基于预信号的交叉口公交相位插入策略设计

基于预信号的交叉口公交相位插入策略设计

华瞡怡;任刚;于晨

【摘要】为降低公交车辆在多相位信号控制交叉口的延误，根据公交信号优先原理设计了一种公交相位插入策略．首先，基于预信号控制方法设计了策略的进口道设置和控制逻辑，建立了保证各相位饱和绿灯时间下的策略控制参数计算模型；然后，应用排队累积图示法建立了以公交车辆与非优先车辆的车均延误变化量为指标的策略效益计算模型，发现在不同交叉口饱和度（0．50～0．90）下执行策略，公交车辆车均延误降低量均大于非优先车辆车均延误增加量，且饱和度越低，两者相差越大．最后通过实例仿真进行了验证分析，研究结果表明：在适中的交叉口饱和度（≤0．9）情况下，执行基于预信号的公交相位插入策略能够在不显著影响非优先车辆运行的同时，有效降低公交车辆的延误．%A transit phase insertion strategy was designed based on the theory of transit signal priority to decrease bus delay at multi-phase intersections.Firstly,the pre-signals technique was used to de-sign layout and control logic.The calculation models of control parameters ensuring the saturation green time of each phase satisfied were established.Then,calculation models of efficiency analysis with the index of average delay of buses and non-priority vehicles were built based on the cumulative arrival departure diagram.At different intersection saturation (from 0.50 to 0.90),the average de-crease delays of buses are all large than those of non-priority vehicles;and the difference became lar-ger with the decrease of the saturation.A simulation example was done to validate the strategy.The results show that the execution of strategy at adequate intersection saturation (≤0.9)can decrease bus delay

efficiently with no significant effect on the operation of non-priority vehicles.

【期刊名称】《东南大学学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2013(000)006

【总页数】5页(P1325-1329)

【关键词】交通工程;公交相位插入;预信号;多相位交叉口;公交信号优先;效益分析【作者】华瞡怡;任刚;于晨

【作者单位】东南大学交通学院，南京 210096;东南大学交通学院，南京 210096;东南大学交通学院，南京 210096

【正文语种】中文

【中图分类】U491.232

面对我国城市交通压力持续增加、交通拥堵日趋严重的现状,作为公交优先重要组成部分的公交信号优先(transit signal priority,TSP)能够有效减少公交车辆在交叉口的延误,提高其准点率和服务水平.在TSP的几类控制方法中,主动式公交信号优先具有能够根据实时状况调整控制参数、易于在工程实践中运用等优点,因此在欧美国家得到了广泛的运用,并取得了很大的成功[1].

目前国内外对主动式单点公交信号优先的研究主要集中在绿灯延长和红灯缩短这2种策略的控制逻辑[2-5]设计及延误分析[6-9]上,而对其他策略的研究较少.在欧美国家交叉口大量采用两相位信号控制的情况下,绿灯延长和红灯缩短能够有效地减少公交车辆在交叉口的延误.但对于我国主要交叉口采用的多相位信号控制方式,这

2种策略缺乏对通行方向为红灯信号且下一个执行相位仍为红灯信号的进口道上公交车辆的优先服务.

本文将采用主动式单点公交信号优先中公交相位插入策略来解决上述问题,并提出以预信号的方式来实现这一策略的实际运用.

1 公交相位插入策略

公交相位插入策略是在正常的相位相序中为公交车辆增加一个特定的相位[10].其作用原理如图1所示:当车辆检测器检测到公交车辆到达交叉口时,若公交车辆的通行方向为红灯信号,且交叉口当前相位的下一个执行相位仍不允许公交车辆通过时,在当前相位和下一相位之间插入一个公交专用相位,为公交车辆提供信号优先.

图1 公交相位插入策略作用原理

另一方面,相位最大压缩时间是执行公交相位插入策略的关键,而相位最大压缩时间取决于各相位的交通状态.如图2所示,根据交叉口进口道绿灯时间内车辆通过时车头时距的变化情况,可以将绿灯时间g划分为饱和绿灯时间ga和富裕绿灯时间gb 两个阶段,富裕绿灯时间即为该相位的最大压缩时间.对于公交相位插入策略而言,通过压缩当前相位和下一相位的富裕绿灯时间,对后续相位的富裕绿灯时间进行调整,以此来提供插入公交相位的通行时间.

图2 交叉口进口道排队累积示意图

2 策略设计

2.1 预信号控制下交叉口进口道设置

预信号控制方法是在交叉口进口道的通行区域内设置前后2条停车线,通过设置在后一条停车线上的预信号来控制非优先车辆的通行.即预信号为红灯时,非优先车辆在预信号控制停车线之后等待,而公交车辆可以直接进入主信号控制的前一条停车线之后的公交候驶区排队等待[11].

公交相位插入策略的实施需要在正常的相位相序中增加一个相位,由于公交车辆混