常规公交信号优先策略研究

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1、国内图书分类号：U491.17密级：公开国际图书分类号：656.132西南交通大学研究生学位论文常规公交信号优先策略研究年级2004级姓名张南申请学位级别工学博士专业交通工程指导老师张殿业教授二零一二年九月十二日ClassifiedIndex:U491.17U.D.C:656.132SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationRESEARCHONTHECONVENTIONALBUSSIGNALPRIORITYSTRATEGIESGrade:2004Candidate:ZhangNanAcademicDeg

2、reeAppliedfor:Ph.DSpeciality:TrafficEngineeringSupervisor:Prof.ZhangDianyeSept.12,2012西南交通大学博士研究生学位论文第I页摘要优先发展公共交通作为解决城市交通拥堵问题的主要手段已被众多国家采用。在公交优先技术层面上，公交空间优先技术已在国内许多城市实施，即各种公交专用道（路）。但公交时间优先技术尚未在国内真正使用，即公交信号优先技术，其原因在于目前的公交信号优先技术与实际交通状况不能紧密联系。论文总结和分析了现有公交信号优先技术存在的不足，以及不能实际使用的主要原因，力求建立能

3、够在交通信号控制中可以实际使用的公交信号优先策略。论文研究集中在城市普遍使用的常规公共交通，对单点交叉口和干线协调控制交叉口的优先策略分别进行了研究。该研究不仅适用于设置了公交专用道的道路，而且也适用于无公交专用道的道路。论文不涉及交通流检测技术和控制软件编程，专注于对信号优先策略的研究。论文首先对单点交叉口公交信号优先中的最小绿灯时间这一核心要素进行分析，得出如果依据现有研究中的最小绿灯时间定义，在交通高峰期可从非优先相位转移到公交信号优先相位的绿灯时间极其有限，无法实施公交信号优先策略。为此对最小绿灯时间进行了重新定义，建立了以排队车辆不溢出到上游交叉口为标

4、准的最小绿灯时间计算模型。其次，论文以最小绿灯时间的定义基础对单点交叉口主动优先策略进行了研究，分析了各种策略的实施条件。同时分析指出如果在公交优先申请较多，可实施的优先策略较多的情况下，由于优先策略之间的相互干扰，以及优先策略对正常放行的公交车辆的干扰，采用对可能方案一一列举的穷举法已无法适应需求。因此论文不从单个公交优先策略本身出发，而是从整个交叉口交通状况的角度出发，制定公交优先策略方案。通过对交叉口各方向进口道各流向的人员到达率时间曲线进行预测，依据该到达率曲线以“不受信号延误影响通过交叉口的人员数量最大”为优化目标建立信号优先方案。再次，目前在信号延误

5、计算中普遍使用的HCM2010和Webster信号延误计算模型仅适用于较长时间段的延误计算，与信号优先方案中需要对短时延误进行计算的要求不符。针对该问题论文中以路段限制速度作为延误衡量标准，通过递推计算方法建立了短时信号延误计算模型。同时应用该模型以人员总延误最小为目标建立了优化评价模型，对信号优先方案的效益进行评价。并且提出优先策略响应阈值的概念，优先策略只有在效益达到一定标准时才可以实施，以避免优先策略频繁使用，干扰原信号方案的正常进行。第II页西南交通大学博士研究生学位论文另外，为使公交车辆可以实现干线协调控制，避免逐个交叉口实施单点公交优先策略，减少单点

6、公交优先对整体信号协调控制的影响，论文对实现公交信号绿波带的条件进行了研究。研究表明只有协调公交车辆路段通行时间和信号周期长度才能够实现公交信号绿波带，如无法实现两者之间的相互协调，则必须平衡社会车辆延误和公交车辆延误，使人员总延误最小。同时调整单条线路首班车发车时刻使该条线路所有车辆均能在绿波带内通行。最后，论文指出了在有公交专用道的情况下实施公交信号优先，必须使公交专用道的设计充分配合信号配时方案，以此为依据对不同类型公交专用道的设计进行了调整。同时对逆向左转专用道进行了研究，采用逆向左转的方式减少左转车辆对公交信号优先的干扰。关键词：公共交通；常规公交；公

7、交优先；公交信号优先；最小绿灯时间；信号延误西南交通大学博士研究生学位论文第III页AbstractInordertohandletheincreasingurbantrafficcongestion,anumberofcountrieshaveadoptedthepolicytodeveloppublictransitinfrastructurewithfirstpriorities.Fromthetechnicalperspective,thecommonlyusedtransitpriorityistoconstructvariousdedicatedtr

8、ansitlanes,w