BRT 信号优先系统控制与设计
高 歌1
,高 克
2
(1.兰州交通大学,甘肃兰州730070; 2.青岛千禧国际村置业有限公司,山东青岛266106)
摘 要:BRT 信号优先是解决城市BRT 车辆在交叉口延误的有效方式。探讨从BRT 信号控制系统的控制策略、公交信号优先的控制方案及BRT 信号优先的控制方式入手实现BRT 信号优先。设计BRT 信号优先模块的构架及BRT 信号优先的逻辑架构,最终实现BRT 信号优先。关键词:BRT ;信号优先;相位
中图分类号:U 492.4+31 文献标识码:A 文章编号:1008 5696(2011)01 0047 04
Design on Trffic Signal Control for BRT s Priority
GAO Ge 1
,GAO Ke
2
(1.L anzhou Jiao tong U niv ersity ,L anzhou 730070,China; 2.Q ingdao M illennium Co.,L td;Q ingdao 266106,Shando ng ,China)
Abstract:Intro duce the developing situation of BRT in China sim pally.The mechanism of BRT signal prior ity.It including strateg e control 、plan contr ol and pattern contro l.Desig n the construct of BRT signal prior ity mo dule.A t last,posed log ical construct of BRT sig nal priority.Key words:BRT;sig nal priority;phase
收稿日期:2010 09 05
作者简介:高 歌(1986-),男,硕士研究生,研究方向:交通运输规
划.
BRT 是解决城市拥堵的有效方式。自2005年以来,我国先后有北京、杭州、常州、厦门、济南、大连、重庆、深圳、合肥、武汉、郑州相继开通运营BRT 。
目前,我国的许多城市虽然采用了BRT ,但是很多城市没有BRT 信号优先控制系统,BRT 车辆在信号交叉口延误很大,从而导致BRT 系统快速、高效、准确的特点没有很好的体现。本文主要针对此种情况,提出BRT 信号优先,充分体现BRT 的优越性。
1 BRT 信号系统的控制策略
公交信号优先控制策略大体分为3类:被动优先、主动优先和实时优先。
1)被动优先:根据交叉口历史交通流数据,预先进行公交优先信号配时。
2)主动优先:通过监测公交车采取延长、提前、增加或减少相位的信号调整方法来适应公交车,主动优先又可分为无条件优先和有条件优先。
3)实时优先:实时是最新发展起来的公交优
先信号控制理念。它通过GPS 等装置估计系统现状,考虑网络上所有的社会车辆和公交车流量、公交车上乘客数和公交车运行状况(是否晚点),基于实时信息的公交交叉口信号优化策略。该策略在减少公交车延误和缩短公交乘客出行时间的同时,将对其余交通方式的影响降为最低。
2 BRT 信号优先的控制方案
BRT 信号优先的实现主要有以下几种方法:绿灯延长、绿灯提前、相位插入及跳跃相位等。
绿灯延长(Green Extension),即延长相位绿灯时间。当公交车辆到达交叉口时,若该相位的绿灯信号即将结束,这时采用延长该相位的绿灯时间,以使公交车辆有足够的时间通过交叉口,如图1所示。公交车辆通过交叉口后,控制系统将恢复原有的信号配时。
绿灯提前(Ear ly Gr een/Red T runcation),即缩短车辆等待绿灯信号的红灯时间,当公交车辆到达交叉口时,公交车辆通行方向所在的相位处于红灯状态,这时通过缩短交叉口当前相位的绿灯执行时间,使公交车辆到达交叉口时,可以以绿灯信号顺利通过交叉口。如图2所示在这种控制策略下,在周期长度不变的情况下,可以在后续执行相位相序
交通科技与经济 第13卷
图1 绿灯延长示意
方案中对前一相位进行绿灯补偿。
图2 绿灯提前示意
相位插入(Phase Insertio n),即在正常的相位相序中为公交车辆增加一个特定的相位。当公交车辆到达交叉口时,公交车辆通行方向为红灯信号,且交叉口当前相位的下一个执行相位仍不允许公交车辆通过,这时要为公交车辆提供信号优先,必须在当前相位和下一相位之间插入一个公交专用相位,如图3
所示。
图3 相位插入示意
跳跃相位(Phase Skipping),即忽略某一相位的绿灯信号。当公交车辆到达交叉口时,公交车辆通行方向为红灯信号,且交叉口当前相位的执行绿灯时间即将结束,而下一个执行相位仍不是公交车辆通行方向的相位,只有等到该相位执行完毕后,才能允许公交车辆通过。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,跳过该下一个执行相位,直接执行公交车辆通行方向的相位绿灯。从而使公交车辆以绿灯信号顺利通过交叉口,如图4所示。
3 BRT 信号优先的控制方式
1)本地优先控制方式:路口信号机不与系统相连,在接收到公交申请信息后,
根据自身的优先程
图4 相位插入示意
序执行优先控制。决策由路口信号机执行,不具备与交管中心通信的能力。
2)系统监视下本地优先:路口信号机与现有系统相连,但在本地控制模式下运行。信号机接收公交申请信息,并根据自身的优先程序执行优先控制。决策由路口信号机执行,交管中心具备远程监控能力。
3)系统优先:路口信号机与现有系统相连,但在本地控制模式下运行。信号机接收公交申请信息,并实时请求系统准许后,根据自身的优先程序执行优先控制。决策由交管中心执行。
4 BRT 信号优先控制设计
在BRT 信号优先控制的路口将采用信号优先系统路口控制单元来配合优先控制,而信号优先系统路口控制单元(RSU:Rate-Sensor U nit)的功能实现包括下列4种模块:晚点车辆信息接受模块、车辆抵达时间预测模块、控制策略选择模块、控制策略执行模块,如图5所示。
图5 信号优先控制模块架构
4.1 晚点车辆信息接受模块
本方案的优先指标为BRT 的准点状态,考虑是否决定要让BRT 优先通行。
在一个实测的临近路口,BRT 准点定义为BRT 于特定停靠站处的实际抵达时间与应到达时间,维持在固定误差范围内的执行程度,而通过预测实际抵达停靠站时间与时刻表应到达时间比较之下,可以得知BRT 是否延误与延误的时间多寡,而此延误时间的多寡于控制模式的计算式中将赋予其
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