基于智能化公交站臺的交叉口公交優(yōu)先控制方法

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1、基于智能化公交站臺的交叉口公交優(yōu)先控制方法王宇俊徐建閩鄢小文【摘要】針對公交站臺設置于交叉口進口道的情況，基于智能化公交站臺提出一種交叉口公交優(yōu)先控制方法，該方法首先搭建包括智能信號機、RFID檢測器、Zigbee無線傳輸系統(tǒng)等在內(nèi)的智能公交站臺和公交車輛系統(tǒng)?；诖耍C合考慮公交車進出站時刻、公交站點上下車人數(shù)、下游交叉口信號方案等因素，誘導公交車?？吭谥付ㄎ恢茫瑫r公交站臺通過電子顯示屏誘導乘客在指定區(qū)域內(nèi)排隊上車，提高上車的效率。繼而根據(jù)公交駛離時間以及交叉口幾何設計數(shù)據(jù)，準確預測公交到達交叉口停車線的時間，執(zhí)行相應

2、的優(yōu)先控制策略，以滿足公交車在該交叉口的優(yōu)先通行。該方法通過調(diào)整信號方案，以公交車上下車乘客數(shù)目及?？繒r間信息決定信號燈相位，利用紅燈時間完成公交車的上下客和相交道路的通行，提升公交車通行效率，減短了公交車平均等待紅燈的時間?！娟P鍵詞】公交優(yōu)先控制方法；智能化公交站臺；上下車乘客數(shù)；Zigbee無線傳輸1引言隨著城市交通擁堵現(xiàn)象日益嚴重，優(yōu)先發(fā)展城市公共交通是作為緩解交通壓力的有效手段，其中公交優(yōu)先是促進公共交通發(fā)展的有效措施。以廣州市為例，2014年廣州常規(guī)公交年日均客運量達到715萬人次/日，占公共交通的46%，但是其

3、平均運行速度僅為21.2km/h，乘客吸引力較低，提升常規(guī)公交的服務水平顯得更為迫切[1]。因此，公交優(yōu)先控制技術開始被提出并運用，如設置公交專用道、提供公交專用相位、早晚高峰限時優(yōu)先措施等。未來的發(fā)展目標是布設智能化的公交系統(tǒng)，以現(xiàn)代通訊手段、信息技術為基礎，構建智能化的公共交通系統(tǒng)。交叉口作為城市路網(wǎng)的重要節(jié)點，是公共車輛運行過程中的產(chǎn)生延誤的主要根源之一，優(yōu)化交通控制策略，合理化地提高交叉口公共車輛的運行效率勢在必行。公交優(yōu)先的研究作為研究熱點，已取得較多成果，PeterGFurth等研究標表明有約束條件的交叉口公交

4、優(yōu)先控制方案比無約束條件下的優(yōu)先控制方法產(chǎn)生的延誤小[2]；D.JePson和L.Ferrira通過對比設置公交專用信號后道路上車輛的延誤時間確定了最佳的道路公交比例和公交客流量[3]；WonhoKim和Lin等提出基于公交車站影響的公交優(yōu)先控制策略和以均衡公交車車頭時距為約束條件的優(yōu)先控制方法[4]；國內(nèi)學者楊曉光等提出以公交出行乘客延誤最小化的信號配時方法，并深入研究了定周期條件下系統(tǒng)最優(yōu)的公交車優(yōu)先信號控制策略[5]；陸化普、張衛(wèi)華等分析通過設置公交優(yōu)先預信號滿足公交優(yōu)先通行的可行性[6]；張達等提出基于粗糙集理論的

5、公交優(yōu)先信號控制方法[7]；孫煦、陸化普基于設1置公交專用道交叉口進口建立公交優(yōu)先控制策略的雙層模型并利用遺傳算法進行求解[8]。馬萬經(jīng)等學者考慮公交車的發(fā)車頻率和信號周期等的關系，建立落點數(shù)目模型，提出不同落點數(shù)目下的信號優(yōu)先控制方法[9]；王殿海等學者建立無綠燈時間補償與有綠燈時間補償?shù)膯吸c有限公交優(yōu)先模型[10]；李元元等采用公交優(yōu)先模糊控制策略，設計相位相序優(yōu)化器進行方案確定[11]。以上研究內(nèi)容以理論指導為主，策略的落地性有所欠缺。交叉口公交優(yōu)先控制方法以交叉口信號資源合理化為基礎，提高公共車輛通行效率的同時，保

6、證交叉口的社會車輛及整體運行效率所受影響降到最低。本文擬基于智能化的公交站臺提出一種切實可行公交優(yōu)先控制方法，將公交站臺與交叉口信號裝置結合起來進行統(tǒng)一設計，綜合考慮上下車人數(shù)、車輛性能等因素，完成公交“路段行駛-到站-不停駛通過交叉口”的過程，以實現(xiàn)公交的信號優(yōu)先。2問題描述如圖1所示，當公交站臺設置于交叉口進口道前時，公交車輛到達站點的時間是隨機的，公交車完成乘客上下車后駛出站點在A交叉口前有可能再次停車，增加交叉口的人均延誤。因此，以公交車輛完成站點上下車后能直接綠燈通過交叉口為目標的控制策略，必須綜合考慮公交車進出

7、站時刻、公交站點上下車人數(shù)、下游交叉口信號協(xié)調(diào)方案三者的聯(lián)系。本文研究基于智能化公交站臺和交叉口信號協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)下的公交優(yōu)先控制方法，優(yōu)化目標是公交車輛不停駛通過交叉口，利用紅燈時間完成乘客上下車，放行相交道路車輛，并考慮最小綠燈時間和方案轉(zhuǎn)換等約束條件。圖1問題描述示意圖3基本假定和系統(tǒng)平臺搭建3.1基本假定為方便進行方案的描述，做以下基本假定：（1）基于相鄰交叉口間設置港灣式公交站臺的情況進行方法分析，以東往西行駛的公交車為研究對象，定義A為下游交叉口，B為上游交叉口，如圖1所示。（2）路段設置路邊型公交專用道，路段上

8、公共車輛的行駛不受外界環(huán)境影響。（3）公交車站采用港灣式?？空?，公交站上下游交叉口均采用智能可變信號控制。2（4）公交車上配備移動式射頻識別設備RadioFrequencyIdentification（簡稱RFID）和ZigBee無線網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)，公交站臺信號接收器可順利通過無線電訊號識別特定的公交車輛