公交信號優先控制研究綜述

【摘 要】 公交信號優先是提高公交系統運行速度和可靠性的重要手段。對被動優先、主動優先、實時優先以及與不同設施相結合的信號優先控制策略進行了綜述分析。在回顧了國內外公交優先研究現狀的基礎上， 指出了目前我

國公交優先通行技術研究中的主要問題和不足，并探討了公交優先技術研究的發展方向。

【關鍵詞】 公共交通 公交信號優先控制 控制策略 交叉口

0 引言

公交信號優先是指在“信號控制交叉口給予公交車輛相對于其他車輛的優先權，這種優先不應導致相應的信號機脫離正常運行狀態”。公交優先最早是在1960年由法國提出的，隨后，許多專家和學者對公共汽車優先權的方法進行了研究。

1 公交優先控制策略的分類

在早期的控制策略中，主要采用被動式的公交優先控制模式，包括：短周期、公交專用相位等。隨著信息、控制和通信技術的發展，特別是車輛自動定位系統（AVL）以及全球衛星定位系統（GPS）的發展，公交優先控制逐步發展到基于實時數據的主動模式。近些年來，隨著高性能計算機等新技術的出現，控制策略更是發展到基于智能交通系統環境的公共汽車實時控制層面。優先策略方法包括：綠燈延長、綠燈提前、相位插入、相位倒轉、跳躍相位等。在策略優先過程中，對相位最短、最大綠燈時間進行約束，以保證其他車輛和行人通行的安全。公交優先控制策略分為被動優先策略、主動優先策略和實時優先策略。

2 交叉口公交優先

公交優先信號控制可以有效減少公交車輛在交叉口的延誤，對于提高公交車服務水平、緩解交通擁堵具有重要意義[1]。公交信號優先主要包括“空間優先”和“時間優先”。 文獻[2]以車均延誤最小為優化目標，通過實時采集到達和駛離干線各交叉口的車流信息，建立了考慮公交車輛權重的自適應公交優先動態模型；文獻[3]提出以交叉口群為控制對象，以車輛通過交叉口群延誤偏差最小化為控制目標的公交優先協調控制方法；文獻綜合考慮社會車流綠波帶和公交車流綠波帶，建立綜合效益優選模型，實現了主動公交信號優先協調控制。高昆、張海等人詳細研究了主動式公交信號優先的具體方法，包括擴展優先、調用優先、專用相位優先、公交權重優先、預制配時優先、綠燈重啟優先等，并結合北京BRT公交信號優先項目給出了一套完整設計方案。吉林大學楊兆升教授、北京交通大學關偉博士、東南大學張衛華博士等對交叉口公交信號優先控制策略和控制算法進行了研究，對公交信號優先在我國的實施具有一定的促進作用和指導意義。

公交信號優先是提高公交車輛運行可靠性和高效率的方法之一，而采取合理的公交優先策略可有效地提高道路及交叉口公交車輛的運行速度，降低車輛延誤與人均延誤。目前，公交優先是利用先進的檢測系統提前獲取進入交叉口的公交車輛的運行狀態，結合先進的公交信息管理系統或公交調度系統，判斷是否需要為公交車輛提供優先信號，為公交車輛賦予一定的優先等級，并集成于先進的交通信號控制系統，在綜合考慮交叉口或干線整體控制性能的前提下，提前調整信號控制方案，以便為公交車輛提供優先信號。

楊曉光將公交專用道在交叉口進口道的處理分為4種方式：

1）公交專用進口道，即將公交專用道（路） 一直延伸到交叉口。2）鋸齒形公交進口道，即為公交車配備多進口道。3）回授線設置，即公交專用道（路）在距離交叉口停車線前一定距離處中止，這樣社會車輛能夠使用原本屬于公交專用的那個進口道。4）交織段設置，即在進口道前中止的專用道與回授線之間設置一個交織段，以便于社會車輛和公交車交織運行。

3 控制方式

針對信號優先控制方式，很多專家學者對這一問題作出了積極的探索，如Yagar等建立了確定性模型計算車輛總延誤，賦予車輛不同的權重，最終生成信號配時方案；陸化普和王煒等人對公交優先的預信號控制交叉口車輛延誤進行了分析。他們定量評價公交優先預信號控制交叉口車輛延誤，對已有研究中所確定的主信號與預信號相互協調關系的不足進行了分析和改進。楊曉光教授等對交叉口公交信號優先控制策略和控制算法進行研究，這對公交信號優先在我國的實施具有一定的促進作用和指導意義。

主動優先和實時優先控制策略一般有以下幾種控制方式：綠燈延長、綠燈提前、插入相位、跳躍相位、相位旋轉。

4 研究方向

現有研究成果中已經有許多關于公交信號優先策略及信號控制優化模型的研究，其中一些已經被檢驗或已經在現實道路中被實現。盡管該領域研究已經取得了很多成就，但通過文獻綜述可以發現現有研究中仍然有一些缺點需要在未來研究中改進。

1）傳統的公交信號優先策略通常忽略了對其他非優先方向車輛的影響，尤其是當非優先方向己經嚴重擁堵時，這種負面影響可能導致嚴重的交通擁堵。

2）現有研究很少對交叉口可靠性在信號控制中的應用做出有效的研究，而公交信號優先改變了原信號配時，可能會破壞路網從而導致交叉口可靠性降低，因此，交叉口可靠性是公交信號優先研究中不可避免的問題。

3）傳統的公交信號優先多采用線圈檢測器、視頻采集技術等等，通過檢測公交車輛位置來預測公交車輛到達交叉口時間。

5 總結

面對日益加劇的城市交通擁堵問題和環境污染問題，城市實行公交優先政策與措施對城市交通擁堵問題的有效緩解發揮了巨大作用，特別是道路使用與交通管理等方面的優先措施，由于投資少，見效快而受到國外的廣泛應用。對于開發適合我國國情的交叉口公交優先通行技術，是實現公交優先的主要問題，對解決我國城市交通問題有重大的意義。

【參考文獻】

[1] 陳陽.公交優先的內涵與措施[J].城市問題，2001，（5）：66-68..

[2] 陰炳成. 公交專用道信號優先控制方法研究[D].上海：同濟大學，2003.

[3] 馬萬經，吳志周，楊曉光.基于交叉口群公交優先協調控制方法研究[J].土木工程學報，2009，42（2）：105-111.

作者簡介：陳月（1992-），女，湖北隨州人，重慶交通大學2017級交通運輸工程專業碩士研究生，研究方向：交通運輸經濟。