公交優(yōu)先控制

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上公交優(yōu)先控制摘要：公交優(yōu)先是交通管理中體現(xiàn)大眾優(yōu)先的一種政策，從優(yōu)化交通流分配，節(jié)省整體出行時(shí)間的角度來(lái)看，它是交通信號(hào)控制必須考慮的問(wèn)題，如果不在道路交叉路口信號(hào)控制策略中體現(xiàn)公交優(yōu)，即使有公交優(yōu)先道路，公交車(chē)運(yùn)營(yíng)節(jié)省的時(shí)間也十分有限（統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明僅節(jié)省5%-10%左右，因此研究在有公交專(zhuān)用道路條件下交通信號(hào)控制中的公交優(yōu)先策略顯得十分重要。我們不重在建路，而在于如何利用好如今有限的道路資源為更多的出行服務(wù)。而其中最有效的方法就是大力發(fā)展公共交通，實(shí)行“公交優(yōu)先”這一戰(zhàn)略措施。1公交特性城市公共汽車(chē)具有各種各樣的形式和規(guī)模，多數(shù)是擁有4555個(gè)座位的氣壓輪胎車(chē)輛，沿

2、著固定的線(xiàn)路并按照確定的時(shí)刻表定期地運(yùn)營(yíng)。公共汽車(chē)通常是柴油動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的，但是在一些大都市（如墨西哥城和多倫多）有依靠架空電網(wǎng)為動(dòng)力的無(wú)軌電車(chē)在運(yùn)營(yíng)。由于公共汽車(chē)在城市里與其他車(chē)輛共用道路，它比軌道交通的成本更低。適應(yīng)性也更好。不過(guò)，按每乘客公里為基礎(chǔ)計(jì)，公共汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和污染的排放要高于城市軌道交通。公共汽車(chē)在發(fā)展中國(guó)家是特別重要的，以印度為例，城市總出行的40%左右是乘坐公共汽車(chē)的。由于公共汽車(chē)運(yùn)營(yíng)容易受到道路交通擁堵的影響，在特大城市中的運(yùn)營(yíng)速度相當(dāng)緩慢。解決這量的措施是給于公共交通優(yōu)先權(quán)，如開(kāi)設(shè)公共汽車(chē)專(zhuān)用道和實(shí)施交通信號(hào)優(yōu)先。不少在城市公共汽車(chē)的主要功能是為軌道交通等干線(xiàn)服務(wù)，例如

3、，渥太華和庫(kù)里提巴，建設(shè)了公共汽車(chē)專(zhuān)有道路，使得氣壓輪胎式公共汽車(chē)在干線(xiàn)運(yùn)營(yíng)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)軌道交通鋼輪列車(chē)的高速度，同時(shí)也能作為常規(guī)公交服務(wù)在普通街道上英國(guó)利茲和伊普斯維奇，在道路條件限的走廊上利用高速公路的中央隔離帶很好的實(shí)現(xiàn)了公共汽車(chē)專(zhuān)用道。由于有更高的運(yùn)營(yíng)速度，公共汽車(chē)專(zhuān)用道理論最大通過(guò)能力可達(dá)到單向2萬(wàn)人次/h。2 公交優(yōu)先的發(fā)展史公交信號(hào)優(yōu)先控制的研究歷程可分為兩個(gè)主要階段：第一階段：1967年至20世紀(jì)90 年代初。主要針對(duì)混行車(chē)道(公交車(chē)輛與社會(huì)車(chē)輛混行)研究單點(diǎn)交叉口主動(dòng)優(yōu)先策略，研究成果在歐洲及美國(guó)得到了一定應(yīng)用。20 世紀(jì)80 年代，公交信號(hào)優(yōu)先研究和實(shí)踐轉(zhuǎn)入低潮，其原因可歸結(jié)

4、為：公交信號(hào)優(yōu)先系統(tǒng)不能較好地滿(mǎn)足社會(huì)車(chē)輛需求，經(jīng)常打斷社會(huì)車(chē)輛的信號(hào)協(xié)調(diào)，社會(huì)車(chē)輛受到顯著的不利影響。這一階段的公交信號(hào)優(yōu)先策略獨(dú)立于社會(huì)車(chē)輛信號(hào)控制策略，且大多針對(duì)單點(diǎn)交叉口。研究結(jié)果沒(méi)有很好地解決信號(hào)優(yōu)先程度、優(yōu)先頻率等問(wèn)題，沒(méi)能解決信號(hào)協(xié)調(diào)問(wèn)題，也沒(méi)能在公交車(chē)輛和社會(huì)車(chē)輛的運(yùn)行效益間找到平衡點(diǎn)。車(chē)輛信息檢測(cè)手段及通信手段落后也是造成公交信號(hào)優(yōu)先控制效益未能充分發(fā)揮的重要因素。 第二階段：20 世紀(jì)90年代至今。進(jìn)入20世紀(jì)90 年代后，隨著交通擁堵加劇以及公交優(yōu)先相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，公交信號(hào)優(yōu)先研究重新成為熱點(diǎn)。這一階段的研究主要從三方面展開(kāi)：如何降低公交信號(hào)優(yōu)先對(duì)社會(huì)車(chē)輛的影響；如何協(xié)調(diào)

5、公交信號(hào)優(yōu)先控制策略與社會(huì)車(chē)輛信號(hào)控制策略；如何將公交信號(hào)優(yōu)先控制融入整個(gè)信號(hào)控制系統(tǒng)。這一階段，公交信號(hào)優(yōu)先策略的控制對(duì)象逐漸從單點(diǎn)交叉口轉(zhuǎn)向沿線(xiàn)相鄰交叉口群，控制目標(biāo)逐漸從單純追求公交車(chē)輛延誤最小轉(zhuǎn)向最小化性能指標(biāo)值，或最小化公交車(chē)輛時(shí)刻表延誤以及車(chē)頭時(shí)距偏移；控制方法由邏輯判斷轉(zhuǎn)向基于規(guī)則和優(yōu)化方法；優(yōu)先策略不再獨(dú)立于社會(huì)車(chē)輛信號(hào)控制，而是與社會(huì)車(chē)輛控制策略一起進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化。該階段的研究一定程度上緩解了第一階段出現(xiàn)的問(wèn)題，并推動(dòng)了UTOPIA/SPOT，SUPPORT等一系列具有公交信號(hào)優(yōu)先控制功能的系統(tǒng)研發(fā)和應(yīng)用。3 公交優(yōu)先的內(nèi)涵公交優(yōu)先是指大城市的市內(nèi)客運(yùn)交通以大容量、快速度的大公

6、交系統(tǒng)為主，以其他交通工具為輔的交通方式。它是一種交通發(fā)展策略，它依靠工程、管理措施以及相應(yīng)政策、法規(guī)的支持，為市民提供快速、方便、經(jīng)濟(jì)、舒適、安全的出行環(huán)境。它最早是由法國(guó)在二十世紀(jì)六十年代末提出的。隨后美國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的城市交通也經(jīng)歷了發(fā)展小汽車(chē)，后控制小汽車(chē)的過(guò)程，最終明智地選擇了發(fā)展大公交的曲折道路“公交優(yōu)先"是公共交通系統(tǒng)優(yōu)先發(fā)展的簡(jiǎn)稱(chēng)。從廣義上講，凡是有利于公共交通優(yōu)先發(fā)展的政策和措施均可稱(chēng)之為公交優(yōu)先；從狹義上講，是指僅在交通工程范圍內(nèi)，采取適當(dāng)?shù)慕煌ü芾砗偷缆饭こ痰却胧﹥?yōu)先公共交通車(chē)輛在道路上的通行畸引。公交優(yōu)先的內(nèi)涵一般包括以下三方面內(nèi)容：（1）在經(jīng)濟(jì)政策上對(duì)公

7、共交通實(shí)行傾斜。公共交通所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)在社會(huì)總出行時(shí)間減少和道路交通擁擠緩解上，是一項(xiàng)社會(huì)服務(wù)性事業(yè)。為了吸引大量的中、低收入的乘客，城市公共交通只能收取較低的票價(jià)，這導(dǎo)致公交企業(yè)長(zhǎng)期處于微利甚至虧損的狀態(tài)。世界上許多城市政府采取的是經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼的政策，如美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)等國(guó)家的城市公共交通均有政府的大量補(bǔ)貼。（2）在城市交通規(guī)劃中，把優(yōu)先發(fā)展公共交通作為一項(xiàng)重要內(nèi)容，將公共交通建設(shè)、管理放在優(yōu)先的位置上，予以政策、資金、土地利用、技術(shù)等多方面的扶持，使其能以暢通的道路、良好的車(chē)況、縱橫密集的線(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)，為公眾出行提供更多、更好、更快的服務(wù)。（3）在道路交通管理中，可根據(jù)實(shí)際路況及需求情況，開(kāi)

8、辟公共汽車(chē)專(zhuān)用道。在公共汽車(chē)專(zhuān)用道上只允許公共汽車(chē)行駛，不允許其它機(jī)動(dòng)車(chē)進(jìn)入。這就可以保證公共汽車(chē)運(yùn)行速度，提高服務(wù)水平。此外，在道路交叉口采用公交優(yōu)先信號(hào)控制對(duì)公共汽車(chē)實(shí)施優(yōu)先。4公交優(yōu)先的目標(biāo)（1）降低運(yùn)行時(shí)間。公交車(chē)運(yùn)行時(shí)間的降低，提高了公交與私人個(gè)體交通方式的競(jìng)爭(zhēng)力，有利于乘客出行方式的轉(zhuǎn)換；另一方面，公交車(chē)運(yùn)行時(shí)間的降低也降低了公交運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。（2）提高可靠性。通過(guò)減少其它道路使用者對(duì)公共汽車(chē)和有軌電車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中的干擾，可以提高交通線(xiàn)路的通行能力，降低公交車(chē)輛運(yùn)行時(shí)間的波動(dòng)，提高公交運(yùn)行的可靠性，吸引更多的乘客。（3）降低運(yùn)行時(shí)間與提高可靠性的組合效應(yīng)。降低運(yùn)行時(shí)間和良好的可靠性的組

9、合能夠有效提高公交運(yùn)營(yíng)速度，減少單程運(yùn)行時(shí)間，從而提高公交車(chē)輛的周轉(zhuǎn)率。公交優(yōu)先在具體發(fā)展策略上包括對(duì)公交車(chē)輛在通行空間、通行時(shí)間上給予優(yōu)先。在具體的技術(shù)層面上，通過(guò)設(shè)置公交專(zhuān)用道、專(zhuān)用路或各類(lèi)專(zhuān)用進(jìn)口道，建設(shè)高架公交專(zhuān)用道等給予公交車(chē)輛提供“空間優(yōu)先”，及在交叉口信號(hào)控制過(guò)程中實(shí)施公交優(yōu)先策略。5公交優(yōu)先的基本措施和實(shí)施方法（1）公交專(zhuān)用道路段上的公共交通優(yōu)先通行系統(tǒng)是公交優(yōu)先的一個(gè)重要組成部分，也是公交專(zhuān)用道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)之一。路段上的公交優(yōu)先通行從技術(shù)上包括時(shí)間上的優(yōu)先和空間上的優(yōu)先。由于在路段上的優(yōu)先通行技術(shù)不涉及交通信號(hào)的配時(shí)，所以路段上的公交優(yōu)先通行技術(shù)主要表現(xiàn)空間上的優(yōu)先，包括：

10、公交專(zhuān)用道(路)、公交港灣式?？空?。路段上的公交時(shí)間優(yōu)先表現(xiàn)為部分路段上的分時(shí)段的公交專(zhuān)用道。如圖下圖所示：分時(shí)段公交專(zhuān)用道空間上優(yōu)先通行技術(shù)時(shí)間上優(yōu)先通行技術(shù)路交優(yōu)先通行技術(shù)（2）交叉口信號(hào)優(yōu)先設(shè)計(jì)現(xiàn)行的交通控制信號(hào)配時(shí)方案，是以車(chē)輛(標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輛)為分配單位計(jì)算確定的，公共汽車(chē)交通的通行權(quán)與社會(huì)車(chē)輛相同。然而，交通運(yùn)輸?shù)母灸康氖侨撕臀锏囊苿?dòng)，公共汽車(chē)載客量顯然遠(yuǎn)大于社會(huì)車(chē)輛，是高效率的運(yùn)輸方式。因此，公共汽車(chē)通過(guò)道路交叉口時(shí)應(yīng)該享有更大的通行權(quán)，所以以乘客為單位分配交通信號(hào)時(shí)間、確定配時(shí)基于公交優(yōu)先的交叉口信號(hào)控制及仿真研究方案更具科學(xué)性。公共汽車(chē)的延誤常發(fā)生在信號(hào)控制交叉口，為了提高公共汽

11、車(chē)服務(wù)水平，在信號(hào)控制交叉口處為其提供優(yōu)先通行信號(hào)是非常必要的。（3）公交?？空緝?yōu)化公交停靠站可以分為公共汽車(chē)起(終)點(diǎn)站、中途站點(diǎn)、換乘樞紐站三種。中途站點(diǎn)是影響公交車(chē)輛走行時(shí)間的重要部分，而且在這三種停靠站中，中途站點(diǎn)數(shù)量占絕大多數(shù)。在中途站點(diǎn)實(shí)施合理的優(yōu)先措施是提高公交車(chē)輛行程速度的重要途徑之一。4)發(fā)展智能公共交通系統(tǒng)智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)(ITSIntelligent Transportation System)有別于傳統(tǒng)的交通治理、改善技術(shù)，它是國(guó)際上對(duì)運(yùn)用當(dāng)代高新技術(shù)(計(jì)算機(jī)、信息、通信、自動(dòng)控制、電子、系統(tǒng)工程等)提高交通運(yùn)輸效率、增強(qiáng)交通安全性的一系列先進(jìn)技術(shù)或技術(shù)集成系統(tǒng)(如交通

12、控制與道路導(dǎo)行系統(tǒng)、車(chē)輛行駛安全控制系統(tǒng)、交通運(yùn)輸信息服務(wù)系統(tǒng)等)的一個(gè)統(tǒng)稱(chēng)。智能交通系統(tǒng)在減少交通負(fù)荷和環(huán)境污染、保證交通安全、提高運(yùn)輸效率、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量、推動(dòng)社會(huì)信息化等方面具有突出的優(yōu)勢(shì)，得到了世界各國(guó)的廣泛重視。6公交優(yōu)先信號(hào)控制策略（一）被動(dòng)優(yōu)先控制策略的實(shí)施不依靠檢測(cè)器獲取公交車(chē)輛到達(dá)的數(shù)據(jù)，而是根據(jù)公交線(xiàn)路公交車(chē)輛的發(fā)車(chē)頻率、行車(chē)速度等歷史數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)路網(wǎng)內(nèi)交叉口的信號(hào)配時(shí)，同時(shí)降低交叉口號(hào)周期長(zhǎng)度以減少公交車(chē)輛停車(chē)、延誤。由于被動(dòng)優(yōu)先控制策略的實(shí)施以公交車(chē)輛的歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)，比較適合于公交發(fā)出頻率高，交通量小，乘客出行需求穩(wěn)定的線(xiàn)路。下面從交叉口相位設(shè)計(jì)

13、及信號(hào)配時(shí)兩個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。（1）相位設(shè)計(jì)為了使交叉口通行能力、車(chē)均延誤降低，交叉口信號(hào)相位組合方案一般都是考慮在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的車(chē)流量最大。但是很多時(shí)候，同一相位中流量比最大的車(chē)流客流量并不一定最大，那么從公交優(yōu)先以人為本的角度出發(fā)，這種組合方案就不能很好的體現(xiàn)出公交優(yōu)先的思想。于是，在設(shè)計(jì)基于公交優(yōu)先的基本相位組合方案的過(guò)程中，應(yīng)該以客流量最大通行能力，最小乘客延誤為目標(biāo)來(lái)確定。在設(shè)計(jì)相位組合時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮客流量最大的交通流方向。只有充分考慮了客流量的因素，才能把載客量明顯高于其他車(chē)輛的公交車(chē)與其他社會(huì)車(chē)輛區(qū)分開(kāi)來(lái)；之后由于要盡可能的避免交叉口車(chē)輛排隊(duì)過(guò)長(zhǎng)，還要同時(shí)考慮車(chē)流量較大的交通

14、流方向。由于我國(guó)是遵循“右行"交通規(guī)則，因此右轉(zhuǎn)車(chē)流一般不會(huì)與其他車(chē)流發(fā)生沖突，并且在此進(jìn)行的是理論方法的介紹，故右轉(zhuǎn)車(chē)流可以不受信號(hào)控制，同時(shí)不考慮非機(jī)動(dòng)車(chē)和行人的影響，選取交叉口較理想的狀態(tài)利于簡(jiǎn)化推導(dǎo)過(guò)程。由此不難看出，交叉口的直行和左轉(zhuǎn)車(chē)流始終都是確定相位基本組合方案主要考慮的方面口。(2)配時(shí)設(shè)計(jì)交叉口信號(hào)配時(shí)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)是信號(hào)周期和綠信比。傳統(tǒng)的交叉口信號(hào)配時(shí)方法中周期時(shí)長(zhǎng)是以車(chē)總延誤最小為目標(biāo)來(lái)確定的，綠信比按相位車(chē)輛流量比來(lái)分配，即傳統(tǒng)的信號(hào)配時(shí)方法將公交車(chē)輛與其它社會(huì)車(chē)輛同等對(duì)待。公交車(chē)單車(chē)載客量明顯大于社會(huì)車(chē)輛的單車(chē)載客量，這對(duì)于交通流量中公交車(chē)輛比例較大的相位

15、來(lái)說(shuō)是不公平的，不能體現(xiàn)“以人為本"的思想。（二）主動(dòng)優(yōu)先相對(duì)于被動(dòng)優(yōu)先，主動(dòng)優(yōu)先控制策略能夠根據(jù)特定的公交信息、當(dāng)時(shí)的交通狀態(tài)以及信號(hào)控制邏輯，為公交車(chē)輛提供相應(yīng)的服務(wù)，具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。隨著通訊技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)、高效的通訊技術(shù)，可靠、精確的公交車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備和能夠?qū)嵤┯|發(fā)優(yōu)先控制策略的先進(jìn)的信號(hào)控制器為主動(dòng)優(yōu)先控制策略的產(chǎn)生和發(fā)展提供了設(shè)施基礎(chǔ)。7今后公交優(yōu)先的研究方向公交信號(hào)優(yōu)先控制策略研究在提高公交車(chē)輛行程速度、降低延誤方面取得了很多成果，但仍有一些問(wèn)題需要在未來(lái)研究中重點(diǎn)關(guān)注。（1）公交信號(hào)優(yōu)先控制效益與公交車(chē)輛、社會(huì)車(chē)輛的需求對(duì)比關(guān)系密切相關(guān)，在公交車(chē)輛流

16、量較大時(shí)，多線(xiàn)路、多車(chē)輛優(yōu)先權(quán)分配對(duì)公交信號(hào)控制效益亦有較大影響。如何在理論及實(shí)踐上找到這一多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的最佳解決途徑，仍是后續(xù)研究的重點(diǎn)。（2）在國(guó)內(nèi)公交網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、需求較大的背景下，相鄰交叉口信號(hào)優(yōu)先控制策略的協(xié)調(diào)以及網(wǎng)絡(luò)公交信號(hào)優(yōu)先控制問(wèn)題等是受到普遍關(guān)注的問(wèn)題，目前已獲得國(guó)家“863”計(jì)劃的立項(xiàng)。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)化背景下，如何評(píng)價(jià)公交信號(hào)優(yōu)先的效益也是需要深入研究的問(wèn)題。（3）公交車(chē)輛到達(dá)交叉口停止線(xiàn)的確切時(shí)間是優(yōu)化公交信號(hào)優(yōu)先策略的基礎(chǔ)條件，也是影響優(yōu)先效益的關(guān)鍵因素。如何獲得這一時(shí)間(預(yù)測(cè))以及信號(hào)控制系統(tǒng)獲得這一時(shí)間的最佳時(shí)刻(檢測(cè))，對(duì)于控制方案優(yōu)化、多申請(qǐng)排序等問(wèn)題有重要影響。在某種程度上該問(wèn)題可歸結(jié)為面向信號(hào)控制的公交行程時(shí)間預(yù)測(cè)，其難點(diǎn)在于準(zhǔn)確預(yù)測(cè)公交車(chē)輛到達(dá)車(chē)站的時(shí)間以及在交叉口的排隊(duì)時(shí)間。(4)大多數(shù)公交信號(hào)優(yōu)先控制策略(包括相對(duì)優(yōu)先策略)，都以降低公交延誤為目標(biāo)(相對(duì)優(yōu)先