基于RFID數(shù)據(jù)的公交優(yōu)先信號(hào)控制方法研究

譚景元

摘 要：隨著公交優(yōu)先的理念及政策實(shí)施，全國多個(gè)省市在道路上設(shè)置了公交專用道。為了提高公交專用道通行效率，本文總結(jié)了國內(nèi)外公交優(yōu)先信號(hào)控制研究現(xiàn)狀，通過RFID數(shù)據(jù)匹配，結(jié)合公交優(yōu)先道設(shè)置，提出基于RFID數(shù)據(jù)的公交優(yōu)先信號(hào)控制方法。以重慶市巴南區(qū)渝南大道為例，采用公交優(yōu)先的控制方法，針對(duì)性對(duì)沿線各個(gè)交叉口進(jìn)行公交優(yōu)先信號(hào)優(yōu)化。仿真評(píng)價(jià)結(jié)果表明，該方法有效提升了交叉口總體服務(wù)水平，減少了排隊(duì)長度。

關(guān)鍵詞：RFID;公交優(yōu)先;信號(hào)控制;智能交通

0 引言

公交專用道提升了公交車運(yùn)行效率，傳統(tǒng)的交叉口信號(hào)方案無法滿足當(dāng)前公交優(yōu)先的需求。通過結(jié)合公交路權(quán)優(yōu)先和時(shí)間控制策略，可以合理地提高公共交通的行駛時(shí)間，既要不影響社會(huì)車輛的通行，還要減少信號(hào)損失，有效提高乘客的滿意度以及公交服務(wù)水平。

RFID數(shù)據(jù)具有覆蓋面廣、數(shù)據(jù)量大、采樣準(zhǔn)確、識(shí)別精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)，通過匹配卡口的車輛信息，可以獲得路段流量、行程時(shí)間、車速等重要交通數(shù)據(jù)。在重慶市，截止2020年，RFID檢測點(diǎn)已經(jīng)覆蓋主城九區(qū)及部分周邊區(qū)縣，檢測點(diǎn)數(shù)量達(dá)到782處;重慶市安裝有RFID電子標(biāo)簽的車輛達(dá)到123萬輛，自2014年起新購車輛都會(huì)安裝RFID電子標(biāo)簽，同時(shí)車輛年審都會(huì)加裝RFID電子標(biāo)簽，現(xiàn)如今已實(shí)現(xiàn)渝籍車輛全覆蓋，體量龐大[1]，為公交優(yōu)先信號(hào)控制方法研究提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 公交優(yōu)先信號(hào)控制現(xiàn)狀分析

Che[2]提出了一種基于公交優(yōu)先的城市交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)綜合交通效率。張衛(wèi)華[4]提出了以人總延誤最小為信號(hào)周期時(shí)長的優(yōu)化目標(biāo)，以相位乘客流量比和相位飽和度確定綠信比的方法，減少了公交車輛在信號(hào)交叉口的延誤。關(guān)偉[5]模擬不同交通流量和公交車發(fā)車間隔的最優(yōu)控制策略，找到了使公交優(yōu)先信號(hào)控制有效的交通流量和公交車發(fā)車間隔的閾值。張衛(wèi)華[3]對(duì)主信號(hào)處車輛到達(dá)和離開過程進(jìn)行了分析，設(shè)置預(yù)信號(hào)前后公交車輛與社會(huì)車輛延誤變化的計(jì)算方法進(jìn)行了研究。胡興華[6]基于車流運(yùn)行時(shí)間偏移分布，采用公交優(yōu)先控制下的延誤優(yōu)化為下層模型，對(duì)公交引導(dǎo)車速和信號(hào)控制參數(shù)進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化。

2 基于RFID數(shù)據(jù)的公交優(yōu)先控制方法研究

2.1 公交優(yōu)先信號(hào)控制方式

本文對(duì)高峰時(shí)段公交優(yōu)先信號(hào)控制方式采用以下3種方式：

（1）綠燈延長。即延長公交相位綠燈時(shí)間，公交車?yán)锿ㄟ^交叉口后，控制系統(tǒng)將恢復(fù)原有的信號(hào)配時(shí)。

（2）綠燈提前。即縮短公交車輛等待綠燈信號(hào)的紅燈時(shí)間，在周期長度不變的情況下，可以在后續(xù)執(zhí)行相位相序方案中對(duì)前一相位進(jìn)行綠燈補(bǔ)償。

（3）跳躍相位。即忽略某一相位的綠燈信號(hào)，下一個(gè)相位為公交相位，跳過下一個(gè)執(zhí)行相位，直接執(zhí)行公交車輛通行方向的相位綠燈，從而使公交車輛以綠燈信號(hào)順利通過交叉口。

2.2 公交優(yōu)先信號(hào)控制流程

公交優(yōu)先信號(hào)控制技術(shù)路線如圖1。

公交優(yōu)先信號(hào)控制參數(shù)如下：

（1）：公交通行時(shí)間。公交被RFID檢測到的時(shí)刻至完全通過停止線所需時(shí)間。

（2）：相位剩余綠燈時(shí)間。公交被RFID檢測到時(shí)，公交相位剩余綠燈時(shí)間。

（3）：綠燈可延長時(shí)間。一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)公交相位最大延長時(shí)間。

（4）：最大綠燈延長時(shí)間閾值剩余值。

（5）：相位已用時(shí)長。當(dāng)前相位（非公交相位）經(jīng)過的時(shí)長。

（6）：相位最短時(shí)長。相位被允許壓縮到的最小值時(shí)長。

（7）N：相位提前次數(shù)。一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)公交相位被提前的次數(shù)。

3 實(shí)例分析

選取重慶市巴南區(qū)渝南大道為分析對(duì)象，該路段上設(shè)有公交專用道，在車輛行駛方向的最右側(cè)車道。研究路段各交叉口進(jìn)口道均安裝有RFID檢測設(shè)備，且交叉口的類型多以T型路口為主。采用本文所研究的方法，對(duì)各交叉口進(jìn)行公交優(yōu)先信號(hào)優(yōu)化。如圖，在巴南大道-渝南大道路口，早高峰信號(hào)配時(shí)方案有3個(gè)相位，信號(hào)周期為93s。1號(hào)、2號(hào)相位南進(jìn)口直行增加公交專用流向，3號(hào)相位北進(jìn)口直行增加公交專用流向。仿真后結(jié)果表明：早高峰巴南大道-渝南大道南北進(jìn)口排隊(duì)長度、延誤降低，服務(wù)水平有所提高。其中巴南大道北進(jìn)口直行排隊(duì)長度減少10m，南進(jìn)口左轉(zhuǎn)延誤減少12s，總體效果良好。

4 結(jié)語

公共交通性價(jià)比高，發(fā)展公共交通是緩解擁堵的有效途徑。本文總結(jié)了國內(nèi)外公交優(yōu)先信號(hào)控制的研究現(xiàn)狀，提出了基于RFID的公交優(yōu)先控制方法，進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證，證明了該方法的可行性。隨著當(dāng)前智能交通技術(shù)的發(fā)展，基于車路協(xié)同進(jìn)行公交優(yōu)先控制將成為未來研究重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]Che H，Zhang H，Lin Z，et al.Urban Traffic Signal Coordinated Control Optimization with Bus Priority Based on Quantum Genetic Algorithm[J].Advanced Materials Research，2012，433-440：829-834.

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[6]胡興華，朱曉寧，隆冰.車路協(xié)同下考慮綠波協(xié)調(diào)的公交優(yōu)先控制[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2017，17（03）：74-82+119.