理想化公交信号优先控制模式
考虑公交发车频率的信号优先控制方法
影响． 研究发 现当落点数 目 １ ２ 为 或 即发车频率与信号周期 或 １２ ／ 信号周期成整数倍关 系时 ， 信号优 先较易实现 ，
且优先策略对社会车辆的影 响较小 ． 针对落点为 １的情形 ， 以公交 车均延误最小 为 目标研究 了落点最优位 置模型
和多 申请下的优先控制模 型 ． 对落点为 ２的情形 ， 出了调整绿信 比和设置重 复绿 灯相位的控制方法 ． 提 应用 Ｖｉｉ ｓｍ ｓ 进行 的仿真分析表明 ， 所提 出的控制方法在降低公交车均延 误和车 头时距波动性 方面具有显著 效果 ， 能够较好 并
ｆｕ ｄｔ ｅｏ ｅ ｒ ｗｏ ｓｏ ｔｉｅ ｙａ ａｙ ｉｇｔ ｅ ｆｅｔ ｎ ｔ ｅｄ ｖａｉｎ ｏ ｕ ｖ ｒｇ ｅａ ｄ ｏ ｎ ｂ ｎ ｏ ｏ ｔ ，ｉ ｂ ａｎ ｄｂ ｎ ｌｚ ｈ ｉ ｅｆｃｓ ｅ ｉｔ ｆ ｓａ ｅａ ｅｄ ｌｙａ ｎ ｒ ｏ ｈ ｏ ｂ ｎ
—ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｔ ｅ ｐ ｉ ｔｓｔ ａ ｉ ｎ ｄ ｌ ｏ ｄ ｃｄ ｈ ｐ ｉ ｌ ｏ ｉ ｏ ｆ ｈ ｘ ｃ ｅ ｒ ｉ ａ－ ｉ — ｉ ｔ ｔ ｈ ｉ — ｎ ｉ ｔ ，ａｍｏ ｅ ｔ ｅ ｉ ｅ ｔ ｅｏ ｔ ｍ ｏ ｕ ｏ ａ ｐ ｍ ｓｔ ｎ ｏ ｅｅ ｐ ｔ ｄ ａ ｒｖ ｌ ｔ ｉ ｔ ｅ ｍｅ ｐ ｎ ｅ ｏ ａ ｔ
地处理多 申请下的信号优先 ． 关键词 ： 交信 号优先 ； 号控制交叉 口； 公 信 发车频率 ； 车头时距波动
中图分类号 ： ４ １ Ｕ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ３ ７Ｘ（０ ７ １ ～１７ 一Ｏ ０ ５ —３ ４ ２ ０ ） １ ４ ０ ６
Ｔｒ ｎ ｉ Ｓｉ ｎ ｌＰｒ ｉ ｒ ｔ ｇ ｅ ｓ ｄ ｏ ｈ ａ ｓ ｔ ｇ ａ ｉ ｔ Ｓｔａ ｅ ｉ ｓ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｏｒ ｙ
BRT信号优先控制系统研究及实现
BRT信号优先控制系统研究及实现【摘要】本文主要探讨快速公交系统（bus rapid transit，简称brt）这一新兴的公共交通客运系统的信号优先技术、brt中心信息管理平台研发与实现，充分挖掘了交通信号系统的时间冗余，探索在我国复杂的城市道路交通状况下，既保证brt车辆时间优先又维持了路口交通正常秩序的有效解决方案。
【关键词】快速公交，brt，信号优先，brt管理平台abstract： this paper mainly discusses the bus rapid transit system (bus rapid transit, hereinafter referred to as the brt) this emerging public transport passenger system signal priority technology, brt center information management platform design and implementation and fully exploit the traffic signal system of time redundancy, explore in our country complex urban road traffic conditions, not only ensure brt time priority, and maintain the vehicle at the normal order of traffic effective solutions.key words： bus rapid transit； brt；signal priority； brt management platform中图分类号：u491.1 文献标识码：a文章编号：引言：优先发展城市公交是提高交通资源利用效率，缓解交通拥堵的重要手段，也是世界各国公认的解决大、中城市交通问题的最佳策略。
公共交通优先通行方案
03
公共交通优先通行方案设计
信号控制策略
感应控制
通过检测器实时监测公交车辆到 达情况，调整信号配时方案，确 保公交车辆在交叉口获得优先通
行权。
绿灯延长
在公交车辆即将到达交叉口时，适 当延长绿灯时间，确保公交车辆顺 利通过。
红灯早断
在公交车辆即将到达交叉口且当前 相位剩余时间较短时，提前结束当 前相位，使公交车辆尽早通过。
推动交通出行方式转变
公共交通优先通行能够引导市民转变交通出行方式，更多 地选择公共交通、步行和自行车等绿色出行方式。
06
结论与展望
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ究结论
公共交通优先通行方案能有效 提高城市公共交通的运行效率 和服务水平。
通过优化交通信号控制、设立 公交专用道和优先通行权等措 施，可以显著减少公交车辆的 延误和停车次数。
公共交通优先通行方案，提升公共交通服务水平，有助于提升城市形象
和吸引力。
国内外研究现状
国外研究现状
国外在公共交通优先通行方面起步较早，积累了丰富的经验。例如，新加坡、伦敦等城市通过建设完 善的公共交通网络、实施严格的交通管理措施和提供优质的公共交通服务，成功实现了公共交通优先 通行。
国内研究现状
近年来，我国政府对公共交通发展给予了高度重视，各大城市也积极探索和实践公共交通优先通行方 案。如北京、上海等一线城市在公交专用道、信号优先等方面取得了显著成效。然而，与发达国家相 比，我国在公共交通优先通行的系统性、科学性和可持续性方面仍有待提高。
实施公共交通优先通行方案需 要综合考虑城市规划、交通需 求和道路资源等多方面因素。
创新点与贡献
本研究提出了基于大数据和智 能交通技术的公共交通优先通 行方案，具有较高的创新性和
智慧树答案交通管理与控制知到课后答案章节测试2022年
第一章1.以下哪一项不属于交通管理与控制的原则？（）答案:协调原则2.下列不属于按疏导原则制定的交通管理措施是（）答案:无信号灯的交叉口上停车让行或减速让行3.以下属于按节源原则制定的交通管理措施是（）答案:发展合乘系统;停车管理措施;转变居民出行方式（鼓励公交出行等）4.以下属于《交通管理与控制》的涉及内容是（）答案:交通管理措施;交通信号控制技术;交通法律法规5.凡是道路上行驶的车辆，都是道路交通管理的对象，必须依法对其进行管理。
（）答案:对6.《交通管理与控制》主要是探讨如何进行交通规划与交通设施设计。
（）答案:错7.交通管理的主要目的是缓解交通拥堵。
（）答案:错8.可持续发展原则就是建立以车为本的原则。
（）答案:错9.按时间分离原则，在指定平面、时间内，对共同拥有通行权的双方，必须规定一方有先行权。
（）答案:对10.维护交通秩序、保障交通安全的基本原则是限速原则。
（）答案:错第二章1.中华人民共和国道路交通安全法》是2003年10月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第五次会议通过，自（）实行。
答案:20042.机动车行驶中遇雾、雨、雪、沙尘、冰雹，能见度在50米以内时，最高行驶速度不得超过每小时( )。
答案:303.无信号控制四路交叉口的复杂性指标为（）。
答案:1124.我国机动车驾驶员最高年龄不超过（）岁。
答案:705.实施方向性变向交通的条件之一是方向分布系数大于（）。
答案:2/36.以下存车车位的布置方式有存放数量最少且占用车道最小？（）答案:平行式7.下列交通需求管理措施可以在出行分布阶段实施的是（）。
答案:提供交通信息和路线导行8.BRT的在市区的运营速度一般在（）。
答案:20-30 km/h9.禁令标志的形状有（）。
答案:圆形 ;正方形 ;八角形10.下列属于交通系统管理调整需求的措施（）。
答案:弹性工作日 ;拥挤收费;错时上下班11.下列交通需求管理措施可以在出行方式选择阶段实施的是（）。
杭州快速公交一号线交通信号优先系统的设计与应用
司的Ａ Ｍ７ Ｒ 处理器 Ｉ Ｃ １ ８为核心 ，采用ｕ ／ Ｓ Ｉ ２４ Ｃ Ｏ －Ｉ
（ 机）模式运行 时不需要更新 配时方案 ，提供可变 联
的相位序列 ；可在 战略控制和战术控制两个 层次上 ，
控制影 响路 口协调 的三个重 要参数 （ 周期 、绿信 比
信号通讯子系统 、Ｓ Ａ 中 ＣＴ Ｓ
心控制子系统构成如 图所示 。
１ １ 路 口控 制 子 系统 ．
路 口控制子 系统 由前端 ＲＩ ＦＤ车辆 采 集设 备 、Ａ Ｍ Ｒ 嵌入式优先信 号控制器 和基
于 Ｃ／ Ｓ结构 的 系统 软 件 组
成 。其 主要功 能是 ： ● 通过 Ｒ ４ ５完成 优先 Ｓ８
维普资讯
妇 蠢■蒜 ｜ ｜ ３ ｜
杭 市 兰队 公 Ｊ 柳展文标 码ｃ中分 号Ｕ１１ 尊擘 警 有研 向 ’ 、 州 江 支科 所金 交 东 献 识 ： 图 类 ：４５ ９＋ ，
杭州 快速公交 １ 号线 （ １ ） Ｂ 线 ，全长 ２ 公 里 ， ８
器对检测到 的 Ｂ Ｔ车辆进行身份识别 ，并将该信 息 Ｒ 通 过专用通讯 光纤实 时传至信号控 制 中心 ，Ｓ Ａ Ｃ Ｔ Ｓ 系统 即下达指令给路 口信号机进行配时调整。Ｂ 线 １ 的 Ｓ Ａ Ｓ系统配时采取两种方案 ： ＣＴ
当 Ｂ Ｔ车辆接 近路 口遇绿灯时 ，则适 当延 长当 Ｒ 前 的绿灯 相位时间 ８ ，以保证顺利通过路 口； 秒
和相位差 ） ；以及提供 了一套特殊例程 ，允许用户在 特殊情况下执行特殊操作 。
实时操作系统 ，建立 了嵌入式软硬件处理平 台。 （）基于 Ｃ／ ３ Ｓ结构 的系统软 件。此软件 的主要
干线协调交叉口多相公交信号优先控制策略
干线协调交叉口多相公交信号优先控制策略别一鸣;王殿海;赵莹莹;段宇州;宋现敏【摘要】针对干线协调交叉口多个相位有公交车到达的情况,为降低公交车延误,建立了以不破坏协调绿波带为前提的多相位公交优先控制策略.在该策略中,提出了“就近原则”以解决多个相位的公交优先申请冲突,对公交优先级别进行排序,并建立了多相位公交优先控制流程；考虑最高优先级别公交车的不同相位属性,采用绿灯延长和绿灯提前起亮两种优先方式,分别建立了协调相位公交优先算法以及非协调相位公交优先算法.最后以某市两个干线相邻交叉口为例,在VISSIM中编程验证了所建算法的有效性,并与无公交优先、单相位公交优先算法进行对比,结果表明:多相位公交优先更有利于降低路网所有公交车延误,并限制社会车流延误的增加.%In order to reduce the bus delay due to the meeting of several buses from different phases at an intersection with arterial coordination, a multiple-phase bus signal priority (MPBSP) strategy without damaging the coordination of green wave band is proposed. In this strategy, "proximity principle" is presented to settle the conflicts a-mong priority requests for multiple phases and determine the optimal priority sequence. Then, a multiple-phase bus priority control procedure is established. As the bus with highest priority may belong to different phases, the green extension and the green-early-start are adopted to respectively establish the coordination phase and non-coordination phase BSP(Bus Signal Priority) algorithms. Finally, by taking two neighboring intersections on arterial roads in a city as case studies, the effectiveness of the proposed strategy is verified through VAP in VISSIM. In addition, the MPBSP strategy iscompared with the non-BSP and single phase BSP ones. It is found that the MPBSP strategy can reduce all the bus delays of road networks more efficiently and limit the increase of average delay of general traffic.【期刊名称】《华南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(039)010【总页数】8页(P111-118)【关键词】公交优先;多相位;干线协调;绿波带;绿灯延长;绿灯提前启亮【作者】别一鸣;王殿海;赵莹莹;段宇州;宋现敏【作者单位】吉林大学交通学院,吉林长春130022;浙江大学建筑工程学院,浙江杭州310058;吉林大学交通学院,吉林长春130022;吉林大学交通学院,吉林长春130022;吉林大学交通学院,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】U491.51公交优先信号控制可以有效减少公交车辆在交叉口的延误，对于提高公交车服务水平、缓解交通拥堵具有重要意义［1］.根据优先范围的不同，公交信号优先可以划分为单点优先、干线优先和网络优先三类.然而当前的研究多集中在单点优先方面，针对不同的交通环境建立了丰富多样的控制策略［2-10］，对于干线优先和网络优先方面的研究较少，极大地限制了公交优先控制的应用范围.文中主要从理论方面研究干线协调交叉口的公交优先策略，为干线公交优先的实施提供依据.干线信号协调控制是城市交通控制中一种常见的控制方式，它以社会车流为研究对象，通过设置相位差的方式协调干线车流运行，提高控制效益.而公交车是城市交通流中的特殊群体，公交信号优先是对城市交通信号控制功能的一种完善和补充.所以二者相比，干线协调控制的优先级别要高于公交信号优先.因此，在干线协调交叉口实施公交优先时应以不破坏协调相位差为前提.然而当前的一些研究并未明确二者的关系，如Meenakshy［11］提出了干线协调交叉口的公交优先控制双层模型，下层为基于绿波带的干线信号配时优化，上层为考虑公交晚点的有限公交优先算法;当有公交车晚点到达时，以公交车尽快通过为目标优化配时参数，并未考虑配时参数调整对绿波带的影响.所以这种优先算法与单点公交优先并无实质上的差别.此外，当前的公交优先算法主要集中在单相位优先方面，只为交叉口一个相位到达的公交车提供优先;然而在我国大部分城市，公交车是居民的主要出行工具，公交车具有线路多、发车间隔短、流量大的特点，信号交叉口经常出现一个周期有多个相位存在公交车到达的情况.因此，为了最大限度地降低公交车延误，文中针对干线协调交叉口，尝试建立多相位公交优先控制算法，在不破坏交叉口绿波带的前提下尽可能地为公交车提供信号优先.1 多相位公交优先信号控制算法1.1 公交车优先级别确定在信号交叉口，信号机只能同时为一个相位到达的公交车提供绿灯延长或者提前起亮服务;在多相位公交优先情况下，经常出现一个相位的公交信号优先过程尚未结束又有其它相位公交车提出优先申请的情况.因此，与单相位公交优先相比，多相位公交优先的难点在于如何处理多个公交优先申请之间的冲突.公交车只有在该相位显示绿灯期间才能通过交叉口，因此，当公交车到达交叉口时刻距离该相位下一次绿灯起亮时刻越近，则该公交车延误越少，同时对其它相位的公交车信号优先影响越小.根据以上分析，文中提出了“就近原则”来解决多个相位公交优先申请之间的冲突，为各个优先申请赋予不同的级别，具体如下:(1)绿灯相位期间到达的公交车优先级别高于非绿灯相位期间到达的公交车;(2)对于红灯相位期间到达的公交车，其到达时刻距离下一绿灯相位起亮时刻越近，优先级别越高;(3)对于同一相位到达的公交车，其到达时刻越早，优先级别越高.下面以图1为例对“就近原则”进行解释.设某信号交叉口包括4个相位，周期时长为100 s，当前相位2正显示绿灯;在35～50 s之间时，相位1到达公交车B1、相位2到达公交车B2、B3，相位3到达公交车B4以及相位4到达公交车B5，并分别向信号机提出优先申请.各个公交车到达先后顺序如图1所示.根据“就近原则”，上述5辆公交车的优先级别排序为B2＞B3＞B4＞B5＞B1.虽然B5最先提出优先申请，但是其优先级别只排在第4位.图1 “就近原则”示例Fig.1 Illustration of“Proximity Principle”根据“就近原则”各个公交车被赋予不同的优先级别，信号机根据优先级别高低依次为公交车提供信号优先，直至所有公交车通过交叉口.通过这种方式，既解决了多相位优先申请之间的冲突，又能保证所有公交车总延误最小.1.2 控制流程在交叉口进口道停车线后80m处布设检测器，一可以检测公交车到达，二可以获取各车道流量，为信号配时服务.当信号机检测到有公交车到达时，首先根据其到达停车线时刻判断是否需要信号优先，如果不需要则运行普通配时方案，否则将该公交车加入优先队列.优先队列中的公交车需具备两个条件:(1)已经申请信号优先;(2)信号机尚未为其提供优先，或者正在提供优先但优先过程未结束.信号机根据“就近原则”对优先队列中的所有公交车进行优先级别排序，并首先为优先级别最高的公交车提供优先服务.如果该公交车属于协调相位，则执行协调相位优先模块，否则执行非协调相位优先模块.当该公交车的优先服务结束后，将其从优先队列中删除.信号机重复上述过程，直至优先队列中不存在任何公交优先申请.干线协调交叉口多相位公交优先控制流程如图2所示.由该流程图可见，协调相位公交优先模块、非协调相位公交优先模块以及普通信号配时模块是干线协调交叉口多相位公交优先策略的3个主要组成部分.1.3 普通信号配时模块当交叉口无公交优先申请时，信号机运行普通干线协调配时方案.干线配时参数优化包括公共周期、绿信比和相位差的优化.(1)公共周期优化采用韦伯斯特方法计算各交叉口的周期长度，并选出最大周期作为协调控制连线的公共周期［8］.式中:Ti为干线协调子区内交叉口i的周期时长，s;tL为交叉口总绿灯损失时间，s;Y为交叉口总流量比，等于各个关键相位流量比之和;T为干线协调时子区内各交叉口执行的公共周期，s.(2)绿信比优化在协调控制中，为增大绿波带的宽度，经常将非协调相位绿灯时间压缩至饱和度为0.95时对应的绿灯时间，然后将富余绿灯时间(非协调相位按等饱和度原则分配对应的绿灯时间减去饱和度压缩至0.95时对应的绿灯时间)全部分配给协调相位.而在公交优先控制中，公交车更需要信号机在恰当的时刻给予其绿灯显示，尽量避免停车.在公交相位必定存在红灯的情况下，为了保证能有较多的富余调整量，文中仍采用等饱和度原则为交叉口各相位分配绿灯时间，即将富余绿灯时间“暂留”至各相位，作为公交优先的机动时间，当优先相位有公交车到达时，信号机根据实际交通状况决定是否挪用该富余时间.因此图2 干线协调交叉口多相公交优先控制流程Fig.2 Flow chart of multiple phases bus signal priority strategy at signal coordinated intersection式中:tgi0为根据等饱和度原则分配的相位i绿灯时间，s;Y为交叉口关键相位总流量比;yi为相位i关键流量比.(3)相位差优化采用数解法优化相位差.数解法是确定线控系统相位差的一种常见方法，它通过寻找使得系统中各实际信号距理想信号的最大挪移量最小来获得最优相位差控制方案.文献［12］中对该方法做了详细的叙述，这里不再赘述.设交叉口一共有k个相位，协调相位为第j相位，wp为正向绿波带宽度，wo为反向绿波带宽度，则双向协调情况下绿波带宽度w为n周期协调相位绿波带中点时刻tnGjm为式中为n周期协调相位绿波带下限时刻，s;为n周期协调相位绿波带上限时刻，s.1.4 协调相位公交车信号优先模块设具有最高优先级别的公交车在第n个周期到达交叉口，其到达停车线时刻为t0，第n个周期j相位绿灯结束时刻为.若，则公交车可以直接在绿灯期间通过;若公交车在绿灯期间触发检测器但，则协调相位执行绿灯时间延长策略;当时协调相位执行绿灯提前起亮策略.(1)绿灯时间延长公交车所需绿灯延长时间为若第n个周期协调相位最大可延长绿灯时间可以满足公交优先所需的延长时间，即，则协调相位绿灯延长;否则保持信号配时不变.参数的设置于绿灯延长策略具有重要影响.干线协调交叉口公交优先控制的关键在于不破坏绿波带的条件下为公交车辆提供尽可能多的优先机会.第n个周期的绿灯延长只会拓宽该周期的绿波带宽度，不会移动绿波带上下限.因此，在保证后续各相位饱和度不超过0.95的情况下，将所有富余绿灯时间用于此次绿灯延长.图3 协调相位最大可延长绿灯时间示意图Fig.3 Schematic diagram of maximal green-extention time of coordinated phase式中为i相位第n周期被压缩的绿灯时间，s;为i相位第n+1周期被压缩的绿灯时间，s.第n周期的第j+1至k相位、第n+1周期的第1至j-1相位被压缩绿灯时间等于初始分配绿灯时间(根据式(3)获得)减去饱和度为0.95时的临界绿灯时间.选择0.95是因为当饱和度等于0.95时交叉口排队迅速增加，处于过饱和的边缘，此时再进行公交信号优先将导致交叉口拥堵，所以设置各相位饱和度限值0.95，对公交优先进行限制.可以用下式计算:式中为n周期i相位初始分配绿灯时间为饱和度0.95时对应的n周期i相位临界绿灯时间，为i相位从n-1周期绿灯结束至n周期绿灯启亮之间的时间间隔，s;Vi 为过去5min内i相位关键车道的平均流率，pcu/s;VSi为i相位关键车道的饱和流率，pcu/s.在本算法中，并未压缩n+1周期协调相位的绿灯时间(如绿灯起亮时刻与绿波带下限之间绿灯长度)，因为这种压缩虽然并不破坏绿波带，但是会导致协调相位停车线前车辆排队增加，影响协调控制效果.因此，协调i相位绿灯延长后总绿灯时间为绿灯被压缩的各相位按照流量比分担被压缩的绿灯时间，因此，实际运行绿灯时间为式中:i=j+1+2+… +k，1+2+… +j-1;tgimin为 i相位最小绿灯时间.(2)绿灯提前起亮当具有最高优先级别的公交车在第n周期红灯期间到达停车线时，交叉口执行绿灯提前起亮策略.设该公交车到达时相位h正运行绿灯，当第n周期h相位及其后续各相位执行绿灯压缩后，第n+1周期协调相位绿灯时间必将提前，如图4所示.当提前量大于时，协调相位绿波带上下限将发生移动.因此，需要对优先相位绿灯提前量进行限制.图4 协调相位绿灯提前启亮时间示意图Fig.4 Schematic diagram of green-early-start time of coordinated phase根据相位h已运行绿灯时间长短，可以分为以下两种情况.相位h已运行绿灯时间尚小于饱和度为0.95时对应的绿灯时间.此时信号机使相位h继续运行绿灯时间直至，然后相位h至j之间各相位(包括h)执行绿灯压缩，各相位被压缩的绿灯时间可以根据式(10)计算得到，则各相位被压缩绿灯时间之和为为了避免n+1周期绿波带上下限前移，允许j相位绿灯最大提前时间长度为信号机可以为该公交车提前启动绿灯时间tgyt:这样既可以避免n+1周期协调相位绿波带被破坏，也能够防止其他相位绿灯时间被过度压缩导致饱和度大于0.95.然而，经过上述绿灯提前起亮后，n+1周期协调相位绿灯时间被提前 tgyt，尤其当 tgyt等于 tgjt时n+1周期及后续周期的绿波带上线将等于绿灯结束时刻;一旦后续周期有公交车申请协调相位绿灯提前起亮，各相位绿灯将无法压缩，否则会造成绿波带前移.为了避免上述情况的发生，对绿灯被压缩的各相位进行绿灯补偿，具体计算方法为式中为n+1周期i相位将运行的绿灯时长，s.式中:i=1，2，…，j-1.在绿灯补偿期间，信号机将暂停公交优先服务，直至绿灯补偿结束.相位h已运行绿灯时间大于等于饱和度为0.95时对应的绿灯时间.此时信号机直接压缩各相位绿灯时间为公交车提供优先服务，相位i被压缩的绿灯时间为式中为n周期h相位初始分配绿灯时间为n周期h相位已运行绿灯时间，s.其余计算过程与情况(a)相同，不再赘述.1.5 非协调相位公交车信号优先模块当优先级别最高的公交车属于非协调相位时，执行非协调相位公交优先模块.与1.4节相同，仍采用绿灯时间延长和绿灯提前启亮两种策略为公交车提供优先. (1)绿灯时间延长设非优先相位h正运行绿灯，此时该相位有公交车提出绿灯时间延长申请.根据相位h与协调相位j的相对位置，可以分为以下两种情况.h＜jh＜j情况非协调绿灯时间延长，示意图如图5所示.为了避免绿波带向后推移，只允许h+1至j相位绿灯时间被压缩.可压缩绿灯时间总和为等于h相位富余绿灯时间，可以通过式(10)计算得到则等于n周期j相位绿灯起始时刻与绿波带下限之间时段长度，即:图5 h＜j情况下非协调相位绿灯延长示意图Fig.5 Schematic diagram of green extension of non-coordinated phase when h＜j被压缩的绿灯时间用于h相位的绿灯延长，当时，可以实施绿灯延长策略，否则拒绝为该公交车提供优先.如果，则可以只压缩i+1至j-1相位绿灯时间即可，无需压缩j相位绿灯时间;如果，则需同时压缩j相位绿灯时间.为了保证协调相位绿灯时长不变，对其绿灯时间进行补偿，补偿时间为即相当于把j相位绿灯启亮时刻后移h＞jh＞j时的情况示意图如图6所示，此时绿灯延长涉及到n与n+1两个周期，可压缩绿灯时间总和为式中:参数的计算方法以及n+1周期协调相位的绿灯时间补偿方法与h＜j的情况相同，不再赘述.图6 h＞j情况下非协调相位绿灯时间延长示意图Fig.6 Green extension of non-coordinated phase when h＞j(2)绿灯提前启亮设当相位m运行绿灯时，非协调相位h有公交车提出绿灯提前起亮申请.根据相位m已运行绿灯时间长短，可以分为以下两种情况.相位m已运行绿灯时间小于饱和度为0.95时对应的临界绿灯时间.此时信号机使相位h继续运行绿灯时间直至tngmc，然后再压缩其他相位的绿灯时间.当相位h的绿灯已经在周期n运行完毕时的情况，示意图如图7所示.各相位可提供的绿灯提前时间为图7 n周期h相位绿灯运行完毕时的绿灯提前启亮Fig.7 Green-early-start when green time of phase h has ended in cycle n当相位h的绿灯尚未在周期n运行时的情况示意图如图8所示.图8 第n个周期相位h绿灯尚未运行时的绿灯提前启亮Fig.8 Green-early-start when green time of phase h has not started in cycle n各相位可提供的绿灯提前时间计算公式为与1.4节绿灯提前启亮模块相同，经过上述绿灯提前起亮后，n+1周期协调相位绿灯时间被提前tgyt，因此，仍采用绿灯时间补偿方法对被压缩的各相位进行补偿，具体补偿方法见1.4节.相位m已运行绿灯时间大于等于饱和度0.95对应的临界绿灯时间.此时信号机直接压缩各相位绿灯时间为公交车提供优先服务(含相位m)，相位m的绿灯压缩时间可由式(19)计算，其他方法同，不再详细叙述.2 算法验证由于实际交通控制系统的不可实验性，文中采用交通仿真的方法，在VISSIM软件中利用VAP模块编程验证所建算法的有效性.2.1 仿真环境以某市两个相邻的主支路相交路口为例对文中算法进行验证，路网结构如图9所示，两个交叉口相距500m.在VISSIM中创建该路网，经测试，VISSIM中车道饱和流率为2000 pcu/h.A、B两个路口均运行3相位控制方案，相位绿灯损失时间为3 s.由于高峰期间交叉口饱和度较高，公交优先容易引起拥堵，因此，调查两个交叉口平峰期间交通流数据作为模拟输入，各相位公交车流量、标准流量以及关键信号配时参数如表1、表2所示.图9 模拟实验路网Fig.9 Sketch of simulation network表1 交叉口各相位流量Table 1 Volume data of each phase pcu/h相位交叉口A 交叉口B关键车道公交车关键车道公交车1 750 40 775 42 2 320 10 325 83 520 20 530 12表2 交叉口配时参数1)Table 2 Timing parameters of each intersection1)公共周期为100s.交叉口相位绿灯时间/s 绿波范围43 A 2 1 18 (13，38)3 30 43 B 2 1 18 (13，38)30 3为了验证多相公交优先算法效益，文中分别仿真了无公交优先控制算法(算法1)、单相公交优先控制算法(算法2)、两相公交优先控制算法(算法3)、三相公交优先控制算法(算法4)，具体优先相位如表3所示.表3 不同算法的优先相位Table 3 Priority phases of different algorithms算法优先相位1无2相位1 3相位 1、3 4相位1、2、32.2 数据统计与分析每种算法仿真10次，每次仿真时间为3600 s，统计路网内:(1)公交车均延误，用于研究不同算法对公交车的优先程度;(2)所有车辆平均延误，用于研究公交优先对社会车辆造成的负面影响程度.具体数据如表4所示.表4 不同算法下的车均延误和公交车均延误对比Table 4 Comparison of average vehicle delay and average bus delay of different algorithms s算法公交车均延误车均延误1 43.2 44.6 2 38.3 51.6 3 34.8 48.5 4 32.7 46.3可以发现，随着公交优先相位数的增加，路网中公交车均延误逐渐下降.算法4对应的公交车均延误相比其他3种算法分别下降了24.3%、14.6%、6.0%.这是因为随着公交优先相位数的增加，路网中更多的公交车可以根据“就近原则”接受到信号优先，而单相公交优先(算法2)只能有效降低相位1的公交车延误，优先范围有限，同时还造成相位2与相位3的公交车延误增加.与无公交优先的算法1相比，其他3类算法均不同程度地造成路网车均延误上升.但是随着公交优先相位数的增加，车均延误上升幅度逐渐减小.这是因为当公交车接受信号优先时，属于同一相位的社会车辆也可以在绿灯期间通行，使其延误下降.所以优先相位数越多，路网车均延误越接近于无公交优先时的车均延误.然而由于频繁的公交优先会扰乱社会车流正常放行，所以有公交优先情况下的车均延误大于无公交优先下的车均延误.3 结语文中针对干线协调控制交叉口，建立了多相位公交优先信号控制算法，VISSIM仿真结果显示该算法比普通信号配时算法、单相公交优先控制算法更能够降低公交车延误.在算法建立过程中，为了避免交叉口出现过饱和现象以及社会车辆延误过大，文中规定公交优先引起的各相位饱和度不得超过0.95，所以该算法适合于交叉口饱和度不大于0.95的场景.下一步需要验证该算法在不同公交车流量、不同交叉口饱和度下的控制效益，获取该算法的最佳应用环境.参考文献:［1］Skabardonis A.Control strategies for transit priority［J］.Journal ofthe Transportation Research Record，2000，1727:20-26.［2］Xu H，Zheng M.Impact of phase scheme on development and performance of a logic Rule-Based bus rapid transit signal priority［J］.Journal of Transportation Engineering，2009，135(12):953-965. ［3］Dion F，Hellinga B.A rule-based real-time traffic responsive signal control system with transit priority:Application to an isolated intersection ［J］.Transp Res:Part B，2002，36(4):325-343.［4］张宇.基于延误的单个交叉口公交优先信号控制方法研究［D］.长春:吉林大学交通学院，2008.［5］Furth P G，Muller T H J.Conditional bus priority at signalized intersections:better service with less traffic disruption ［J］.Journal of the Transportation Research Board，2000(1731):23-30.［6］刘红红，王鑫钥，杨兆升.城市公共交通优先的信号控制策略［J］.公路交通科技，2004，21(5):121-124.Liu Hong-hong，Wang Xin-yue，Yang Zhao-sheng.Control strategies of urban transit signal priority［J］.Journal of Highway and Transportation Research and Development，2004，21(5):121-124.［7］别一鸣，王殿海，魏强，等.考虑饱和度约束的单点主被动有限公交优先策略［J］.吉林大学学报:工学版，2011，41(5):1222-1227.Bie Yi-ming ，Wang Dian-hai，Wei Qiang，et al.Conditional active and passive bus signal priority strategies considering saturation degree restriction at an isolated junction［J］.Journal of Jilin University:Engineering and Technology Edition，2011，41(5):1222-1227.［8］别一鸣，朱慧，王殿海，等.一种单点被动公交优先控制算法及其效益评价［J］.北京工业大学学报，2011，37(4):522-528 Bie Yi-ming ，Zhu Hui，Wang Dian-hai，et al.Development and evaluation of a passive bus signal priority algorithm at isolated intersection ［J］.Journal of Beijing University of Technology，2011，37(4):522-528.［9］马万经，杨晓光，云美萍.考虑公交发车频率的信号优先控制方法［J］.同济大学学报:自然科学版，2007，35(11):1470-1475.Ma Wan-jing，Yang Xiao-guang，Yun Mei-ping.Transit signal priority strategies based on theconsideration of bus frequency ［J］.Journal of Tongji University:Natural Science，2007，35(11):1470-1475.［10］别一鸣，王殿海，宋现敏，等.饱和度约束的单点有限公交优先控制策略［J］.西南交通大学学报，2011，46(4):657-663.Bie Yi-ming ，Wang Dian-hai，Song Xian-min，et al.Conditional bus signal priority strategies considering saturation degree restriction at isolated junction［J］.Journal of Southwest Jiaotong University，2011，46(4):657-663.［11］Meenakshy V.Robust optimization model for bus priority under arterial progression［D］.College Park:Department of Civil Engineering，University of Maryland，2005.［12］徐建闽.交通管理与控制［M］.北京:人民交通出版社，2007.。
公交优先系统完整技术方案
了一大步。 地理信息服务接口： 地理信息服务接口主要对与交通管理相关的GIS数据进行管理，保证各业务部门共 用地理信息数据，同时保证数据的同步。
统一以消息形式实时提交给消息服务器，消息服务器根据信息自动负责消息的转发、 传递、过滤、消息日志等功能，以及处理结果的返回。 数据访问服务接口：
建立数据访问服务中间层。应用程序通过中间层服务进行数据操作，应用程序不 必因为数据库中存储结构的变化而修改，即应用程序与数据结构之间不存在依赖关 系，数据访问服务通过身份审核机制防止非法用户的登录，提供标准的支持远程访问
日志服务 ……
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2 系统软件设计 系统根据功能分为：信息采集分析子系统、公交信号优先控制子系统、交通信号控
制子系统、特种车辆优先控制子系统、信号配时管理子系统、设备运行维护子系统等。
2.1 信息采集分析子系统 2.1.1 差分处理
公交信号优先控制要求车辆定位精度经过差分处理后达到亚米级。利用车载定位设 备实时采集公交车辆的位置、速度、方向等信息，并实时通过公交定位信息差分处理， 达到对公交车辆的精确定位。基于差分处理结果进行公交定位信息分析，给出实时的触 发区域分析结果。
据
数据库
层
公交专用信息 数据库
信号控制信 中心区智能信号系统 南京南站信号系统 公交监控调度系统 智能交通诱导系统
奥体中心公交信号优先和VIP车辆信号紧急优先的设计与实现(终稿)
奥运中心区公交信号优先和VIP车辆紧急优先的设计与实现（，北京四通智能交通系统集成有限公司，北京100081）摘要：北京2008年奥运会期间，北京市采取了一系列奥运交通保障措施，交叉口公交信号优先是其中重要的一项内容。
本文主要介绍了奥体中心区利用射频技术进行交叉口公交车信号优先和奥运VIP车辆信号紧急优先的实现方式和实现过程，并对信号优先实施效果进行了总结和评价。
关键词：奥运中心区公交信号优先紧急优先射频技术Abstract：During Beijing 2008 Olympics，the government of Beijing took a series measures to keep the traffic smooth. Bus signal priority at intersection is an important measure of them. This paper introduced theprocess of using FRID technique to achieve bus signal priority and VIP vehicle emergency priority atintersections in the Olympic center. At last, we conclude and evaluate the effect of signal priority..Key words：Olympics central area，Bus signal priority，Emergency priority，FRID technique引言北京是全国最早系统研究和实施ITS建设的城市。
在构建北京市智能交通系统的同时，以北京公安局公安交通管理局为主导进行的北京市智能化交通管理系统（ITMS）的建设，紧跟世界前沿技术，总体规划，系统建设，基本建成了以信息化、网络化为核心的智能交通管理体系，新投入运行的交通指挥中心，22个系统高度集成、协调联动，辅之以严格、规范的警务管理制度，使现代化科技手段作用得到充分发挥。