单交叉口基于相位跳转的公交优先相位控制

单交叉口基于相位跳转的公交优先相位控制

蒲文培

（重庆交通大学交通运输学院，中国重庆400041）

摘要：随着社会经济的快速发展人们的社会生活水平得以大幅度提高，小汽车保有量快速增加，导致原有的道路条件无法满足人们的出行要求，出现道路拥堵现象。针对相位跳跃的信号控制方法提出了改方法的施行条件和过程。

关键词：信号控制；公交优先；相位跳跃

1研究背景

随着城市化进程的加快及国民经济的高速发展，大城市人口高度集中并大幅增加，交通供需矛盾日益尖锐，道路交通拥堵、交通延误和交通环境污染等城市交通问题已严重影响城市居民的正常生活以及社会经济的持续、健康发展，同时也制约城市的发展。“公交优先”是公共交通系统优先发展的简称，从广义上讲，凡是有利于公共交通优先发展的政策和措施均可称之为“公交优先”；从狭义上讲，则是指仅在交通工程范围内，采取适当的交通管理和道路工程等措施优先公共交通车辆在道路上的通行。公交优先包括“空间优先”和“时间优先”。“空间优先”是指在公交车辆通行时给予空间上优先，如设置公交专用道等。“时间优先”是指在交叉路口给公交车辆提供优先通行的信号。以下所提到的公交优先，均指“时间优先”。

2公交优先信号控制

2.1方法简介

本文主要采用相位跳跃的方法进行公交优先信号控制，即忽略某一非公交通行相位的绿灯信号，减少公交车在交叉口的等待时间。当公交车到达交叉口时，若公交车通行方向的为红灯，而下一个执行相位仍非公交车通行方向的相位，由于交叉口下一个执行相位等待通行的社会车辆较少，在权衡效益的基础上，跳过下一个执行相位，公交车通行方向的相位绿灯提前，从而减少公交车的等待时间。

2.2实施方案

相位跳跃的基本条件为，当公交车到达交叉口时，若公交车通行方向的为红灯，而下一个执行相位仍非公交车通行方向的相位，跳过下一个执行相位，直接执行公交车通行方向的绿灯相位。

2.2.1公交优先执行条件

系统根据公交车辆提供的乘客人数N，再计算跳过下一相位时导致的社会车辆在交叉口延误的人数D。社会车辆在交叉口延误的计算根据不同车型折算q为当量小汽车，再根据当量小汽车的乘客数计算延误的人数D。

表1城市道路车型折算系数

规定城市道路小客车的平均载客数为3人/小客车，则一个相位的车辆延误计算如下,其中n1、n2、n3、n4分别为车型E1、E2、E3、E4车辆数：

D=（n1×q1+n2×q2+n3×q3+n4×q4）×3

在跳过下一相位执行本进口道公交车辆优先相位时需要考虑公交相位优先导致的社会车辆的延误。若社会车辆的延误大于执行公交车辆优先的延误，则不跳过下一相位不执行位优先；若社会车辆的延误小于为执行公交车辆优先的延误，则跳过下一相位执行相位优先。

2.2.2公交优先执行过程

下面进行参数设置：

tg：最下绿灯时间。

t1：检测器安装于交叉口进口道l0处，根据公交车在l0处提供的行驶车速l0计算出该公交车行驶到交叉口进口道停止线所需时间t1=l0|v0。

t2：当剩余绿灯时间不足以满足公交车通过停止线时，延长的绿灯时间，应满足，剩余绿的时间+t2＞t1。

t3：当公交车到达时，公交相位需要提前执行时的临界红灯时间，t3＞l0|v0。

下图中，距离交叉口l0处安装的是RFID射频接收器，用于接收公交车的基本信息；l1、l2为交叉口进口道西南方向、东南方向长度。

图2交叉口详细图

1.公交到达检测器是为绿灯。

公交车到达交叉口时正在执行本相位且为绿灯，若剩余绿灯时间t＞t1，本相位执行完后，直接执行下一相位。若剩余绿灯时间t＜t1，延长绿灯时间至最小绿灯时间tg，执行完tg后不跳过下一相位直接执行；若延长后的绿灯时间t＜tg则再次延长绿灯时间t2之后不跳过下一相位直接执行。

2.公交到达检测器时为红灯。

公交车到达交叉口时为红灯，且下一相位仍非本进口道公交通行相位，若剩余红灯时间t＜t3，则不调整本次相位的绿灯时间，等本次相位结束切换为本进口道公交通行的相位。若剩余红灯时间t＞t3，当前通行相位结束是，跳过本应该执行的下一相位，直接执行本进口道公交相位。

3.公交到达检测器时为黄灯。

公交车到达交叉口时为黄灯，则黄灯结束后直接执行本进口道公交相位。

3结论

由于相位跳转的公交优先方法是占有原本应该执行的下一相位，该相位的车辆会积直到下一次周期，导致社会车辆在交叉口的延误。因此相位跳转的公交优先方法适用于车流量较小的交叉路口；主次路相接且主路优先的交叉路口；单一方向公交优先的交叉路口。

本次设计的缺陷在于，未考虑社会车辆的最长交叉口等待时间。若非公交优先相位车辆的到达随机且来车较少，而公交优先相位的公交车辆到达间隔时间短，会导致非公交优先相位的车辆无法被放行的死循环，在以后的学习研究中会针对本文的缺陷进行完善。

参考文献

[1]胡兴华.车路协同环境下信号交叉口公交优先控制优化研究[D]北京：中国交通大学.2018

[2]李钊.公交信号优先对城市道路交通流的影响研究[D]．江苏：东南大学2017

[3]景鹏．城市道路车辆分类及折算系数研究[J]．城市交通，2006，4（2）：61-63.

[4]吕胜伟，蒋泰．公交信号优先策略研究[J]．

[5]马万经，杨晓光．公交信号优先控制策略研究综述[J]．城市交通，2010，8（6）：70-79

[6]华璟怡任刚于晨．基于预信号的交叉口公交相位插入策略设计[J]．东南大学学报(自然科学版)，2013，46（6）：