，或者根據(jù)交通流狀態(tài)確定相位切換規(guī)則[2-4]。這類方法能夠避免非公交運(yùn)行方向由于綠燈時(shí)間不足而造成的延誤增加，甚至產(chǎn)生擁堵。

2）設(shè)置多公交優(yōu)先請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制[5-8]。基本的多公交優(yōu)先請(qǐng)求規(guī)則多采用“先到先得”原則，即系統(tǒng)總是響應(yīng)先到達(dá)的公交車輛提出的優(yōu)先請(qǐng)求。這一規(guī)則簡(jiǎn)單實(shí)用，但是難以很好地處理多請(qǐng)求下的復(fù)雜情況。在多種交通方式、多類型和多線路公交車輛混行的交叉口，可通過(guò)預(yù)設(shè)優(yōu)先事件列表、計(jì)算優(yōu)先權(quán)重等不同方式，實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先請(qǐng)求排序。影響優(yōu)先排序的因素通常包括公交車輛類型、公交線路等級(jí)、交通流狀態(tài)、載客率、時(shí)刻表偏移程度等。

3）考慮信號(hào)協(xié)調(diào)的公交優(yōu)先策略[9-11]。由于傳統(tǒng)的干路信號(hào)協(xié)調(diào)和公交信號(hào)優(yōu)先方法的目標(biāo)不同，公交信號(hào)優(yōu)先策略可能擾亂干路主要方向的交通流，使車隊(duì)脫離綠波帶。如果不在信號(hào)協(xié)調(diào)的框架下實(shí)施公交信號(hào)優(yōu)先策略，則難以協(xié)調(diào)公交車輛與社會(huì)車輛的不同時(shí)空特征，而且公交車輛在上游交叉口獲得的優(yōu)先通行的效益可能在下游交叉口被抵消，從而造成優(yōu)先失效。因此，將干線協(xié)調(diào)和公交信號(hào)優(yōu)先進(jìn)行整合優(yōu)化是一個(gè)必要的方法。

近年來(lái)，在車路協(xié)同和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)轉(zhuǎn)移到新興的公交信號(hào)優(yōu)先策略[12-14]。與以往研究最大的不同之處在于，在車路協(xié)同和車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，公交車輛與信號(hào)控制機(jī)之間能夠進(jìn)行精確和實(shí)時(shí)的雙向通訊，并且交通流狀態(tài)、公交車輛的載客信息、運(yùn)行準(zhǔn)點(diǎn)信息均能被獲取。基于精確的信息采集和通訊傳輸，設(shè)計(jì)公交信號(hào)優(yōu)先策略的綠燈時(shí)長(zhǎng)時(shí)，可以將公交車輛前方的排隊(duì)車輛先行清空。一種新的公交信號(hào)優(yōu)先策略是將綠燈時(shí)間重新分配，即在初始信號(hào)配時(shí)方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)測(cè)的公交車輛到達(dá)時(shí)間窗，改變公交車輛所在相位部分綠燈的啟亮?xí)r間[15]。這種策略不需要增加或者減少相位時(shí)長(zhǎng)，而使更多車輛趕上重分配后的綠燈，以達(dá)到改進(jìn)傳統(tǒng)公交信號(hào)優(yōu)先策略的目的。

1.2 應(yīng)用現(xiàn)狀

公交優(yōu)先的兩個(gè)重要策略是實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車輛運(yùn)行的路權(quán)優(yōu)先和信號(hào)優(yōu)先。北京、上海、廣州、深圳、蘇州、杭州等大城市紛紛進(jìn)行了有益的嘗試。深圳的公交信號(hào)優(yōu)先系統(tǒng)采用雙周期補(bǔ)償?shù)姆绞?，?duì)因公交車輛優(yōu)先通行而縮短綠燈時(shí)長(zhǎng)的方向，在下一周期給予綠燈延長(zhǎng)。武漢的有軌電車系統(tǒng)具備車輛檢入和檢出機(jī)制，能夠?qū)崿F(xiàn)絕對(duì)的信號(hào)優(yōu)先。

然而，中國(guó)大部分城市的公交信號(hào)優(yōu)先控制還停留在比較粗淺的階段，遠(yuǎn)未能夠真正實(shí)現(xiàn)復(fù)雜場(chǎng)景下的有效優(yōu)先。主要存在以下問(wèn)題：1)缺乏統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、易識(shí)別的公交專用信號(hào)燈，難以區(qū)別化控制社會(huì)車輛與公交車輛；2)相位設(shè)置和配時(shí)不夠靈活和精準(zhǔn)。大多數(shù)城市還沒(méi)有設(shè)置公交專用信號(hào)燈，部分大城市采用了制式各不相同的公交信號(hào)燈及標(biāo)識(shí)。公交車輛與社會(huì)車輛采用相同信號(hào)燈帶來(lái)的弊端是二者不能得到區(qū)別化的通行控制。在設(shè)計(jì)信號(hào)配時(shí)方案時(shí)缺少了選擇公交相位提前或延長(zhǎng)、相位時(shí)長(zhǎng)微調(diào)等手段的可能性。

1.3 公交信號(hào)優(yōu)先分類的問(wèn)題

在理論研究層面，一般將公交信號(hào)優(yōu)先控制分為被動(dòng)、主動(dòng)和實(shí)時(shí)優(yōu)先三類。被動(dòng)優(yōu)先的效益有限，并無(wú)很大的積極意義；主動(dòng)優(yōu)先和實(shí)時(shí)優(yōu)先的劃分界限比較模糊，難以具體體現(xiàn)考慮各種因素和約束條件的公交信號(hào)優(yōu)先思路的層次差別。公交信號(hào)優(yōu)先面對(duì)諸多問(wèn)題：如何處理頻繁的多路公交信號(hào)優(yōu)先請(qǐng)求，如何兼顧和平衡公交與其他交通參與者的利益，如何從公交線路的總體運(yùn)行效率出發(fā)設(shè)計(jì)公交信號(hào)優(yōu)先策略等。對(duì)這些核心問(wèn)題，目前還缺乏精準(zhǔn)的、區(qū)別化的分析和評(píng)價(jià)方法。因此，本文歸納提出公交信號(hào)優(yōu)先控制的分級(jí)方法，有助于探究公交信號(hào)優(yōu)先控制的技術(shù)細(xì)節(jié)，形成一個(gè)參照系，建立一個(gè)公交信號(hào)優(yōu)先的評(píng)價(jià)體系。

2 影響公交信號(hào)優(yōu)先控制的主要因素

2.1 公交車輛運(yùn)行的時(shí)距協(xié)調(diào)

干路信號(hào)協(xié)調(diào)控制是在城市交通管理與控制中常用的信號(hào)控制方法。其目的是增加車輛連續(xù)通過(guò)多個(gè)交叉口的概率，從而減少車輛的延誤。這種控制方式通常以社會(huì)車輛為服務(wù)對(duì)象。公交車輛在交通運(yùn)行特性方面有不同于社會(huì)車輛的特點(diǎn)。為了保障公交車輛運(yùn)行的連貫性，應(yīng)該將公交信號(hào)優(yōu)先策略嵌入干路信號(hào)協(xié)調(diào)控制的框架下，并且充分協(xié)調(diào)公交車輛與社會(huì)車輛的時(shí)距關(guān)系[10,13-14]。

2.1.1 公交車輛上下游交叉口的信號(hào)協(xié)調(diào)

設(shè)計(jì)公交信號(hào)優(yōu)先控制必須考慮上下游關(guān)聯(lián)性，對(duì)沿線交叉口進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。如果僅僅對(duì)單點(diǎn)交叉口實(shí)施公交信號(hào)優(yōu)先策略，或者線路上不同交叉口之間沒(méi)有聯(lián)系，那么公交車輛優(yōu)先通行的效益將會(huì)大打折扣。

圖1 公交信號(hào)優(yōu)先控制的上下游關(guān)聯(lián)性Fig.1 Connection of upstream and downstream in TSP

以圖1為例，實(shí)線箭頭表示公交車輛駛向第一個(gè)交叉口時(shí)，在綠燈可變范圍內(nèi)預(yù)計(jì)公交車輛可以到達(dá)交叉口，故信號(hào)系統(tǒng)響應(yīng)公交信號(hào)優(yōu)先請(qǐng)求，實(shí)施紅燈早斷策略，公交車輛得以不停車地通過(guò)首個(gè)交叉口；在駛向第二個(gè)交叉口時(shí)，由于公交車輛預(yù)計(jì)到達(dá)交叉口的時(shí)間早于公交相位綠燈的最大提前時(shí)間，故公交車輛遇阻，直至滿足約束條件后系統(tǒng)才能服務(wù)該公交車輛。虛線箭頭表示在第一個(gè)交叉口系統(tǒng)并未提供公交信號(hào)優(yōu)先，在之后的兩個(gè)交叉口公交車輛行駛軌跡與實(shí)線箭頭的相同。由此可以看出，單個(gè)交叉口實(shí)現(xiàn)的公交信號(hào)優(yōu)先的效益，可能在下游交叉口被抵消。因此，公交信號(hào)優(yōu)先控制應(yīng)該統(tǒng)籌全局，從線路上進(jìn)行整體協(xié)調(diào)和規(guī)劃設(shè)計(jì)。

2.1.2 公交車輛與社會(huì)車輛的時(shí)距協(xié)調(diào)

公交車輛與社會(huì)車輛的運(yùn)行特點(diǎn)不同。公交車輛的運(yùn)行速度一般低于小汽車，且須?？寇囌具M(jìn)行上下客服務(wù)，所以其理想的信號(hào)時(shí)距關(guān)系與社會(huì)車輛的時(shí)距關(guān)系不一致(見(jiàn)圖2)。根據(jù)以上分析，協(xié)調(diào)公交車輛與社會(huì)車輛的時(shí)距關(guān)系，須兼顧兩者的需求，從車站布設(shè)、停車線的公交車輛到達(dá)分布、合理利用進(jìn)站?？繒r(shí)間等因素來(lái)進(jìn)行綜合考慮。

2.2 交叉口控制策略集及約束邊界

公交信號(hào)優(yōu)先控制策略集主要有綠燈延長(zhǎng)、紅燈早斷、相位跳躍、相序調(diào)整、相位插入策略等。選擇單點(diǎn)交叉口的控制策略集和約束邊界需要考慮的因素包括公交車輛在停車線的到達(dá)分布、干線上的公交時(shí)距、綠波帶的上下限等。

在不超過(guò)綠波帶上下限的前提下，不同公交信號(hào)優(yōu)先策略的綠燈可變范圍須符合一定的原則。采取綠燈延長(zhǎng)策略后，本相位的綠燈時(shí)間不應(yīng)超過(guò)相位允許的最大綠燈時(shí)長(zhǎng)。紅燈早斷策略可在當(dāng)前相位的最早提前時(shí)間至不可變時(shí)間(考慮行人過(guò)街等情況)的范圍內(nèi)實(shí)施。相位的最早提前時(shí)間不應(yīng)早于最小綠燈時(shí)間。相位跳躍和相序調(diào)整策略可在當(dāng)前相位的最小綠燈時(shí)間至不可變時(shí)間的范圍內(nèi)應(yīng)用。采取相位插入策略可在當(dāng)前相位的最小綠燈時(shí)間至最晚允許插入時(shí)間的范圍內(nèi)應(yīng)用。其中，最晚允許插入時(shí)間是指插入指定相位后回到原相位還能允許若干輛車通行的時(shí)間。

交叉口信號(hào)控制的參數(shù)取值不能突破邊界條件的約束。由于公交信號(hào)優(yōu)先策略要在減少公交車輛通行延誤的同時(shí)，盡量減少對(duì)其他交通流的負(fù)面影響，因此信號(hào)控制系統(tǒng)須對(duì)公交相位的最大綠燈時(shí)間、其他相位的最大紅燈時(shí)間以及周期時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行監(jiān)控。如果非公交優(yōu)先相位的機(jī)動(dòng)車和行人等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能造成交通參與者心理焦躁，導(dǎo)致交通違法率增加。此外，交叉口信號(hào)周期長(zhǎng)度的短時(shí)間變化幅度不應(yīng)太大，以免破壞干路信號(hào)協(xié)調(diào)控制的效果。

不同的公交信號(hào)優(yōu)先策略有其各自的適用情況。以四相位控制的交叉口為例，初始信號(hào)方案的相位順序?yàn)椤?-2-3-4-1-2-3-4”。若本周期公交相位還未執(zhí)行，則采用相序調(diào)整策略可在本周期結(jié)束時(shí)恢復(fù)初始信號(hào)控制方案。例如，相位4為公交運(yùn)行相位，并且系統(tǒng)在相位2接收到公交優(yōu)先請(qǐng)求，則采取相序調(diào)整策略后，相位放行順序?yàn)椤?-2-4-3-1-2-3-4”，第二個(gè)周期仍按照初始方案運(yùn)行。若本周期已經(jīng)執(zhí)行過(guò)公交相位，將有連續(xù)兩個(gè)周期的相位受到影響。例如，相位1為公交運(yùn)行相位并且系統(tǒng)在相位3接收到公交優(yōu)先請(qǐng)求，則采取相序調(diào)整策略后，相位放行順序?yàn)椤?-2-3-1-4-2-3-4”。在這種情形下若采用專用相位插入策略，相位放行順序?yàn)椤?-2-3-1-4-1-2-3-4”。如果檢測(cè)、預(yù)測(cè)和控制的精度較高，則在短時(shí)間內(nèi)運(yùn)行公交優(yōu)先相位也是可接受的。如果實(shí)施相位跳躍策略，系統(tǒng)運(yùn)行“1-2-3-1-2-3-4”相位。頻繁使用相位跳躍策略可能干擾單點(diǎn)交叉口運(yùn)行秩序和影響干路信號(hào)協(xié)調(diào)效果。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，信號(hào)系統(tǒng)在條件具備時(shí)應(yīng)能有針對(duì)性地選用公交信號(hào)優(yōu)先策略，從而對(duì)非優(yōu)先方向車輛的負(fù)面影響降至最小。

以相位1為公交優(yōu)先相位，系統(tǒng)在相位3接收到公交優(yōu)先請(qǐng)求，相序調(diào)整、專用公交相位插入、相位跳躍策略的相位相序見(jiàn)圖3。

2.3 公交車輛位置檢測(cè)及信號(hào)控制精度

高精度的檢測(cè)和控制手段是實(shí)現(xiàn)公交信號(hào)優(yōu)先的基礎(chǔ)。運(yùn)用多步檢入的檢測(cè)策略能夠減小公交車輛到達(dá)停止線的預(yù)測(cè)時(shí)間窗，提高控制的精準(zhǔn)度；運(yùn)用檢出檢測(cè)機(jī)制才能使系統(tǒng)盡快切斷公交優(yōu)先相位，更快響應(yīng)其他方向上公交車輛的請(qǐng)求。

以圖4為例，在交叉口停止線上游，首先由預(yù)告檢測(cè)器提示信號(hào)控制機(jī)判斷是否需要調(diào)整相位相序；之后由確認(rèn)檢測(cè)器初步預(yù)測(cè)公交車輛到達(dá)停止線的時(shí)間；接著在公交?？空镜南掠?，由接近檢測(cè)器消除因公交車輛減速進(jìn)站、制動(dòng)或運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的不確定時(shí)間，縮小公交車輛預(yù)計(jì)到達(dá)停止線的時(shí)間窗范圍；最后在交叉口停止線下游或者出口道位置，由駛離檢測(cè)器確認(rèn)公交車輛已經(jīng)駛出交叉口，則本次公交信號(hào)優(yōu)先請(qǐng)求響應(yīng)完成?？傊?，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)公交車輛到達(dá)交叉口停車線的時(shí)間是系統(tǒng)快速優(yōu)化控制策略和進(jìn)行公交優(yōu)先多申請(qǐng)動(dòng)態(tài)排序的前提。

3 公交信號(hào)優(yōu)先控制的分級(jí)與特征

公交信號(hào)優(yōu)先控制應(yīng)遵循時(shí)空一體化的設(shè)計(jì)思想，從交通信號(hào)控制和交叉口規(guī)劃設(shè)計(jì)兩個(gè)方面統(tǒng)籌安排，以強(qiáng)化公交信號(hào)優(yōu)先的效果。在設(shè)計(jì)公交信號(hào)優(yōu)先控制方案時(shí)，既要保障公交車輛在整條線路上(多個(gè)交叉口)運(yùn)行順暢，又要維持單個(gè)交叉口運(yùn)行的穩(wěn)定和高效。因此，公交信號(hào)優(yōu)先控制應(yīng)在高精度的檢測(cè)和控制手段的支持下，結(jié)合公交車輛在停止線的到達(dá)分布，協(xié)調(diào)公交車輛與社會(huì)車輛在上下游交叉口的運(yùn)行時(shí)距，并且根據(jù)約束條件選擇合適的控制策略和最大程度靈活可變的信號(hào)配時(shí)。

為了準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)公交信號(hào)優(yōu)先控制的細(xì)節(jié)和本質(zhì)，在分析了影響公交信號(hào)優(yōu)先效益的主要因素的基礎(chǔ)上，從規(guī)劃設(shè)計(jì)、信號(hào)控制的宏觀和微觀層面提煉了24項(xiàng)要素，并對(duì)應(yīng)公交信號(hào)優(yōu)先控制的6個(gè)等級(jí)(見(jiàn)表1)。

3.1 等級(jí)特征

第一級(jí)，對(duì)應(yīng)于被動(dòng)優(yōu)先，即考慮公交路權(quán)及運(yùn)行管理措施但無(wú)公交優(yōu)先請(qǐng)求生成系統(tǒng)，可在考慮或不考慮公交車輛運(yùn)行上下游關(guān)聯(lián)性的情況下實(shí)施公交信號(hào)優(yōu)先控制。

圖3 不同策略相位相序Fig.3 Phase diagrams by different strategies

圖4 公交車輛多步檢測(cè)示意Fig.4 Multi-step detection of transit vehicles

第二級(jí)，在考慮公交路權(quán)及運(yùn)行管理措施的情況下，采用公交優(yōu)先請(qǐng)求機(jī)制，考慮公交車輛運(yùn)行的上下游關(guān)聯(lián)性，在保持相序不變的前提下，以小于5 s的控制時(shí)間精度采用固定步長(zhǎng)的綠燈延長(zhǎng)控制策略。

第三級(jí)，在考慮公交路權(quán)及運(yùn)行管理措施的情況下，采用公交優(yōu)先請(qǐng)求及檢出機(jī)制，同時(shí)考慮公交車輛運(yùn)行的上下游關(guān)聯(lián)性，在多優(yōu)先請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)下，以小于5 s的控制時(shí)間精度實(shí)施綠燈動(dòng)態(tài)延長(zhǎng)、紅燈早斷及相位跳躍控制策略，同時(shí)有最大紅燈時(shí)間監(jiān)控機(jī)制。

第四級(jí)，在考慮公交路權(quán)及運(yùn)行管理措施的情況下，采用公交優(yōu)先請(qǐng)求及多步檢入、檢出機(jī)制，考慮公交車輛運(yùn)行的上下游關(guān)聯(lián)性并結(jié)合公交車輛到達(dá)分布來(lái)確定各交叉口的控制策略集及約束邊界。在多優(yōu)先請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)下，以小于5 s的控制時(shí)間精度實(shí)施綠燈動(dòng)態(tài)延長(zhǎng)、紅燈早斷、相序調(diào)整及相位跳躍控制策略，同時(shí)有最大紅燈時(shí)間監(jiān)控機(jī)制，而且可在本周期及下一周期進(jìn)行信號(hào)補(bǔ)償。

第五級(jí)，考慮公交路權(quán)及運(yùn)行管理措施且有公交優(yōu)先請(qǐng)求及多步檢入、檢出機(jī)制，同時(shí)考慮公交車輛運(yùn)行的上下游關(guān)聯(lián)性及與社會(huì)車輛的時(shí)距協(xié)調(diào)關(guān)系。在多優(yōu)先請(qǐng)求及動(dòng)態(tài)排序機(jī)制下，以公交車輛到達(dá)分布確定的約束邊界為基礎(chǔ)，建立最大綠燈、最大紅燈及周期的彈性約束，以小于5 s的控制時(shí)間精度實(shí)施動(dòng)態(tài)的綠燈延長(zhǎng)、紅燈早斷、相序調(diào)整、相位跳躍及相位插入控制策略，同時(shí)有最大紅燈時(shí)間監(jiān)控機(jī)制，并考慮在本周期及下一周期進(jìn)行信號(hào)補(bǔ)償。

第六級(jí)，考慮公交路權(quán)及運(yùn)行管理措施且有公交優(yōu)先請(qǐng)求及多步檢入、檢出機(jī)制，同時(shí)考慮公交運(yùn)行的上下游關(guān)聯(lián)性及與社會(huì)車輛的時(shí)距協(xié)調(diào)關(guān)系。以公交運(yùn)行時(shí)刻表偏移或載客率為多請(qǐng)求排序依據(jù)，在公交車輛到達(dá)分布確定的約束邊界基礎(chǔ)上建立最大綠燈、最大紅燈及周期的彈性約束，以小于1 s的控制時(shí)間精度實(shí)施動(dòng)態(tài)的綠燈延長(zhǎng)、紅燈早斷、相序調(diào)整、相位跳躍及相位插入控制策略，同時(shí)有最大紅燈時(shí)間監(jiān)控機(jī)制，并考慮在本周期及下一周期進(jìn)行信號(hào)補(bǔ)償。

表1 公交信號(hào)優(yōu)先控制的級(jí)別Tab.1 Grades of TSP

3.2 分級(jí)依據(jù)及適用條件

為有利于明確、科學(xué)地評(píng)價(jià)公交信號(hào)優(yōu)先實(shí)現(xiàn)的水平，本文提出差別化的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到國(guó)內(nèi)外實(shí)用技術(shù)的應(yīng)用情況，參照對(duì)交通服務(wù)水平的分級(jí)，公交信號(hào)優(yōu)先控制從低到高分為6個(gè)等級(jí)，既區(qū)分了公交信號(hào)優(yōu)先不同的精細(xì)化程度，也力求避免過(guò)渡細(xì)分可能導(dǎo)致應(yīng)用的困難。

第一級(jí)是在交通流波動(dòng)性不大并且公交車輛集中在道路交叉口的個(gè)別流向，通過(guò)專門設(shè)計(jì)信號(hào)控制參數(shù)的手段達(dá)到公交車輛優(yōu)先通行的效果。例如，給予公交相位盡量多的綠燈時(shí)間、多次放行公交相位等。其特點(diǎn)是無(wú)須公交車輛檢測(cè)與通信設(shè)施，當(dāng)然該級(jí)別只能處理簡(jiǎn)單情形，效益也非常有限。

第二級(jí)是最基本的動(dòng)態(tài)公交信號(hào)優(yōu)先控制模式，不適用于有頻繁公交請(qǐng)求的情況。

第三級(jí)具備最大紅燈監(jiān)控機(jī)制和公交檢出機(jī)制，同時(shí)還引入了公交信號(hào)優(yōu)先請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，有利于協(xié)調(diào)公交車輛之間、公交車輛與其他交通參與者之間的通行需求關(guān)系，適用于行人和社會(huì)車輛流量較大的交叉口群。

第四級(jí)是在前三個(gè)等級(jí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)整交叉口控制策略集及約束邊界、引入公交多步檢入機(jī)制，進(jìn)一步提升公交信號(hào)優(yōu)先控制的精準(zhǔn)程度，有針對(duì)性地減少其他交通流受到的負(fù)面影響。

第五級(jí)的信號(hào)控制系統(tǒng)必須具備相當(dāng)程度的靈活性，才能實(shí)現(xiàn)綠燈時(shí)間、紅燈時(shí)間和周期時(shí)長(zhǎng)的彈性約束，實(shí)現(xiàn)各方通行利益的平衡。

第六級(jí)則須具備檢測(cè)、通信與控制設(shè)備高精度的響應(yīng)和處理能力，既能對(duì)不同等級(jí)道路上不同方向的公交車輛進(jìn)行精準(zhǔn)優(yōu)先，又能有效控制對(duì)其他交通流的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)道路交通流的全局最優(yōu)化控制。

總之，在公交信號(hào)優(yōu)先的問(wèn)題上，應(yīng)結(jié)合城市交通的發(fā)展水平，綜合考慮基礎(chǔ)設(shè)施、信號(hào)控制系統(tǒng)、背景交通及公交運(yùn)行現(xiàn)狀、相關(guān)技術(shù)設(shè)備條件、投融資等因素，合理確定公交信號(hào)優(yōu)先的定位、目標(biāo)及需求，最終選用適合的控制等級(jí)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文在現(xiàn)有技術(shù)條件和認(rèn)知水平的基礎(chǔ)上，從規(guī)劃設(shè)計(jì)、信號(hào)控制的宏觀和微觀層面提煉了24項(xiàng)要素，按不同的精細(xì)化程度將公交信號(hào)優(yōu)先控制劃分為6個(gè)等級(jí)。該等級(jí)劃分方法既是衡量公交信號(hào)優(yōu)先控制系統(tǒng)水平的標(biāo)尺，又表明了公交信號(hào)優(yōu)先的系統(tǒng)化、精細(xì)化的發(fā)展方向。