车辆在群交叉口中的位置。
然后分别分析在不同情况下采用以上公交优先的控制的不同方法前后的延误，分析、比较其实际的社会效益。
设计者：隆冰 孙飞 颜冉 王胜萍指导老师：张卫华 丁恒 丁建勋
（合肥工业大学 交通运输工程学院 安徽 合肥 230601）
作品内容简介
群交叉口的协调控制方法的基本思路是：基于Zigbee通讯系统作为检测系统，首先在群交叉口位置的第一个交叉口前设置ZR感应器，当有公交车通过时，公交车上的ZED装置发出公交车到来的信息给控制中心，从而确定公交
等待时间，可以适当压缩红灯时间[1]；当交叉口相位为红灯而又不能通过缩短
红灯时间来解决公交优先时，通过插入一段公交优先相位以供公交车顺利通过
交叉口；总之，使得有公交请求的相位尽快执行，减少有请求的公交车的等待时间。
另外公交请求为东西直行、南北左转、东西左转、南北执行四个相位（相序不是定值，可以调动），以东西向车流的方向为主干道，南北向车流的方向为次要道路，对于相邻比较近的两交叉口或者多交叉口（即中间没有公交停靠站）的交叉口间采用协调时控制，使得在主干道上行驶的公交车在上游交叉口处若通过上游交叉口，则就保证可以使其通过协调控制的其他交叉口，即协调时交叉口；两交叉口之间有公交停靠站的，对于这样的交叉口，按单交叉口来考虑；当检测到有公交车到达时即有公交请求时，根据此时相位所处的的执行状态的不同来改变当前相位的执行时间来实现有公交车辆请求的相位尽快执行的目的，即当有公交请求时，尽可能快的使其通过。对于以上两种情况的交叉口都可以在不同的信号相位和公交请求下，分别采用不同的方法，例如当有公交车请求时，交叉口信号相位为绿灯但绿灯即将结束时，为确保绿灯顺利通过交叉口，适当延长绿灯时间；当交叉口相位为红灯时，为减少公交车辆的
其基本思路可以用下图表示：
基于多路公交请求的群交叉口协调
控制方法研究
最优延误最小延长绿灯时间公交优先控制缩短红灯时间插入预制相位反馈检测延误分析优化后初始方法是通过对其他车辆的预信号控制,来重新分配公交车辆与其他车辆在进口道的排队位置,从而实现公交优先,因此实质上只是实现了交叉口空间通行权上的优先。此外,在实际应用中,还必须增设额外的预信号控制设备,并且还要得到驾驶员们对这种控制方法的认可和配合。现有这些公交优先系统（策略）中，大都没有考虑不同控制方案下公交车辆在下游交叉口的到达时刻、延误及可能采取的优先策略， 即没有考虑相邻交叉口公交优先策略的协调。然而相邻交叉口优先策略的协调对每一交叉口优先策略的有效性有重要影响。现有公交优先控制策略的另一个不足在于其仅仅考虑为“晚点”（车辆比既定的时间，如时刻表规定的到站时间晚到达停靠站）的公交车辆提供优先，而没有对“早到”（ 车辆比既定的时间，如时刻表规定的到站时间早到达停靠站）的公交车辆的优先
车辆的延误略有增加,但计算人均延误则有所减少[2,3]；但同时也存在不足之处:该
1.研究背景
随着国民经济的快速发展,汽车保有量快速上升,城市道路的建设明显滞后于机动车的发展,城市交通需求与供给之间的矛盾越来越突出。从系统的观点出发,运用现有的交通信号控制系统以及信息技术,发展城市智能化交通控制技术来解决交通问题,是最便捷有效的方法。解决我国城市交通问题的有效途径,即优先发展城市公共交通,是以公共交通为杠杆降低城市交通需求总量,实现道路交通基础设施发展与交通需求增长的均衡。在城市道路中交叉口和路段实施公交优先信号控制策略,并结合ITS 技术,可以使交通流处于最佳的运行状态,最大限度地发挥路网的运行效率,缓解交通拥挤问题。交叉口是城市道路网络的节点,也是交通瓶颈,容易引起交通拥堵和交通延误。因此,公共汽车在信号交叉口的控制策略的研究是公交优先技术的关键。
在交叉口设置部分锯齿型公交优先进口道和公交优先预信号,在一定程度上能起到公交车在交叉口优先通行的效果:公交车在交叉口的停车延误减少、其他
ZED3.公交优先分析
公交专用公交专用PCZCZR1UTC图一 设备通讯原理图ZR2公交专用公交专用ZED相位的请求情况，综合考虑各因素，来进行适当延长绿灯时间，缩短红灯时间
在信号控制机进行智能决策以达到满足多路请求的公交优先时[4]，考虑各
等相位协调操作，对可能出现的情况进行预设，当接收信息时，根据数据情况进行相位的智能调整，在满足主路优先的前提下，综合考虑主支路相位的情况，确定最优方案，确保延误的最小化。
控制策略。然而“早到” 同样导致车辆丧失准点性，并会影响后续车辆的运行，且有可能与前车形成“串车”，降低公交系统的可靠性和服务水平。2. 检测系统
通过Zigbee技术对各网络节点进行信息传输，最后由智能交通信号机对所接收到的信息进行智能协调，改变信号灯色，以达到公交优先的目的，保证公交车以相对较小的延误通过交叉口。当公交车辆到来时，车载ZED将公交车辆信息传输给设立于交叉口处的固定节点ZR，固定节点ZR将接收到车载ZED发送的信息，确认公交车辆已到来，同时将信息传输给ZC，ZC将信息转送到数据控制中心，控制中心将对收集到的信息进行简单的处理，然后传送给智能信号控制机，调整信号灯色，完成公交优先。
长?t1。
1）.本文定义了两类交叉口，其定义如下：（1）对于相邻比较近的两交叉
口或者多交叉口（即中间没有公交停靠站）的交叉口间采用协调时控制，使得在主干道上行驶的公交车在上游交叉口处若通过上游交叉口，则就保证可以其通过协调控制的其他交叉口，即协调时交叉口；（2)两交叉口之间有公交停靠站的，对于这样的交叉口，即可以按单个交叉口来考虑。
2).协调控制的两相邻较近的交叉口的基本原理：只要主干道上的公交请求通
过上游交叉口，则通过设置两相邻交叉口的信号差△t，使其大致等于公交的两
相邻较近的交叉口间的行驶时间，那么就可以满足主干道上的公交车请求通过上游交叉口就可以保障其通过与次上游交叉口相协调控制的其他交叉口，即在相邻较近的交叉口间可以实现零延误的绿波；即使主干道上的上游交叉口因延长9s的绿灯时间或者插入一个为主干道放行的公交优先相位10s的情况下也能保证主干道上的公交车能通过上游交叉口就可以通过下游的交叉口。
具体方法为：a)执行延长绿灯时间的条件：1.当前相位是在为主干道上的车辆放行2.当前相位下主干道上有公交请求3.当前相位的绿灯时间不能满足公交在主干道上正常通过，同时满足以上条件下则在当前相位即将结束后延长一个绿灯时间9s，使主干道上该请求的公交正常通过此交叉口。
b）插入预制的公交优先相位的条件：1.当前相位无请求或者请求在正常情况下该请求的公交车辆不能通过（除a)中的情况之外）2.相邻相位上无公交请求，下一个相位上有公交请求或者下个相位无公交请求，再下一个相位有公交请求时，同时满足上述条件则在当前相位绿灯满足最短时间后插入一个有相位请求的一个预制公交优先相位10s，在满足行人过街的情况下减少有公交请求的等待信号的时间。
注：在一个周期内，若要插入一个预制公交优先相位，为了使被中断了的相位还能满足其他车辆的行驶的要求，则需要流程图里的当前相位N=1或者2.
c）缩短当前相位的执行时间：有两种情况分别为：（1）当前相位没有公交请求，在当前相位的绿灯满足最短绿灯时间的条件下，缩短当前相位的执行时间；（2)当前相位有请求（非主干道）但剩余绿灯时间在车辆正常行驶的情况下不能通过，则缩短当前周期的执行时间。4. 延误分析
无论是延长绿灯时间，提前结束红灯时间还是插入公交优先相位，都是以缩短其余相位通行时间为前提, 即以增加其余相位车辆的延误为前提的。故要把握好一个延长绿灯时间，压缩红灯时间，插入优先相位时间的大小以使得延误最小，效益最高。下面分别对以上三种情况的延误影响进行分析。(1)延长绿灯时间的延误分析
交叉口有n个相位，且第一相位中的第一个进口道上有公交优先请求，此时如果第一相位需要绿灯延长△t1，则将会导致其余各相位的红灯时间将被迫延
m1?d1j?相位1j?1s1jq1j?t12(s1j?q1j)相位2?D1???d1j
qr1d1?s?s111
2(s1?q1)2?t2?t1相位3?t3?t3相位n?t4第一相位所有进口道车辆减少的总延误为：
图二 延长绿灯时间后的相位变化
j车道由于绿灯延长时间而减小的延误为?d1j。?d1j可以如下表示：
得到缩短红灯时间后该相位的延误为：
以此类推(2)缩短红灯时间的延误分析
交叉口有n个相位，当第一个相位中有公交车请求的时候，如果该相位为红灯。为了响应公交车的优先请求，通过压缩红灯时间的方式俩缩短公交车的等待时间。
如果该相位的红灯时间没有压缩，本身会产生一定的延误，
1q1(r1??t1)2D1?S1?s12(s1?q1)
(2r1??t1)
(3)插入公交优先相位后的延误分析
为了保证其他相位的车辆有足够的时间通过交叉口，插入公交优先相位的位置选择在相邻的两个中间相位，以均担插入相位的影响。假若A为公交优先相位，B、C、D、E为其他相位，可以在B相位的末端到D相位的开头这段时间插入公交优先相位，在这段时间之前可以通过延长绿灯时间来响应公交优先，在这段时间后期可以通过压缩红灯时间来响应公交优先请求。
VIP专享合肥工业大学-基于多路公交优先请求的群交叉口协调控制方法研究
