公交信号优先感应控制方案

摘要：本文首先讨论了公交优先控制的基本概念，然后就公交优先感应控制系统的组成、控制策略、实现方法，做了比较细致的阐述。

关键词：公交优先，感应控制，车辆检测，智能交通

在城市平面交通信号路口，公交信号优先系统可为公交车辆提供路口优先通行服务，这样可以降低公交车辆的路口等候放行的时间，从而提高公交车辆的准点率，减收行驶时间。建立公交信号优先系统，不仅要节省公交车辆交通的路口通行时间，而且要尽量降低对其它车辆、行人交通等产生的不利影响。

1、公交信号相对优先和公交信号绝对优先

公交信号相对优先是为了更好地照顾公交车辆运行而只对正常的信号运行过程进行局部调整.公交信号绝对优先是为了响应突发事件而会中断正常的运行过程（如服务于紧急车辆,VIP车队等等）。

公交信号绝对优先，实施时是完全撇开当时的信号配时状态及邻接信号协调问题的。公交信号绝对优先使用特定的信号运行机制，会强制路口交通信号控制机跳出现在正在执行的相位,直接进入信号绝对优先所考虑的交通流通行。

公交信号优先是在保持原有的信号相序状态下，为公交优先通行提供有限服务，同时避免对其它交通产生明显的负面影响。为了发挥交通信号控制系统的高效性，兼顾到其它车辆的通行权,对于公交优先控制系统,应当少使用公交信号绝对优先，而多使用公交信号相对优先。

2、公交信号优先系统的构成

公交信号优先系统由公交车辆检测系统、通信系统和交通信号控制系统构成。公交车辆检测系统负责公交车辆的检测并生成优先请求。通信系统负责各个组成系统之间的通信联系。交通信号控制系统负责接受和处理优先请求。

2.1、公交车辆检测系统

公交车辆的检测方法有三种：（1）信号路口的公交车道车辆检测；（2）公交车辆与路口信号机进行直接主动通信；（3）公交车辆与控制中心进行直接主动通信，由控制中心向路口信号机转送公交车辆位置信息。

以系统可靠性为出发点，同时考虑到系统建设成本，这里,我们主要考虑信号路口的公交车道车辆检测.在公交专用车道上,距离路口最近点或距离路口15米至30米的地方,安装车辆检测器.

2.2、通信系统

通信系统把公交车辆的位置信息和优先请求信息传送给路口交通信号机或控制中心。

2.3、交通信号控制系统

交通信号控制系统负责响应公交信号优先请求并执行相应的信号变换。这项功能可以由路口信号机直接执行，也可以先由位于控制中心的系统对优先请求进行采集和处理，然后下达命令给路口交通信号机来执行。

3、交通信号控制机的运行策略

我们根据路口公交交通的不同,把路口分成以下几种:

3.1、有公交专用车道：

对于有公交专用车道的路口，我们分以下几种情况来考虑相应的控制策略。

(1).某两个方向是公交路线,其它方向没有公交车辆通行.

(2).某三个方向是公交路线,其余一个方向没有公交车辆通行.

(3).四个方向都是公交车辆路线,但是,公交车辆很少,每5分钟以上只有一辆公交车辆通过此路口.

对于上述情形，我们建议采用公交信号绝对优先的控制方式。也就是说，当发现公交专用车道发现有车辆驶入路口时，如果正在执行的相位绿灯时间已经超过该相位的最小绿灯时间，那么有公交车辆进入的方向，绿灯全亮，同时其它三个方向全为红灯。这样的状态一直保持N秒（N可以设定）。当这N秒绿灯放行完成后，路口再恢复到原来的相位循环控制。

(4).四个方向都是公交车辆路线,但是公交车辆密度很大,每5分钟就有二个以上公交车辆通过此路口.

由于公交车辆由公交专用车道到达路口后,它的行驶方向有直行、左转、右转之分.因此,当我们检测到公交专用车道上有车辆驶入路口时,其实,我们并不能确定它经过路口后,是往哪个方向行驶.因此，我们在做感应控制时，就把它看作是三个方向都有可能。但是，右转车道往往不设红灯，因此，我们可以不考虑公交右转的通行问题。

公交车辆到了路口，就没有了公交专用车道。那么，要希望公交车辆快速通过路口，就需要采取优先的措施。把该方向的直行和左转车道绿灯时间延长N秒（N可以设定），让公交车辆优先通过路口。如果该方向的直行和左转是分在两个相位来执行，那么，就把现在是绿灯的相位做N秒延长，而另一个方向的绿灯相位就不考虑做延长。因为既然公交车辆已经到了路口，即使赶上现在是红灯，那么在下一个相位绿灯到来时，公交车辆一般都可以不延误地通过此路口。

3.2、没有公交专用车道：

对于没有公交专用车道的确路口，为了实现公交车辆优先，我们可以在公交行驶的进口，在停车线20米左右的地方，安装车辆检测器。在没有公交车辆经过的进口，不安装车辆检测器。这样一来，对应于公交行使的进口，实现感应优先控制。当有车辆经过车辆检测器的时候，变化该相位的绿灯时间，使该相位的车辆尽可能多地通过该路口，这样一来，也就实现了公交相对优先控制。

4、公交信号优先的不利因素

公交信号优先策略在都还处于试用阶段，实际使用中,也有其不利的因素：

(1)、没有权威标准可依。一个新概念的出现，往往是伴有很多商业性的炒作。其实，很多系统，并不能起到公交优先的功效。或者说，公交可能优先了，但是其它车辆就明显的延误很长时间。这样一来，就必须有一个标准来进行规范。以明确公交优先控制的概念，实现办法和检验指标。

（2）、公交专用车道的使用。公交专用车道，如果行驶的有其它未经授权的车辆，也会对公交优先控制策略有很大影响。

（3）、公交优先控制系统的技术人才。相对于多时段定周期的交通信号控制，公交优先的控制是基于感应控制的原理。因此，其系统的复杂性，需要维护使用人员，相应的技术水平就要提高。在项目实施时，维护使用人员的培训，就变得并不可少。

主要作者简介：

胡嗣云，１９９１年毕业于清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室，清华大学"光华奖学金"一等奖获得者，工学硕士，高级工程师，中国道路交通安全协会会员，专业从事于交通控制系统的研究与设计，多次承担国家自然科学基金和省级科技攻关项目，曾在国外技术合作一年。已获省部级科技进步奖一次，获得国家专利两项，发表各类科技论文41篇。