公交优先信号控制策略研究

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我国城市公共交通优先发展战略研究

分类号—壤步走淳硕士学位论文我国城市公共交通优先发展战略研究导师姓名职称申请学位级别郭娟何公定副教授硕士学科专业名称交通运输规划与管理论文提交日期御年月倚日论文答辩日期埘年月臼学位授予单位长安大学答辩委员会主席醯到趋学位论文评阅人盛型垫塑兰旦摘要随着我国城市化进程的加快城市经济的迅猛发展和人民生活水平的提高机动化进程明显加快。

与此同时城市交通拥堵问题同益突出也产生了环境污染等一系列问题。

优先发展公共交通不但是改善城市交通的关键而且也直接关系到城市可持续发展。

“公交优先”已经是经过很多国家和很长时问实践证明行之有效的解决城市交通问题的良方。

但是怎样使我国“公交优先发展战略得到全面落实还需要进一步的研究。

本文在吸收国内外许多学者研究成果的基础上分析了“公交优先的内涵及相关的概念通过分析“公交优先发展的必要性和可行性指出优先发展公共交通实际是人民大众优先体现了社会公平和效率以若干个城市“公交优先”发展的实践入手对我国“公交优先发展实施情况进行了分析和归纳指出我国“公交优先实施过程中遇到的问题在此基础上通过对国外及香港特区发展公共交通的经验借鉴总结出对我国公共交通发展的启示继而系统地从“公交优先”的规划、建设、管理三方面提出了包括公交线网优化、加强轨道建设、开辟公交专用道等一系列技术措施最后提出“公交优先战略顺利实施的宏观保障措施。

关键词交通运输、城市公共交通、公交优先、战略、措施’”””””’¨”’”’’”¨’缈’’”’—””论文独创性声明本人声明本人所呈交的学位论文是在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。

除论文中已经注明引用的内容外对论文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。

本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。

本声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名钎逝砂冒年月肜论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品知识产权归属学校。

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１２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Ｖｉｉｓｍｓ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
ｆｕｄｔｅｏｅｒｗｏｓｏｔｉｅｙａａｙｉｇｔｅｆｅｔｎｔｅｄｖａｉｎｏｕｖｒｇｅａｄｏｎｂｎｏｏｔ，ｉｂａｎｄｂｎｌｚｈｉｅｆｃｓｅｉｔｆｓａｅａｅｄｌｙａｎｒｏｈｏｂｎ
—ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｔｅｐｉｔｓｔａｉｎｄｌｏｄｃｄｈｐｉｌｏｉｏｆｈｘｃｅｒｉａ－ｉ — ｉｔｔｈｉ — ｎｉｔ，ａｍｏｅｔｅｉｅｔｅｏｔｍｏｕｏａｐｍｓｔｎｏｅｅｐｔｄａｒｖｌｔｉｔｅｍｅｐｎｅｏａｔ
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：４１Ｕ９文献标识码：Ａ文章编号：２３７Ｘ（０７１～１７一Ｏ０５ —３４２０）１４０６
ＴｒｎｉＳｉｎｌＰｒｉｒｔｇｅｓｄｏｈａｓｔｇａｉｔＳｔａｅｉｓＢａｅｎｔｅｏｒｙ

智能交通信号灯动态控制研究

智能交通信号灯动态控制研究智能交通信号灯动态控制是交通管理系统中的一个重要研究方向，它通过利用现代信息技术和智能化算法，对信号灯的运行进行优化控制，以提高交通系统的效率和安全性。本文将围绕智能交通信号灯动态控制展开深入研究，探讨其原理、技术应用以及存在的问题和趋势发展。

一、智能交通信号灯动态控制原理智能交通信号灯动态控制的原理基于实时数据采集、处理和决策控制。传感器网络和交通视频监控系统通过感知交通流量、车辆速度等数据，并将这些数据传输到交通控制中心。控制中心通过算法对实时数据进行分析和处理，结合路况和交通需求，即时调整信号灯的时长和相位，以达到交通流畅和交通安全的目的。

二、智能交通信号灯动态控制的技术应用 1. 优化信号配时：智能交通信号灯动态控制系统可以根据实时交通流量和车辆行驶速度，智能调配信号灯的配时方案，以提高交通的通行效率。

2. 预测交通流量：通过历史数据和机器学习算法，智能交通信号灯动态控制系统可以预测未来不同时间段和路口的交通流量，从而提前调整信号灯的配时方案，为交通拥堵的预防提供支持。 3. 公交优先策略：智能交通信号灯动态控制系统可以实时感知公交车的到达时间，并根据优先级调整信号灯的时长和相位，以提高公交的运行效率和减少等待时间。

4. 故障检测和处理：智能交通信号灯动态控制系统可以通过实时监测信号灯的状态，及时发现信号灯的故障，并通过远程控制中心进行处理，保障交通的正常运行。

三、智能交通信号灯动态控制存在的问题与趋势发展 1. 数据安全和隐私问题：智能交通信号灯动态控制需要大量实时数据的采集和处理，因此数据的安全性和隐私保护是一个亟待解决的问题。

2. 多路口协同控制：目前大多数智能交通信号灯动态控制系统是独立运行于单个路口，缺乏跨路口的协同控制，导致交通流量调度不够灵活和高效。未来的发展趋势将是建立跨路口的协同控制系统，实现全局交通流量优化。

3. 智能化算法与硬件设备的结合：智能交通信号灯动态控制需要依靠先进的算法和智能化装备，如机器学习、人工智能等。未来的研究将更加注重算法与硬件设备的结合，以实现更加高效和智能的交通控制。

杭州快速公交一号线交通信号优先系统的设计与应用

位，实现信号优先。在设计过程中采用以Ｐｉｐ公ｈｌｓｉ
司的ＡＭ７Ｒ处理器ＩＣ１８为核心，采用ｕ／ＳＩ２４ＣＯ－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、ＳＡ中ＣＴＳ
心控制子系统构成如图所示。
１１路口控制子系统．
路口控制子系统由前端ＲＩＦＤ车辆采集设备、ＡＭＲ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Ｒ４５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：４５９＋，
杭州快速公交１号线（１）Ｂ线，全长２公里，８
器对检测到的ＢＴ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，ＳＡＣＴＳ系统即下达指令给路口信号机进行配时调整。Ｂ线１的ＳＡＳ系统配时采取两种方案：ＣＴ
当ＢＴ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／３Ｓ结构的系统软件。此软件的主要

智能交通信号灯控制系统研究

智能交通信号灯控制系统研究智能交通信号灯控制系统作为一项重要的交通管理技术，旨在提高交通效率、减少交通堵塞和事故发生率。

近年来，随着城市化进程的不断加速，道路交通拥堵问题日益凸显，如何优化交通信号灯控制系统成为了一个迫切需要解决的难题。

本文将就智能交通信号灯控制系统的研究现状、原理和应用进行阐述，并探讨未来的发展方向。

一、智能交通信号灯控制系统的研究现状目前，智能交通信号灯控制系统的研究主要集中在以下几个方面：1. 传感器技术的应用：借助传感器技术，智能交通信号灯控制系统能够实时感知交通流量和车辆类型，并根据实际情况进行信号灯的优化调整。

例如，利用摄像头、地磁传感器等设备监测车辆流量和道路状况，以便及时做出调整。

2. 数据处理和算法优化：对于大量的交通数据，智能交通信号灯控制系统需要借助数据处理和算法优化的手段，分析交通流量分布和行车规律，进而制定合理的信号灯控制策略。

例如，利用数据挖掘、人工智能和机器学习等技术，对交通数据进行模式识别和预测，以优化信号灯的切换时机和周期。

3. 通信技术的应用：智能交通信号灯控制系统需要实时收集和传输交通数据，以便进行实时调控。

因此，通信技术在智能交通信号灯控制系统中起着至关重要的作用。

例如，利用无线通信技术建立交通信号灯与控制中心之间的通信链路，实现数据的传输与反馈。

二、智能交通信号灯控制系统的原理智能交通信号灯控制系统的核心原理是基于实时数据的智能决策。

系统通过感知车辆流量、速度、密度、交通状况等信息，利用算法进行数据处理和分析，进而制定合理的信号灯控制策略。

系统能够根据实际情况调整信号灯的信号周期和切换时机，以达到最优的交通流畅度和安全性。

具体而言，智能交通信号灯控制系统的原理包括以下几个步骤：1. 数据采集：通过传感器技术，实时采集交通流量、车辆类型、速度等数据，并传输到控制中心。

2. 数据处理和分析：控制中心利用算法对采集的数据进行处理和分析，得到交通流量分布、道路状况等信息。

基于UML的BRT交叉口信号优先控制分析

式．地面形式的ＢＴ同其他社会车辆在同一平面行Ｒ
引言
ＢＴ即快速公交，是一种介于ＬＴ（ＲＲ轻轨）和ＢＳ之间的公共交通方式。ＢＴ使用一般的公交车ＵＲ
辆，采用轨道交通的运营方式．以期能够达到接近轨道交通的运量和服务水平。相比ＬＴＲＲ。ＢＴ的造
口这一场景。提出了一套可行的信号优先控制的方案。并且采用了ＵＭＬ统一建模语言和Ｖ－ＭＬ工ＰＵ具对整个控制系统进行了面向对象的分析和建模，为下一步的计算机系统仿真或者是系统实现提供了
基础。
公交优先：控制模块：信号检测．ＲＩ－：妣．Ｂ：．交叉口信模块－ —－■ — —－控制模块 ——－号控制模 — －－ ——— －—●
・
３・９
１２系统结构分析．
ＢＴ信号优先控制的过程可以分为接收ＢＴ消ＲＲ息，生成控制方法，调节信号灯状态完成控制三个阶段。因此，从功能上，可以将ＢＴ交叉口信号优Ｒ
先控制系统分为以下三大模块：
图２十字交叉口
如图２所示十字交叉口，交叉口上下游专用道
是其运营的关键环节，是其接近轨道交通运营服务水平的保证。本文借鉴了交叉口信号优化控制的理论和方
法，以及轨道交通中的一些理念，考察了ＢＲＴ通过交叉口这一实际过程．分析了ＢＲＴ交叉口信号优先控制

优先通行管理

• （3）合理配置交通信号，保证公交优先 • 传统交叉口信号配时方法是根据车辆延误最小进行配时的，但交通运输的目的是完成人和物的移动，所以公交优先信号设计是以人均延误最小来配时的，并以不发生社会车辆的过长排队为约束条件；或同时采取合理的交通管理手段来消除社会车辆的过长排队。公交优先信号设计方法主要可分为三类：被动优先策略如调整绿信比、相位分隔；主动的优先策略如相位延长、提前激活相位；实时优先策略如延误优化、交叉口控制。
的配时方案。
公交优先管理解决的交通问题
• （1）大大减少了城市道路空间的占用 • 在城市道路条件受限的情况下，最大限度地提高道路使用效率就显得尤其重要。公共交通工具以最小的道路占用运送了大量的客流，充分体现了对比于私人交通的优势。 • 大城市中的公共交通系统应以轨道交通为骨干，其中地铁和高架轻轨的运力占了相当大的比重，而其占用的城市道路面积则微乎其微。
在伦敦西南部地区编号为M25公路上，交通部门已经为这条公路装上了遥感设备，不断监测路段的车流情况，并向驾驶员传递信息，这套设备启用以来，M25公路的车流量不仅大为增加，而且车祸也明显减少。这就确保了公交车的行驶安全和通畅。
• 相位方案是在一个信号周期内，安排了若干种控制状态，并合理地安排了这些控制状态地显示次序。对于行车而言，相位越多越安全，但相位越多，周期越长，延误的时间也就越长，效率也就越低。交通运输的目的是实现人和物的移动，而不是车辆的移动。叠加相位就是在某相位结束前提前启动另一个相位的一股或多股公交优先的交叉口配时设计：车流。换言之，就是在信号周期动态实施信号优先。这种方式中增加了一种特别的“小相位”。是通过采集路段和路口的实时交通信息(车辆数，公交车辆载 • “十二相位”方案就是基于公交客人数，车辆运行时刻表等)，进而分析加工，不断调整信号优先通行的相位设计。

实施公交优先的交通信号控制系统中信号协调方法研究

ＲｅｅｒｈｏｈｅＳｇａｏｄｎｔｏｅｈｄｌｇｎａＤｉｔｉｕｅｓａｃｎｔｉｎｌＣｏｒｉａｉｎＭｔｏｏｏｙｉｓｒｂｔｄＲｅｌＴｉｅＮｅｗｏｋＳｇａｎｒｌＳｓｅｗｉａｓｔＰｒｏｉｙａ — ｍｔｒｉｎｌＣｏｔｏｙｔｍｔＴｒｎｉｈｉｒｔ
车辆的到达特性．文在综合考虑上下游交叉口信号配时、本车辆排队和公交运行情况的基础上，出了实时交通信号控制系统中实施公交优先的模型系统的框架，提然后给出信号优化过程和计算最佳绿灯请求时间和信号协调方法．关键词：交通信号控制系统；号配时优化；号协调方法；灯请求时间信信绿中图分类号：Ｕ２１文献标志码：Ａ
ｆｒｄｓｉｕｅｅｌｉｅｏｋｓｎｌｃｎｒｌｙｔｍｗｔｔｎｉｐｏ￣ａｄｓａｐｍｉｔｎｐｏｅｓａｄｄ・ｏｔｂｔｄｒａ・ｍｅｎｔｒｉａｏｔｓｉｒｓｔｒｒｉｒ・ｔｗｇｏｓｅｈａｉｉｎｉｌｏｔｚｉｒｃｓｎｅｎｇｉａｏ・
ｓｒｂｄｔｅｍｅｈｄｌｇｒｄｔｒｎｎｅｍｏｔａｐｏｒａｅｔｍｅｆｒｉｌｍｅｔｇｓｇａｗｉｈｉｇｄｃｓｏｓｔａｃｅｈｔｏｏｏｆｅｅｍｉｉｇｔｓｐｒｐｔｉｍｐｅｎｉｉｎｌｓｔｎｅｉｉｎｈｔｉｙｏｈｉｏｎｃｅｐｉｉｙｃｎｉｅｓｒａａｄｄｗｎｓｅｍｏｒｎｔｎｉａｔ，ｅｉｌｕｕｉｇａｄｔａｓｔａｔｖｔｓｘｌｔｏｓｄｒｕｐｔｅｍｎｏｃｌｒｔａｃｏｄｉａｏｍｐｃｓｖｈｃｅｑｅｎｎｎｉｃｉｅ．ｉｒｉｉＫｅｒｓ：ｙｗｏｄｔｆｓｇａｏｒｌｓｓｅ；ｐｉｚｔｏｆｓｇａｔｎｓｇａｏｒｉａｉｎｍｅｈｄｌｇ；ｇｅｎｒ￣ｃｉｎｌｃｎｔｙｔｍｏｔａｏｍｉａｉｎｏｉｎｌｉｇ；ｉｎｃｏｄｎｔｔｏｏｏｍｉｌｏｙｒｅＵ１２Ｄｏｕｅｏｃｍｎｔｃｄｅ：Ａ

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公交优先信号控制策略研究
随着城市化进程的加速和汽车保有量的不断增加，交通拥堵已成为城市中普遍
存在的问题之一。

解决交通拥堵，提高公共交通效率成为一个迫切的需求。

公交优先信号控制策略的研究和实施可以有效地提高公共交通系统的运行效率，减少拥堵，改善居民出行体验。

一、公交优先信号控制策略的意义
公交优先信号控制策略是指通过交通信号灯系统，合理分配时间和优先通行权，使公共交通工具能够更快、更顺畅地通过道路交叉口。

这种策略的实施具有以下几个重要意义：
1. 缩短公交车辆等待时间。

通过为公交车辆提供优先通行权，减少其在红灯等
候的时间，降低延误，提高公交出行效率。

2. 提高公共交通的服务质量。

通过快速和顺畅的公交出行体验，吸引更多的私
家车主选择公共交通，减少道路中的车辆数量，减缓交通拥堵。

3. 促进公交系统的可持续发展。

通过改善公交的准点率和运行效率，提高乘客
满意度，鼓励更多的居民使用公共交通工具，有利于减少尾气排放和环境污染，实现可持续发展。

二、公交优先信号控制策略的实施方法
公交优先信号控制策略的实施需要考虑到不同的道路条件和交通需求。

以下几
种实施方法是比较常见的：
1. 定时控制方式。

根据公交车辆的运行计划和车流情况，确定信号灯的定时控
制参数，为公交车辆提供绿灯延时或绿灯提前。

2. 检测控制方式。

通过在公交专用道上设置传感器或摄像头，实时检测公交车
辆的位置和数量，根据实际情况调整信号灯的控制策略。

3. 车辆优先控制方式。

通过与公交车辆终端设备的通信，实时获取公交车辆的
位置和行驶速度信息，根据车辆的实际情况来控制信号灯。

三、公交优先信号控制策略的效果评估
为了评估公交优先信号控制策略的有效性，可以从以下几个方面进行定量评估：
1. 公交车辆运行时间。

通过比较公交车辆的运行时间，可以看出公交优先信号
控制策略对公交车辆的通行效果。

2. 公交车辆的延误时间。

通过比较公交车辆在信号灯前的停车时间，可以评估
公交优先信号控制策略对公交车辆的延误时间的影响。

3. 其他交通参与者的体验。

除了公交车辆，也要考虑其他交通参与者的体验，
比如私家车主、行人等。

是否给予公交车辆过度的优先权可能会对其他交通参与者造成影响。

四、公交优先信号控制策略的发展方向
公交优先信号控制策略的研究还存在一些挑战和改进的空间：
1. 交通状态感知。

通过引入先进的传感器技术和智能交通系统，实时感知交通
状态的变化，使信号灯控制策略更加智能化、自适应，提高运行效率。

2. 多模式交通一体化控制。

在车辆、自行车、行人等各类交通参与者之间实现
信息共享和协同控制，提高道路资源的利用率和交通系统的整体效率。

3. 预测模型和算法的改进。

通过建立更准确的交通流预测模型和优化算法，提
高公交优先信号控制策略的效果。

总之，公交优先信号控制策略对于提高公共交通效率、缓解交通拥堵具有重要意义。

通过科学的研究和实施，我们可以优化信号灯控制，提高公交出行效率，促进城市交通可持续发展。