干线公交优先信号协调控制方法

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东南大学学报（自然科学版）第４１卷各交叉口停车线前布设社会车辆检测器，以采集各交叉口的流量信息．设交叉口和路段均有公交专用道，为了提前检测到公交车到达并预测其到达交叉口停车线的时刻，需要在停车线前布设公交车辆检测器，以采集公交车辆信息．为了能够准确地识别出公交车，在公交车辆底盘上安装特殊识别卡，该卡包含公交车线路信息，当公交车经过线圈检测器时，识别卡与线圈检测器之间通信，将公交车信息传至信号机．图１以直行车道为例，描述了车辆检测器布设情况．Ｌ１为社会车辆检测器到交叉口停车线的距离，一般取值为３０～５０ｍ；Ｌ２为公交车检测器到停车线的距离，为保证信号机顺利处理本周期公交车辆请求，建议取值为６０～１５０ｍ；Ｌ３为检测线圈长度，建议取值为２ｍ；Ｌ取值与４为检测线圈宽度，设置公交专用车道后，公交车辆和直行社Ｌ３相同．会车辆运行属于同一相位．
１］长／红灯切断优先控制和检测延长优先控制［．干线公交优先是在干线信号协调控制基础上，从提高公交车辆运行效率角度对干线信号配时进行优化的一种控制方式．文献［２］提出了集单点控制和公交优先为一体的控制系统框架，实时计算交叉口排队长度优化干线绿波带，在公交优先时，采用有条件的优先方法，考虑了乘客延误、车辆排队长度、公交晚点情况以及协调控制的延误；文献［３］以车均延误最小为优化目标，通过实时采集到
第４１卷第４期２０１１年７月
东南大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
Ｖ Biblioteka Baidu ｌ．４１Ｎｏ．４Ｊｕｌｙ２０１１
摘要：为了解决在干线协调控制中，采用绿灯延长、红灯早断等方法实施公交优先可能破坏干线协调的交通流问题，提出了干线公交信号优先的２层优化方法，上层为干线协调控制，下层为公交优先控制．在干线协调层面，以检测器检测到的社会车辆流量数据优化公共周期、绿信比和相位差；在公交优先层面，以协调相位绿波带上下限作为配时参数调整的约束条件，在不破坏协调相位绿波带的情况下采用绿灯延长或提前启亮方式为公交车提供信号优先；建立了公交优先控制流程，确定了关键参数的计算方法．以长春市人民大街为例对算法进行了Ｖｉｓｓｉｍ模拟验证．结果表明：实施该算法后，协调相位公交车辆延误和人均延误均有显著降低；干线各交叉口总体车均延误略有增加，人均延误有一定的降低．关键词：干线协调；公交优先；绿波带；绿灯延长；绿灯提前启亮中图分类号：Ｕ４９１５１文献标志码：Ａ文章编号：１００１－０５０５（２０１１）０４０８５９０７
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔａｒｔｅｒｉａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ，ｏｆｆｓｅｔａｎｄｇｒｅｅｎｗａｖｅｂａｎｄｉｓａｃｃｏｕｎｔｅｄｂｙｔｈｅｍａｉｎｓｏｃｉａｌｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗ．Ｉｎｔｈｉｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｇｒｅｅｎｔｉｍｅｅｘｔｅｎｄｅｄｏｒｅａｒｌｙｓｔａｒｔｂｕｓｐｒｉｏｒｉｔｙｍｅｔｈｏｄｓｍｉｇｈｔｉｎｔｅｒｒｕｐｔｓｉｇｎａｌｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ，ａｄｏｕｂｌｅｌｅｖｅｌｄｅｓｉｇｎｆｏｒｂｕｓｐｒｉｏｒｉｔｙｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒａｒｔｅｒｉａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｕｐｐｅｒｌｅｖｅｌｉｓｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｒｌｅｖｅｌｉｓｂｕｓｐｒｉｏｒｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ．Ａｔｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｖｅｌ，ｃｏｍｍｏｎｃｙｃｌｅ，ｇｒｅｅｎｗａｖｅｂａｎｄａｎｄｏｆｆｓｅｔａｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄａｔａｏｆｃａｒｆｌｏｗｄｅｔｅｃｔｏｒ．Ａｔｂｕｓｐｒｉｏｒｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｖｅｌ，ｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔｓｏｆｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｐｈａｓｅ ’ｇｒｅｅｎｗａｖｅａｒｅｓｅｔａｓｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｓｗｈｅｎａｄｊｕｓｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｇｒｅｅｎｔｉｍｅｅｘｔｅｎｄａｎｄｅａｒｌｙｓｔａｒｔｍｏｄｅａｒｅａｄｏｐｔｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｂｕｓｓｉｇｎａｌｐｒｉｏｒｉｔｙｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｓｉｇｎａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒａｎｄｔｏｔａｌｆｌｏｗｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｂｕｓｓｉｇｎａｌｐｒｉｏｒｉｔｙ．ＴａｋｉｎｇＲｅｎｍｉｎＳｔｒｅｅｔａｓａｎｅｘａｍｐｌｅｔｏｖａｌｉｄａｔｅｔｈｅｂｕｓｓｉｇｎａｌｐｒｉｏｒｉｔｙｍｅｔｈｏｄｉｎＶｉｓｓｉｍｅｎｖｉｒｏｍｅｎｔ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ，ｂｕｓｄｅｌａｙａｎｄａｖｅｒａｇｅｐｅｒｓｏｎｄｅｌａｙｏｆｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｐｈａｓｅｄｅｃｒｅａｓｅｒｅｍａｒｋａｂｌｙ，ｃａｒｄｅｌａｙｏｆａｌｌｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｌｉｇｈｔｌｙａｎｄｐｅｒｓｏｎｄｅｌａｙｄｅｃｒｅａｓｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｒｔｅｒｉａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ；ｔｒａｎｓｉｔｐｒｉｏｒｉｔｙ；ｇｒｅｅｎｗａｖｅｂａｎｄ；ｇｒｅｅｎｔｉｍｅｅｘｔｅｎｄ；ｇｒｅｅｎｔｉｍｅｅａｒｌｙｓｔａｒｔ公交信号优先措施可以有效地减少公交车辆延误，缓解城市交通拥堵．根据优先范围的不同，可分为网络优先、干线优先和单点优先．国内外关于公交信号优先的研究主要集中在单点优先上，如美国华盛顿州交通运输中心（ＷＳＤＯＴ）提出了３种绿灯延长控制方法，分别为低级别强制优先控制、绿灯延
Ｂｕｓｓｉｇｎａｌｐｒｉｏｒｉｔｙｍｅｔｈｏｄａｔａｒｔｅｒｉａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ
１２２２ＷａｎｇＤｉａｎｈａｉＺｈｕＨｕｉＢｉｅＹｉｍｉｎｇＷｅｉＱｉａｎｇ
收稿日期：２０１０１１２５．作者简介：王殿海（１９６２ —），男，博士，教授，博士生导师，ｗａｎｇｄｉａｎｈａｉ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ．基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３计划）资助项目（２００７ＡＡ１１Ｚ２０９）、国家自然科学基金资助项目（５０９０８１００）、国家科技支撑计划资助项目（２００９ＢＡＧ１７Ｂ０２）．８５９８６５．［ｄｏｉ：１０．引文格式：王殿海，朱慧，别一鸣，等．干线公交优先信号协调控制方法［Ｊ］．东南大学学报：自然科学版，２０１１，４１（４）：３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１１．０４．０３８］
１（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００５８，Ｃｈｉｎａ）２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２５，Ｃｈｉｎａ）（
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１１．０４．０３８
干线公交优先信号协调控制方法
王殿海１朱慧２别一鸣２魏强２
１（浙江大学建筑工程学院，杭州３１００５８）２吉林大学交通学院，长春１３００２５）（
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［４］提出了分布式实时网络公交优先信号控制系统中的信号协调方法，建立了包括上下游车流协调和考虑公交车辆行为的一系列信号转换的规则；文献［５］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６７］综合考虑社会车流绿波带控制方法；文献［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．与单点公交优先相比，干线公交优先在给予公交信号优先时不仅需要考虑公交车辆利益，还需要考虑配时参数调整对干线绿波带的影响．本文首先明确了干线协调与公交优先的优先级关系，建立了２层优化方法：上层为干线协调控制，以检测器检测到的社会车辆流量数据优化公共周期、绿信比和相位差；下层为公交优先控制，以协调相位绿波带上下限作为配时参数调整的约束条件，建立了公交优先控制方法流程和配时参数优化模型，实现了干线公交信号优先控制．