基于智能化公交站台的交叉口公交优先控制方法

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1、基于智能化公交站台的交叉口公交优先控制方法王宇俊徐建闽鄢小文【摘要】针对公交站台设置于交叉口进口道的情况，基于智能化公交站台提出一种交叉口公交优先控制方法，该方法首先搭建包括智能信号机、RFID检测器、Zigbee无线传输系统等在内的智能公交站台和公交车辆系统。基于此，综合考虑公交车进出站时刻、公交站点上下车人数、下游交叉口信号方案等因素，诱导公交车停靠在指定位置，同时公交站台通过电子显示屏诱导乘客在指定区域内排队上车，提高上车的效率。继而根据公交驶离时间以及交叉口几何设计数据，准确预测公交到达交叉口停车线的时间，执行相应

2、的优先控制策略，以满足公交车在该交叉口的优先通行。该方法通过调整信号方案，以公交车上下车乘客数目及停靠时间信息决定信号灯相位，利用红灯时间完成公交车的上下客和相交道路的通行，提升公交车通行效率，减短了公交车平均等待红灯的时间。【关键词】公交优先控制方法；智能化公交站台；上下车乘客数；Zigbee无线传输1引言随着城市交通拥堵现象日益严重，优先发展城市公共交通是作为缓解交通压力的有效手段，其中公交优先是促进公共交通发展的有效措施。以广州市为例，2014年广州常规公交年日均客运量达到715万人次/日，占公共交通的46%，但是其

3、平均运行速度仅为21.2km/h，乘客吸引力较低，提升常规公交的服务水平显得更为迫切[1]。因此，公交优先控制技术开始被提出并运用，如设置公交专用道、提供公交专用相位、早晚高峰限时优先措施等。未来的发展目标是布设智能化的公交系统，以现代通讯手段、信息技术为基础，构建智能化的公共交通系统。交叉口作为城市路网的重要节点，是公共车辆运行过程中的产生延误的主要根源之一，优化交通控制策略，合理化地提高交叉口公共车辆的运行效率势在必行。公交优先的研究作为研究热点，已取得较多成果，PeterGFurth等研究标表明有约束条件的交叉口公交

4、优先控制方案比无约束条件下的优先控制方法产生的延误小[2]；D.JePson和L.Ferrira通过对比设置公交专用信号后道路上车辆的延误时间确定了最佳的道路公交比例和公交客流量[3]；WonhoKim和Lin等提出基于公交车站影响的公交优先控制策略和以均衡公交车车头时距为约束条件的优先控制方法[4]；国内学者杨晓光等提出以公交出行乘客延误最小化的信号配时方法，并深入研究了定周期条件下系统最优的公交车优先信号控制策略[5]；陆化普、张卫华等分析通过设置公交优先预信号满足公交优先通行的可行性[6]；张达等提出基于粗糙集理论的

5、公交优先信号控制方法[7]；孙煦、陆化普基于设1置公交专用道交叉口进口建立公交优先控制策略的双层模型并利用遗传算法进行求解[8]。马万经等学者考虑公交车的发车频率和信号周期等的关系，建立落点数目模型，提出不同落点数目下的信号优先控制方法[9]；王殿海等学者建立无绿灯时间补偿与有绿灯时间补偿的单点有限公交优先模型[10]；李元元等采用公交优先模糊控制策略，设计相位相序优化器进行方案确定[11]。以上研究内容以理论指导为主，策略的落地性有所欠缺。交叉口公交优先控制方法以交叉口信号资源合理化为基础，提高公共车辆通行效率的同时，保

6、证交叉口的社会车辆及整体运行效率所受影响降到最低。本文拟基于智能化的公交站台提出一种切实可行公交优先控制方法，将公交站台与交叉口信号装置结合起来进行统一设计，综合考虑上下车人数、车辆性能等因素，完成公交“路段行驶-到站-不停驶通过交叉口”的过程，以实现公交的信号优先。2问题描述如图1所示，当公交站台设置于交叉口进口道前时，公交车辆到达站点的时间是随机的，公交车完成乘客上下车后驶出站点在A交叉口前有可能再次停车，增加交叉口的人均延误。因此，以公交车辆完成站点上下车后能直接绿灯通过交叉口为目标的控制策略，必须综合考虑公交车进出

7、站时刻、公交站点上下车人数、下游交叉口信号协调方案三者的联系。本文研究基于智能化公交站台和交叉口信号协调控制系统下的公交优先控制方法，优化目标是公交车辆不停驶通过交叉口，利用红灯时间完成乘客上下车，放行相交道路车辆，并考虑最小绿灯时间和方案转换等约束条件。图1问题描述示意图3基本假定和系统平台搭建3.1基本假定为方便进行方案的描述，做以下基本假定：（1）基于相邻交叉口间设置港湾式公交站台的情况进行方法分析，以东往西行驶的公交车为研究对象，定义A为下游交叉口，B为上游交叉口，如图1所示。（2）路段设置路边型公交专用道，路段上

8、公共车辆的行驶不受外界环境影响。（3）公交车站采用港湾式停靠站，公交站上下游交叉口均采用智能可变信号控制。2（4）公交车上配备移动式射频识别设备RadioFrequencyIdentification（简称RFID）和ZigBee无线网络传输系统，公交站台信号接收器可顺利通过无线电讯号识别特定的公交车辆