014-基于智能化公交站台的交叉口公交优先控制方法.pdf

基于智能化公交站台的交叉口公交优先控制方法 王宇俊 徐建闽 鄢小文 【摘要】针对公交站台设置于交叉口进口道的情况，基于智能化公交站台提出一种交叉口公交优先 控制方法，该方法首先搭建包括智能信号机、RFID 检测器、Zigbee 无线传输系统等在内的智能公交站台 和公交车辆系统。基于此，综合考虑公交车进出站时刻、公交站点上下车人数、下游交叉口信号方案等因 素，诱导公交车停靠在指定位置，同时公交站台通过电子显示屏诱导乘客在指定区域内排队上车，提高上 车的效率。继而根据公交驶离时间以及交叉口几何设计数据，准确预测公交到达交叉口停车线的时间，执 行相应的优先控制策略，以满足公交车在该交叉口的优先通行。该方法通过调整信号方案，以公交车上下 车乘客数目及停靠时间信息决定信号灯相位，利用红灯时间完成公交车的上下客和相交道路的通行，提升 公交车通行效率，减短了公交车平均等待红灯的时间。 【关键词】公交优先控制方法；智能化公交站台；上下车乘客数；Zigbee无线传输 1 引言 随着城市交通拥堵现象日益严重，优先发展城市公共交通是作为缓解交通压力的 有效手段，其中公交优先是促进公共交通发展的有效措施。以广州市为例，2014 年广州常 规公交年日均客运量达到 715 万人次/ 日，占公共交通的 46% ，但是其平均运行速度仅为 21.2km/h ，乘客吸引力较低，提升常规公交的服务水平显得更为迫切[1] 。因此，公交优先 控制技术开始被提出并运用，如设置公交专用道、提供公交专用相位、早晚高峰限时优先 措施等。未来的发展目标是布设智能化的公交系统，以现代通讯手段、信息技术为基础， 构建智能化的公共交通系统。交叉口作为城市路网的重要节点，是公共车辆运行过程中的 产生延误的主要根源之一，优化交通控制策略，合理化地提高交叉口公共车辆的运行效率 势在必行。公交优先的研究作为研究热点，已取得较多成果，Peter G Furth 等研究标表明 [2] 有约束条件的交叉口公交优先控制方案比无约束条件下的优先控制方法产生的延误小 ； D.JePson 和 L.Ferrira 通过对比设置公交专用信号后道路上车辆的延误时间确定了最佳的道 路公交比例和公交客流量[3] ；Wonho Kim 和 Lin 等提出基于公交车站影响的公交优先控制 策略和以均衡公交车车头时距为约束条件的优先控制方法[4] ；国内学者杨晓光等提出以公 交出行乘客延误最小化的信号配时方法，并深入研究了定周期条件下系统最优的公交车优 先信号控制策略[5] ；陆化普、张卫华等分析通过设置公交优先预信号满足公交优先通行的 [6] [7] 可行性 ；张达等提出基于粗糙集理论的公交优先信号控制方法 ；孙煦、陆化普基于设 1 [8] 置公交专用道交叉口进口建立公交优先控制策略的双层模型并利用遗传算法进行求解 。 马万经等学者考虑公交车的发车频率和信号周期等的关系，建立落点数目模型，提出不同 落点数目下的信号优先控制方法[9] ；王殿海等学者建立无绿灯时间补偿与有绿灯时间补偿 的单点有限公交优先模型[10] ；李元元等采用公交优先模糊控制策略，设计相位相序优化器 进行方案确定[11] 。以上研究内容以理论指导为主，策略的落地性有所欠缺。 交叉口公交优先控制方法以交叉口信号资源合理化为基础，提高公共车辆通行效率的 同时，保证交叉口的社会车辆及整体运行效率所受影响降到最低。本文拟基于智能化的公 交站台提出一种切实可行公交优先控制方法，将公交站台与交叉口信号装置结合起来进行 统一设计，综合考虑上下车人数、车辆性能等因素，完成公交“路段行驶-到站-不停驶通 过交叉口”的过程，以实现公交的信号优先。 2 问题描述 如图