SCATS与公交优先

时间上的限制）等促进公交优先发展。内部政策包括公交行
业改革（转变政府职能，实行政企分离；引入竞争机制；机 构改革；提高企业自生存性）
2）确立公共交通在城市的规划建设中的优先地位。在 城市交通规划建设中，优先保证公共交通设施用地分配，确 保公共交通网络广泛合理覆盖。 3）在道路交通管理中确保公交路权优先。通过划定公 交专用道，只允许公交车辆通行，不允许其他社会车辆行驶
2）信号周期调整 通过缩短信号周期，减少公交车辆在交叉口的等待时间。由于 随着周期长度的减小，交叉口的通行能力也会降低，因此在进行信 号周期调整时，比较权衡利弊。 3）增加相位时间 增加公交线路上相位绿灯时间，保证当前相位更多的公交车辆 通过交叉口，减少公交车辆的交叉口信号等待时间。 4）相位分割 在同一个信号周期内，将公交车辆的优先相位分割多个相位。 从而在不减少信号周期长度的条件下增加公交车辆的信号服务频率。 但是由于相位数的增加，信号损失时间也随之增加，从而降低了交 叉口的通行能力。 上述方案往往结合公交专用车道合并使用方能取得效果。
（2）主动优先控制方式
交通信号公交车主动优先控制可分为： 1）绝对优先 绝对优先即当安装在交叉口上游的检测器检测到有公交车 辆到达时，交通信号控制机就无条件的中断当前信号相位，给 予公交车辆通过相位信号。当公交车辆通过交叉口后，再恢复 到原来的相位。这样可以保证公交车辆到达交叉口后可以不用 等待直接通过。 绝对优先方法对其他相位的交通影响非常大，当其他相位 交通量较大时，易引起交通混乱。同时，在这种控制策略中， 对公交车辆的检测也要求较高，为保证控制系统的可靠运行， 要求公交车辆检测器必须具有很高的准确性、灵敏性，不能误 检和漏检公交车辆。
；或利用信号灯优先控制，实现公交优先通行。
PTIPS在实现交通信号优先上可以提供很好的作用。
（3）道路公交优先措施及方法
1）公交专用车道：分为顺向式和对向式两种。顺向式是指在 一种专为公交车开辟的车道上，公交车运行的方向与其他车辆运 行的方向一致，而对向式是允许公交车的运行方向与其他车辆的 运行方向相反。 2）公交车专用街：只允许公交车和行人通行。 3）公交车专用道路 4）公交车专用进口车道：可提高公交车在交叉口的通过率， 减小在交叉口的延误。 5）锯齿形公交进口道：即为公交车配备多进口道，并设置成 锯齿形。一般与双停车线、公交优先预信号等配合使用。 6）公交车、自行车专用道路。 7）交通信号的公交车优先控制：调整信号周期、增加公交车 通行次数、使用公交车感应信号、公交车放行专用信号灯、公交 预信号等。
2）完全优先 完全优先方法与绝对优先方法类似，但不是无条件地 中断当前信号相位，而是在检测到有公交车辆到达交叉口 时，调整信号周期来达到公交车辆优先通行。 完全优先的信号优先过程一般为：首先确定公交车辆 位置，判断公交车辆到达地点，是否晚点等信息，以确定 是否给予信号优先；然后公交车辆向交通信号控制机提出 优先申请；信号控制机同意公交车辆提出的优先申请后， 根据实时的数据判断是否给予信号优先；最后根据公交车 辆与交叉口的相对位置、当前相位，采取优先措施。
Biblioteka Baidu
二、PTIPS系统概述 1、公共交通信息与公交优先系统 英文全称：Public Transport Information and Priority System（PTIPS） PTIPS是SCATS的组成部分，它基于GPS系统和无线通信系 统，可以跟踪和预测公共汽车和其他公共交通车辆的到达时间 ，联动交叉口交通信号优先控制，协同公共交通车辆调度，提 供公交车车上信息服务和公交车站信息服务等功能。
公交预信号一般与锯齿形公交进口道配合使用。设置方 式是将信号交叉口一个流向全部或部分进口道设置双停车 线。除公交外其他车辆由后一根停车线上的预信号控制， 而公交车辆可以直接进入到前一根停车线之后的候驶区排 队等候。设置锯齿形公交进口道和预信号的目的是为公交 车辆提供优先通行权，从而可以最大限度降低公共汽车的 排队和减少公共汽车在交叉口的延误，充分利用整个交叉 口的时空资源，优先保障公交车辆通行权的同时，减少对
社会车辆的干扰。
2、道路交通信号公交车优先控制
道路交通信号公交车优先控制可分为：
—— 被动优先控制 被动优先控制措施不考虑交叉口是否有公交车辆到达， 同时不需要检测/优先申请生成系统。一般适合于公交车辆 运行状态比较稳定，发车频率高，公交流量大的情况。
—— 主动优先控制
主动优先控制是在检测到公交车车辆后，立即调整信号 时间，为即将到达的或者已经到达的公交车车辆提供优先通 行权。主动优先可以分为绝对优先、完全优先、部分优先和 实时优先。
（1）被动优先控制方式
交通信号公交车被动优先控制可分为：
1）网络化配时规划 网络化信号配时规划则是根据公交车辆通过路网的运行情况对 交叉口信号进行配时方案设计。有两种形式： —— 第一种是根据通过路网的乘客出行量分配绿信比，由于公 交车辆的单车载客量明显大于社会车辆的单车载客量，因此这种相 位绿灯时间分配方式有利于公交车辆较多的相位，从而体现“以人 为本”的交通理念。对于乘客流量小的相位，计算的绿灯时间有可 能小于最短绿灯时间，因此还必须对相位绿灯时间进行条件约束。 —— 第二种是根据公交车辆的运行速度或行程时间协调公交线 网内的信号配时方案，使公交车辆在路网内遇到的红灯数最少。由 于公交站点公交车停靠时间不稳定，这种技术实施的效率取决于公 交车辆交叉口之间运行的行程时间预测精度。
（5）相位倒转 相位倒转即改变信号周期的相位相序。当公交车辆到达交 叉口时，如交叉口即将执行的相位并非公交车辆通行方向的相 位时，为使公交车辆能够顺利通过交叉口，可以通过调整即将 执行的相位相序，将公交车辆通行方向的相位提到最前执行， 将原本即将执行的相位置于公交车辆通行相位之后，它与跳跃 相位不同的是，跳跃相位不执行相位，而相位倒转则将相位置 后执行。（与相位插入的不同点：插入的是公交车专用相位。） （6） 专用相位 专用相位即专为公交车辆提供的信号相位。只有当检测到 公交车辆时，才会启动该专用信号相位。如对需要左转的公交 车辆，在正常的信号配时方案中，不存在左转专用信号。只有 当检测到公交车辆进入车道时，才启动左转专用相位，以保证 公交车辆顺利安全通过交叉口。这种控制策略与相位插入相似， 区别在执行这种相位只允许公交车辆通行。
（3）公交信息报告功能 —— 系统能够生成各种可配置的关于公共交通系统运 行情况的用户报告，特别是实时运行报告，包括运行管理、 公交规划等，例如：为公交车所属的公司生成公交车的性能 报告等； —— 各种报告能够按照要求传送给不同的部门，除了 传送给公交车所属的公交公司外，还可以传送至交通管理部 门等。这些报告对于优化公交管理是非常有用的。 （4）实时乘客信息服务功能 —— 支持在公交车上和公交车站上发布公交客运服务 信息，向乘客提供在途信息服务满足； —— 实时显示信息包括离站距离和预计到站时间； —— 车上信息发布可以是语音信息。
3、PTIPS系统组成
PTIPS的工作原理 —— 公交车利用车辆定位系统（如GPS系统）收集的公 交车辆自动位置（AVL）数据，并通过通信系统传输给PTIPS。 PTIPS可以运行多种的公交车辆自动位置系统，保证所 提供的车辆位置信息有足够的准确度和更新频率。 —— 在PTIPS这些信息被实时处理用来确定每辆公交车 是否在其固定线路上行驶，并对该公交车辆到达下一站的时 间进行预测。 —— 基于预测数据，按照控制决策模型生成公交优先 命令请求并且上传至SCATS系统，用来减少或避免该公交车 辆由于信号灯所产生的延误。 PTIPS作为SCATS系统的一部分，PTIPS系统关于公交车 辆到站时间预测中应用了SCATS系统所提供的实时交通信号 和交通状况信息。
4）实时优先 实时优先是近几年才引起人们关注的一种优先方法， 提供优先的同时以某一指标为目标进行方案优化，需运行 在能够实时检测交通状态并进行方案调整的自适应控制系 统中，基于实时检测的数据对优先控制方案进行优化。
3、公共交通信号主动优先控制方法 在公交车主动优先控制中，需要检测公交车辆的到达，并 为到达的公交车提供优先，其优先控制方法包括绿灯延长、绿 灯提前、相位插入、跳跃相位等控制方法。 （1） 绿灯延长
2、PTIPS系统的主要功能
PTIPS的主要功能如下： （1）公交车车辆定位和轨迹信息采集功能 —— 基于GPS采集； —— 灵活的信息展示，公交车调度中心分别展示和交 通管理中心的展示； —— 对照公交车时刻表，确定公交车的行驶时间特性 （如晚点等），为信号优先控制通过依据。 （2）公交车信号优先控制功能 —— 当一辆公交车满足一定的优先级控制规则时，系 统自动给予该辆公交车以优先的信号相位； —— 优先级控制规则是基于一套可配置的时间位置信 息，拥堵信息，公交时间表信息和最近的公交换乘站点信息 等建立的。
绿灯延长即延长相位绿灯时间。当公交车辆在绿灯时间到 达交叉口时，若该相位的绿灯时间即将结束，便延长当前相位 绿灯时间，以使公交车辆直接通过交叉口。 （2） 绿灯提前 绿灯提前即缩短车辆等待绿灯信号的红灯时间。当公交车 辆到达交叉口时，公交车辆通行方向所在的相位处于红灯状态， 这时通过缩短交叉口当前相位的绿灯执行时间，使公交车辆到 达交叉口时，可以以绿灯信号顺利通过交叉口。
3）部分优先 在完全优先策略中，对每一辆公交车都试图提供优先通行 条件。当公交车量较大时，可能会造成信号相位的频繁调整， 对同向车流和横向车流造成干扰。因此，一些城市的交通控制 系统采取有选择地为公交车辆提供优先信号的策略，即部分优 先策略。部分优先策略可以是下列中的一种或几种： —— 仅对偏离时刻表的晚点车辆提供优先信号； —— 仅高峰期间公交车辆可获得优先信号； —— 载客量超过一定数量的公交车可获得优先信号； —— 权衡公交车辆延误与机动车延误，确定是否为公交 车提供优先信号。 与完全优先策略相比，部分优先策略的适用范围更广。但 实现该策略需要信号控制系统提供额外的附加信息，如检测判 断车型，载员，公交班次等信息。
（5） PTIPS的一些好处 1) 通过配置交通信号优先，使晚点的巴士能够赶上日 程表的时间安排； 2) 系统可以通过处理拥堵对行程时间的影响等实时信 息来优化和调整公交时刻表； 3)车上乘客信息服务的到站预报可以及时告知乘客下 车时间，从而及时上下车； 4)行程时间预测除了可以确认重要的行驶路段，进而 通过公交优先处理以获取最大效益。 5）对于公交调度管理者来说，可以实时掌握公交车运 行状态进而使得对于公交车的管理处于可控状态。
案例教学2补充讲义
朱健 2014年5月
SCATS系统公共交通中的应用
一、公交优先概述 1、公交优先的基本概念 （1）基本概念 公交优先即公共交通系统优先发展，有不同的视角和 理解。从广义上讲，所有有利于公共交通优先发展的政策
和措施都称为公交优先；从狭义上讲，是指利用交通管理
、道路设计、信息技术等实现公共交通车辆在道路上优先 通行。
（3）相位插入
相位插入即在正常的相位相序中为公交车辆增加一个特 定的相位。当公交车辆到达交叉口时，公交车辆通行方向所 在的相位处于红灯状态，下一个相位仍不允许公交车辆通行 时，可以在当前相位和下一相位中间插入公交优先相位，减 少公交车辆在交叉口的等待时间。
（4）跳跃相位
跳跃相位即忽略某一相位的绿灯信号。当公交车辆到达 交叉口时，公交车辆通行方向所在的相位处于红灯状态，下 一个相位仍不允许公交车辆通行。若下一相位等待通行的社 会车辆比较少，可以跳过下一相位，直接执行公交优先相位。
（2）公交优先的说明
公交优先一般包括以下三层意思： 1）在政策上确立公共交通优先发展的地位，制定公交 扶持政策，以及制定个人交通限制政策。优先发展公共交通 是解决城市交通拥堵、改善交通环境的城市交通策略的核心
，包括优先发展公交的外部政策和内部政策。外部政策包括
利用扶持政策（财政扶持政策，税收扶持政策，投资政策， 票价政策），限制政策（对私人小汽车使用的价格手段以及