公交信号优先控制研究综述

【摘 要】 公交信号优先是提高公交系统运行速度和可靠性的重要手段。对被动优先、主动优先、实时优先以及与不同设施相结合的信号优先控制策略进行了综述分析。在回顾了国内外公交优先研究现状的基础上， 指出了目前我

国公交优先通行技术研究中的主要问题和不足，并探讨了公交优先技术研究的发展方向。

【关键词】 公共交通 公交信号优先控制 控制策略 交叉口

0 引言

公交信号优先是指在“信号控制交叉口给予公交车辆相对于其他车辆的优先权，这种优先不应导致相应的信号机脱离正常运行状态”。公交优先最早是在1960年由法国提出的，随后，许多专家和学者对公共汽车优先权的方法进行了研究。

1 公交优先控制策略的分类

在早期的控制策略中，主要采用被动式的公交优先控制模式，包括：短周期、公交专用相位等。随着信息、控制和通信技术的发展，特别是车辆自动定位系统（AVL）以及全球卫星定位系统（GPS）的发展，公交优先控制逐步发展到基于实时数据的主动模式。近些年来，随着高性能计算机等新技术的出现，控制策略更是发展到基于智能交通系统环境的公共汽车实时控制层面。优先策略方法包括：绿灯延长、绿灯提前、相位插入、相位倒转、跳跃相位等。在策略优先过程中，对相位最短、最大绿灯时间进行约束，以保证其他车辆和行人通行的安全。公交优先控制策略分为被动优先策略、主动优先策略和实时优先策略。

2 交叉口公交优先

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]。公交信号优先主要包括“空间优先”和“时间优先”。 文献[2]以车均延误最小为优化目标，通过实时采集到达和驶离干线各交叉口的车流信息，建立了考虑公交车辆权重的自适应公交优先动态模型；文献[3]提出以交叉口群为控制对象，以车辆通过交叉口群延误偏差最小化为控制目标的公交优先协调控制方法；文献综合考虑社会车流绿波带和公交车流绿波带，建立综合效益优选模型，实现了主动公交信号优先协调控制。高昆、张海等人详细研究了主动式公交信号优先的具体方法，包括扩展优先、调用优先、专用相位优先、公交权重优先、预制配时优先、绿灯重启优先等，并结合北京BRT公交信号优先项目给出了一套完整设计方案。吉林大学杨兆升教授、北京交通大学关伟博士、东南大学张卫华博士等对交叉口公交信号优先控制策略和控制算法进行了研究，对公交信号优先在我国的实施具有一定的促进作用和指导意义。

公交信号优先是提高公交车辆运行可靠性和高效率的方法之一，而采取合理的公交优先策略可有效地提高道路及交叉口公交车辆的运行速度，降低车辆延误与人均延误。目前，公交优先是利用先进的检测系统提前获取进入交叉口的公交车辆的运行状态，结合先进的公交信息管理系统或公交调度系统，判断是否需要为公交车辆提供优先信号，为公交车辆赋予一定的优先等级，并集成于先进的交通信号控制系统，在综合考虑交叉口或干线整体控制性能的前提下，提前调整信号控制方案，以便为公交车辆提供优先信号。

杨晓光将公交专用道在交叉口进口道的处理分为4种方式：

1）公交专用进口道，即将公交专用道（路） 一直延伸到交叉口。2）锯齿形公交进口道，即为公交车配备多进口道。3）回授线设置，即公交专用道（路）在距离交叉口停车线前一定距离处中止，这样社会车辆能够使用原本属于公交专用的那个进口道。4）交织段设置，即在进口道前中止的专用道与回授线之间设置一个交织段，以便于社会车辆和公交车交织运行。

3 控制方式

针对信号优先控制方式，很多专家学者对这一问题作出了积极的探索，如Yagar等建立了确定性模型计算车辆总延误，赋予车辆不同的权重，最终生成信号配时方案；陆化普和王炜等人对公交优先的预信号控制交叉口车辆延误進行了分析。他们定量评价公交优先预信号控制交叉口车辆延误，对已有研究中所确定的主信号与预信号相互协调关系的不足进行了分析和改进。杨晓光教授等对交叉口公交信号优先控制策略和控制算法进行研究，这对公交信号优先在我国的实施具有一定的促进作用和指导意义。

主动优先和实时优先控制策略一般有以下几种控制方式：绿灯延长、绿灯提前、插入相位、跳跃相位、相位旋转。

4 研究方向

现有研究成果中已经有许多关于公交信号优先策略及信号控制优化模型的研究，其中一些已经被检验或已经在现实道路中被实现。尽管该领域研究已经取得了很多成就，但通过文献综述可以发现现有研究中仍然有一些缺点需要在未来研究中改进。

1）传统的公交信号优先策略通常忽略了对其他非优先方向车辆的影响，尤其是当非优先方向己经严重拥堵时，这种负面影响可能导致严重的交通拥堵。

2）现有研究很少对交叉口可靠性在信号控制中的应用做出有效的研究，而公交信号优先改变了原信号配时，可能会破坏路网从而导致交叉口可靠性降低，因此，交叉口可靠性是公交信号优先研究中不可避免的问题。

3）传统的公交信号优先多采用线圈检测器、视频采集技术等等，通过检测公交车辆位置来预测公交车辆到达交叉口时间。

5 总结

面对日益加剧的城市交通拥堵问题和环境污染问题，城市实行公交优先政策与措施对城市交通拥堵问题的有效缓解发挥了巨大作用，特别是道路使用与交通管理等方面的优先措施，由于投资少，见效快而受到国外的广泛应用。对于开发适合我国国情的交叉口公交优先通行技术，是实现公交优先的主要问题，对解决我国城市交通问题有重大的意义。

【参考文献】

[1] 陈阳.公交优先的内涵与措施[J].城市问题，2001，（5）：66-68..

[2] 阴炳成. 公交专用道信号优先控制方法研究[D].上海：同济大学，2003.

[3] 马万经，吴志周，杨晓光.基于交叉口群公交优先协调控制方法研究[J].土木工程学报，2009，42（2）：105-111.

作者简介：陈月（1992-），女，湖北随州人，重庆交通大学2017级交通运输工程专业硕士研究生，研究方向：交通运输经济。