基于快速公交(brt)优先的交叉口信号优化分析

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1、华中科技大学硕士学位论文1绪论1.1研究背景快速公交系统(BusRapidTransit)简称BRT，它是利用现代化大容量专用公共交通车辆，在专用的道路空间快速运行的公共交通方式，它具有与轨道交通相同的运[1]量大、快捷、安全等特性，而造价和运营成本相对低廉。BRT的运量单向0.6-2万人/小时，运营速度20-35公里/小时，造价0.3亿-0.8亿/公里（是轻轨的1/5-1/10，[2]地铁的1/20）。快速公交的基本要素是：专用的路权、先进的车辆、设施齐备的站台、面向乘客的线路组织、智能化的运营管理（即运用自动车辆定

2、位、先进车辆调度、交叉口公交优先信号系统来提高快速公交的运营水平）。由于快速公交投资及运营成本明显低于轨道交通，运营和使用效果接近轨道交通，因此在国际上很多城市被成功推广。最早建成快速公交系统的城市是巴西的库里蒂巴市，而快速公交系统最为成功的案例是哥伦比亚首都波哥大公交系统建设。目前，世界上十几个国家的50多座城市建设实施了快速公交系统，如美国的洛杉矶、加拿大的渥太华、法国的巴黎、日本的东京、巴西的圣保罗、澳大利亚的布里斯班等。在我国，BRT的技术特性已被各级政府重视，一些城市开始筹备规划进行示范线路的建设。我国第一条

3、全封闭大容量快速公交系统——北京市南中轴路BRT，已于2005年12月开通，在今后5年中，北京、杭州、上海、西安、济南、成都、沈阳、武汉、福州、宁波等10多个城市将有序推进BRT的规划和建设工作。快速公交系统作为一种新的造福于居民的出行方式，作为城市公共交通的新理念，已经被我国许多城市接受。BRT作为公交的一种主要形式，在发展中也不可避免地出现这样或那样的问题。不同的国家由于道路交通条件和政府宏观政策等的不同，出现的问题也不尽相同。BRT在中国的发展中出现的主要问题之一就是BRT难以获得真正的时间优先权。北京市南中轴路

4、BRT虽然采用了交叉口感应式信号优先装置，但是仍出现BRT车辆和普通车辆一样在交叉口排队等待的现象。杭州快速公交B1线是中国第二条BRT线路，于2006年4月26日开通运营，B1线全长28公里，由黄龙公交站始发，至下沙高教东区，呈东西走向，沿线共有31个灯控路口，都安装SCATS系统控制设备，部分路口还安装1华中科技大学硕士学位论文了快速公交专用的信号优先控制检测设备，当快速公交车辆行驶至路口处，绿灯要变红灯的时候，智能系统交通系统会适当延长绿灯时间，让车辆顺利通过。当路口为红灯时，智能系统会适度缩短红灯时间，减少快速

5、公交车在路口的等候时间。考虑到道路交通的实际运行情况，开通初期有3个路口在早7点至晚7点暂不实施快速公交车优先通行措施，有4个路口在高峰时段暂不实施快速公交车优先通行措施。因此，在运营初期全线运营时间为1小时，比常规公交节约10分钟，但整体效果不明显。BRT的关键技术之一就是公交优先信号的设置。研究表明，交叉口延误占公交整[3]个行程时间的10-20%，占整个延误时间的50%。因此，即使设置了BRT专用道，若不在交叉口为公交提供优先通行条件，仍难以实现公交的快速、可靠运行。为更好地提高BRT专用道的效率，需有选择地在交

6、叉口设置BRT公交优先信号。目前，BRT在中国的发展呈现星火燎原之势，针对BRT在中国发展中出现的主要问题进行研究就显得十分必要，特别是对于BRT的关键技术之一“交叉口BRT优先信号的设置”进行深入研究更是是势在必行的。但是BRT作为一种新生事物，国内对交叉口BRT优先信号的设置研究很少，交叉口BRT优先信号优化理论还不成熟。相对于交叉口BRT优先通行技术而言，国内外对常规公交的交叉口优先通行技术研究较为成熟。国内一般通过设置公交专用进口道、锯齿形公交进口道、公交优先感应信号、公交优先预信号等实现公交优先，而国外公交优

7、先的信号控制策略一般分为主动优先、被动优先、实时优先等。东南大学的张卫华博士对交叉口常规公交优先通行措施的设置方法与适用条件进行了研究，包括对公交专用进口道的设置方法、基于公交优先通行的预信号控制下交叉口进口道布局及主信号与预信号配时的相互协调方法、公交优先感应信号控制的工作过程与适应性等进行了详细分析；此外，分别对交叉口设置公交专用进口道和设置预信号控制前后社会车辆与公交车辆延误的计算方法进行了研究；并研究了有利于公交通行的交叉口相位设计与配时优化方法，其中信号周期时长是以人总延误最小为目标来确定，绿信比是由相位乘客

8、流量比和相位饱和度这两个因素来确定，并对这种基[4]于公交优先通行的信号相位设计与配时方法进行了应用分析。美国波士顿东北大学的PeterG.Furth和荷兰代夫特大学的TheoH.J.Muller研究了信号交叉口的有条件公交优先，并己在荷兰的艾恩德霍芬实施。通过某一交叉口在三种不同条件下：无优先、完全优先和有条件优先的交通影响实验