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交叉口多目标公交优先控制方法研究交叉口多目标公交优先控制方法研究摘要：随着城市交通拥堵问题日益严重，公共交通的重要性日益凸显。
本文针对交叉口繁忙时期公交车优先通行问题，提出了一种交叉口多目标公交优先控制方法。
该方法通过研究交叉口通行规律和公交车调度数据，综合考虑车辆延误时间、公交运行时间和乘客舒适度等多个因素，以实现公交车优先通行的目标。
通过模拟实验验证，本文方法在缓解交通拥堵和提高公交运行效率方面表现出良好的效果。
关键词：交叉口，公交优先，多目标控制，交通拥堵，运行效率引言近年来，城市交通拥堵已成为制约经济社会发展的重要问题，严重影响了市民的出行效率和生活质量。
作为绿色出行方式的公共交通，具有承载大量乘客和减少空气污染的优势，因此提升公共交通的运行效率对缓解拥堵问题具有重要意义。
交叉口是城市道路交通系统中最关键的环节之一，公交车在交叉口的通行效率直接影响公交的整体运行效率。
因此，本文旨在研究交叉口多目标公交优先控制方法，以提高公交车在交叉口的通行效率。
一、交叉口通行特点分析交叉口是道路交通系统中的瓶颈，其通行能力决定了交通流的顺畅程度。
近年来，随着城市交通需求的不断增加，交叉口通行能力已经成为拥堵问题的主要矛盾之一。
根据对城市道路交叉口的调查和分析，我们总结出以下几个交叉口通行特点：1. 车流量大、密集：交叉口是道路网中的关键节点，车流量通常较大，尤其是高峰时段，车流量更是达到高峰。
这使得公交车的通行效率受到很大影响。
2. 交通组织紊乱：交叉口由于不同道路的交叉和汇聚，使得交通组织多样化，容易导致交通信号混乱，从而影响了公交车通行的顺畅性。
3. 公交优先性低：通常情况下，交通信号灯优先绿灯时间较短，没有明确的优先通行规定，使得公交车往往需要在交叉口等待，浪费了大量的时间和燃料。
二、交叉口多目标公交优先控制方法为了提高交叉口的公交车通行效率，本文提出了一种交叉口多目标公交优先控制方法。
该方法主要包括以下几个步骤：1. 数据采集与处理：通过安装传感器和摄像头等设备采集交叉口车辆数据，对数据进行处理和分析，得到交叉口的通行规律和车流量等信息。
城市道路交叉口公交优先信号协调控制及其仿真研究随着城市化进程的加速和交通流量的增大，城市道路交通拥堵问题日益突出。
特别是在繁忙的交叉口处，车辆争道，车流交错，容易引发安全事故和交通拥堵。
因此，如何优化城市交通系统，提高交通效率，成为关注的焦点之一。
针对这个问题，公交优先控制技术被广泛应用于城市道路交叉口，通过对公交车的信号协调控制，优先绿灯时间分配，可以降低公交车的行驶时间，提高车辆的接驳效率，优化城市道路交通流。
公交优先信号控制系统是通过车辆检测器和信号控制器实现的，控制器通过检测公交车辆的运行状态和位置，对信号灯进行协调控制，扩大公交的途径能力，提高公交车辆的优先通行能力。
同时，为了减小对其他车辆的影响，公交车优先信号控制系统必须保证在可接受的限度内控制公交优先时间，让其他车辆受到的影响最小化。
在道路交通系统仿真领域，仿真模型构建是一项核心工作，建立科学、准确的仿真模型对于研究公交优先信号协调控制的优化方法、探索路口信号灯协调控制策略有着重要意义。
因此，道路交通仿真技术成为了公交优先技术研究中不可或缺的一环。
在进行仿真研究时，需考虑多种因素，如车辆类型、车辆速度、路段拥堵情况等，此外，仿真研究还需充分考虑公交优先信号控制系统的实际运行情况，包括交通信号配时和控制机制。
通过建立仿真模型，我们可以模拟不同信号配时方案下，公交车与其他车辆的交通流量，分析不同信号配时方案的优劣。
特别是在模拟公交优先信号控制系统时，我们可以手动设置公交车的行驶速度、路线和公交车辆数量，以此来对公交优先信号控制系统进行仿真调控。
总结而言，城市道路交叉口公交优先信号协调控制以及仿真技术的研究对于解决城市交通拥堵的问题具有重要的意义。
公交优先信号控制系统可以提高公交车辆的优先通行能力，促进城市公共交通优质服务的提供。
同时，通过科学的仿真模拟研究，我们可以推动公交信号控制技术的不断发展，打造更加高效、安全、绿色的城市公共交通系统。
基于公交优先的交叉口信号控制及仿真研究的开题报告一、选题背景及研究意义随着城市化进程的加快，城市交通拥堵问题越来越严重。
据统计，全球共有442个城市的交通拥堵水平超过了20%。
交通拥堵除了耗费大量的时间和人力资源外，还产生了大量的污染物和二氧化碳排放，对城市的环境和人民的健康带来了威胁。
为了解决这一问题，许多城市采取了公共交通优先的政策，以缓解交通拥堵和减少污染物排放。
公共交通优先的政策包括但不限于，设立公交专用道、公交线路优化、公交车优先信号等。
而在交叉口信号控制方面，公交优先策略是很重要的一种手段。
通过在交叉口信号控制中考虑公交优先策略，能够有效提高公交车的运行速度和运输效率，从而增加公交出行的吸引力，促进公共交通的发展。
因此，开展基于公交优先的交叉口信号控制及仿真研究，对于优化城市交通流，促进公共交通发展具有重要的意义和价值。
二、研究目的和内容本研究的目的是探究基于公交优先的交叉口信号控制策略，以提高公交车在交通流中的运行效率，并通过仿真实验验证这一策略的可行性和有效性。
具体研究内容包括以下几个方面：1.分析公交优先的交叉口信号控制策略及其实现方式；2.建立交叉口信号控制模型，并结合不同的公交优先策略对其进行优化；3.开发仿真软件对模型进行仿真实验，从而验证不同公交优先策略的效果及可行性；4.通过数据分析和案例研究，对不同的公交优先策略进行评价和比较，得出最优策略。
三、研究方法和技术路线本研究采用实验和仿真两种方法相结合的方式进行研究。
仿真实验的部分，将借助交通仿真软件VISSIM来实现，并采用半实物仿真的方法对控制策略的效果进行评估。
具体的技术路线如下：1.文献综述，包括公交优先策略、交叉口信号控制策略、交通仿真软件等相关领域的研究成果和理论；2.建立交叉口信号控制模型，包括模型的建立、参数设定、模型验证等步骤；3.构建不同的公交优先控制策略，如公交专用信号灯、公交延迟绿灯等，对模型进行优化；4.通过VISSIM等交通仿真软件进行实验，以仿真交通流、车道流量、车速等数据，验证不同控制策略的效果；5.根据实验数据进行数据分析，并结合案例研究评价不同的控制策略，得出最优策略。
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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网联环境下考虑非优先车辆延误的公交优先信号控制方法谭百宏;邱志军;张祎;何书贤【期刊名称】《交通信息与安全》【年(卷),期】2022(40)3【摘要】网联环境具有数据采集和交互方面的优势,能更精确地评估交通需求,更科学地实施交通管控措施。
根据公交车与非优先车辆权重及延误分布差异,研究了考虑非优先车辆延误的公交优先单点信号控制方法。
利用交叉口车辆轨迹数据计算轨迹样本到达率参数,根据车辆到达交叉口的分布特征构建各相位的车辆到达率概率函数,并采用极大似然估计预测到达率,基于交通流冲击波模型分别计算出各相位的排队波、驶离波和消散波波速。
公交车数量少权重较高且网联化程度高,利用基于冲击波的时距图推导延误表达式;而非优先车辆数量多单车权重低且网联化程度低,利用基于到达率的定数理论推导延误表达式。
按乘员数对公交车延误值和非优先车辆延误值进行加权,以加权延误最小为目标函数建立了混合整数线性规划模型,解得相位时长整数解,并反馈到信号机系统实现公交优先自适应信号控制。
以武汉市车城北路与东风大道交叉口为对象,采集不同时段交叉口流量数据,利用SUMO软件开展仿真实验,结果表明:相比优化前,低、中、高流量情况下公交车单车平均延误时间分别减少25.63%、25.25%、18.32%;同等条件下平均每周期非优先车辆延误时间分别减少8.80%、4.68%、1.99%;同等条件下平均每周期加权延误时间分别减少20.98%、9.39%、12.70%。
证明所提方法能较好地适配交通需求,且流量较低时效果最好。
【总页数】10页(P86-95)【作者】谭百宏;邱志军;张祎;何书贤【作者单位】武汉理工大学智能交通系统研究中心;武汉理工大学交通与物流工程学院【正文语种】中文【中图分类】U491.4【相关文献】1.网联环境下基于站点时刻表的公交信号优先方法2.考虑非公交车辆延误的多交叉口公交优先研究3.公交优先信号控制交叉口延误分析与控制方法改进4.干线信号协调背景下的网联公交实时优先控制方法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
均衡非公交相位效益的单点公交优先控制策略研究摘要：单个交叉口公交优先信号控制中，为了尽量减少公交优先对非公交车辆延误损失，本文在考虑均衡非公交相位提出了基于绿灯时间补偿的部分公交优先控制策略，设计出优先策略控制逻辑，并建立控制参数模型。
关键词：公交优先；绿灯时间补偿；绿灯延长；绿灯提前启亮abstract: single intersection bus priority signal control, in order to decrease as far as possible to the bus priority bus vehicle delays, considering the phase equilibrium of the bus is proposed based on green time compensation part of the bus priority control strategy, the design gives priority strategy control logic, and establish the control parameter model.keywords: bus priority; green time compensation; the green extend; the green light ahead of rev中图分类号：o23文献标识码：a文章编号：1引言公交优先信号控制策略优先考虑公交车利益进行信号配时，它依据交叉口公交车辆和社会车辆到达车流信息，利用信号配时技术优先分配公交车辆在交叉口的通行权，实现既定的公交优先控制策略。
公交优先控制策略中公交优先通行的代价是压缩非公交相位绿灯时间；优先策略的实施会造成非公交压缩相位延误增加，严重时压缩相位交通会发生拥堵。
目前研究成果对均衡非公交相位效益研究较少。
针对这些不足，本文提出了基于绿灯时间补偿的公交优先单点控制策略。
基于城市道路交叉口公交优先控制的探讨研究摘要：据调查分析表明，城市中产生交通拥堵及延误的主要原因是交叉口的设计或信号配时等不合理。
因此，研究降低公交车辆在信号交叉口的延误显得尤为重要。
本论文希望通过研究信号交叉口公交优先的策略，寻求一种能够体现公交优先策略的信号交叉口控制方案，达到满足公交优先通行的需求。
关键词：交叉口；公交优先；智能交通Abstract: according to the survey analysis, the city traffic congestion and produced in the main reason for the delay is the intersection design or signal timing etc is not reasonable. Therefore, the lower the signal intersection of bus vehicle delay is particularly important. This paper hope that through the research signal intersection bus priority strategy, seek a can reflect the bus priority strategy signal intersection control scheme, to meet the needs of the bus priority traffic.Keywords: intersection; Bus priority; Intelligent transportation一、公交优先系统定义。
公交优先系统由公交车辆信号发射器、车辆检测器、模糊信号控制器及相互之间的通信系统组成。
系统工作时，首先对公交车进行检测和定位，然后将收集到的信息进行处理和决策，得出一种公交优先的决策输出，即确定一种能使公交车优先通过交叉口的信号状态；再将此信号状态以信号灯的形式实时输出，达到公交优先信号控制的目的。
第42卷第24期• 6 • 2 0 16 牟 8 月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol. 42 No. 24Aug. 2016文章编号：1009-6825 (2016) 24-0006-02考虑非公交车辆延误的多交叉口公交优先研究+曹怡陈悦新(河海大学土木与交通学院，江苏南京210098)摘要:基于单交叉口的绝对公交优先控制信号模型，研究了多交叉口的公交优先策略，提出一种考虑乘客总延误的绿灯时间延 长的公交优先控制方案，并通过实例证明，该方案提高了公交运行效率。
关键词:公交优先，绿灯时间，乘客总延误，多交叉口中图分类号:TU984.191 文献标识码:A〇引言社会经济的快速发展导致我国汽车保有量持续增加，给城市 交通系统带来了一系列的影响，其中交通拥堵问题已日趋严重，产生了严重的经济损失[1]。
为了缓解拥堵现状，发展大运量、道 路占用资源少、通行效率高的公共交通成为解决拥堵问题的有效 措施，公共交通优先成为主要的控制手段[2]。
公交优先包括时间优先和空间优先。
空间优先主要包括设 置公交专用道等，但这对于公交车交通量和道路条件具有一定的 要求，并不适用于所有道路。
因此研究未设置公交专用道时的公 交优先信号控制策略具有更广泛的应用性。
主动优先的策略主 要包括绿灯时间延长、红灯提前结束和相位插人。
目前，公交优先控制策略的关注点局限于公交车延误，一些 学者提出的绝对公交优先信号控制在一定程度上利于公交车快 速通过交叉口，但是给社会车辆带来了一定的延误[3]，影响了交 叉口的整体通过能力和服务水平。
社会车与公交车的运力等存 在差异，从车辆角度出发计算的延误显然是不合适的。
目前多集 中于单个交叉口的公交优先信号研究，对于多个交叉口间协调控 制考虑较少。
基于此，模型在以人均延误为目标的基础上考虑多 个交叉口的乘客总延误作为目标函数[4]。
因此选择区域内的多个交叉口作为研究对象，以绿信比和饱 和度作为约束条件，以公交车和社会车的乘客总延误最小为目标 函数，采用绿灯延长的控制策略，并通过实地调查与无公交优先 策略相比较，检验方案的合理性。
1模型建立多交叉口协调控制公交优先控制模型中，要使公交车运行和 社会车运行在各个交叉口的延误之和最小。
但公交车与社会车 在运力、道路资源占用、运行速度上具有较为明显的差异，因此在 计算延误时需要分别计算后再求和。
1.1 确定目标函数交叉口处交通复杂，未设置公交专用进口道时社会车和公交 车混合行驶，具有同样的通行需求。
如果只考虑公交车的优先通 过，会使社会车的运行受到较大的影响，产生较大的延误，不利于 提升交叉口整体的通行能力和服务水平。
因此在构建目标函数 时应综合考虑社会车和公交车的差异，以多个交叉口的乘客总延 误最小作为控制条件，建立目标函数如下：min D =(^D,(G,P) )(1)k e K s.s.t.max产矣0.9(Z e/j.e e X)。
入ij k其中，I),(G，P)为在给定绿灯时间G和信号配时方案P下在交叉口处乘客的总延误分别为在第个交叉口处第i个 周期的第）个相位时的饱和度和绿信比;7为周期总数;•/为相位 总数;X为交叉口总数。
1.2延误计算1)社会车在交叉口处的延误。
基于Webster延误计算公式，第〖个周期的第j个相位的社会 车平均延误计算公式如下所示：C(l-Af)2"~2(1-A X)2^(1-xf)其中,C为周期时长;劣,^分别为在某个交叉口的€周期的相位时社会车的平均延误、到达率、绿信比和饱和度。
基于1.1中目标函数的考虑因素，确定社会车在某个交叉口 的人均延误计算公式为：其中，/为在时间r内6某"^交叉口的所有周期数;_/为一个周 期内所有的相位数;为某个交叉口周期i的相位> 时社会车的 人均占有率。
2)公交车在交叉口处的延误。
基于Webster延误计算公式，第i个周期的第y个相位的公交 车平均延误计算公式如下所示：g；=C(1-A f)+ .(4)2(1-A；x；)2qt(\-x t)其中，$乂，Ai和 < 分别为某个交叉口的第i个周期公交车 的平均延误、到达率、绿信比和饱和度。
公交车在交叉口处的总延误：d,= J,(d：x q：x P：)(5)iel其中，汽为在某个交叉口的第i个周期公交车的人均占有率。
1.3信号相位方案确定当有公交车在信号相位的绿灯时间结束时到达交叉口，若要 保证公交车可以不停车地通过，需要在原有信号相位方案上对绿 灯时间进行一定程度的延长。
以周期长度不变为前提，延长绿灯 时间后各相位的绿灯时间计算公式如下：‘:k(i^I m l.―)j^a(6)C - L- ga其中，a为需要延长绿灯时间的相位;i为在无公交优先信号控制时原信号配时方案中的损失时间;，为无公交优先信号收稿日期:2016-06-13 ★:江苏省普通高校专业学位研究生创新计划项目"基于运行时刻表的公交优先信号控制优化方法研究 作者简介:曹怡（1995-),女,在读本科生；陈悦新（1992-),女，在读硕士第42卷第24期2 0 1 6年8月曹怡等:考虑非公交车辆延误的多交叉口公交优先研究控制时相位> 的绿灯时间;为保证公交优先通行的绿灯延长 时间。
用上述公式计算出各相位的绿灯时间后，在原有相位方案的 基础上得到进行公交优先控制后的绿灯延长相位方案。
2方案检验为了检验绿灯延长后的公交优先相位方案的效果，选择南京市北京西路段上的三个交叉口作为研究区域进行调查（如图1所示）。
令北京西路与西康路的交叉口为交叉口 1,北京西路与玉泉 路、莫干路的交叉口为交叉口 2,北京西路与宁海路的交叉口为交 叉口3。
经过调查后得到各交叉口的相位方案如表1所示。
表1各交叉口相位方案交叉口 1相位1相位2相位3相位4相位5——^ rJrJ I Ui r儿L 1 nr交叉口 2相位1相位2T广I L 11交叉口 3相位1相位2相位3相位4相位51JtJLJ厂^r 1]TU ["S r各交叉口进口道的车道类型如表2所示。
表2各交叉口进口道车道类型车道类型车道数左转直左左直右直行直右右转交叉口 1东进口121西进口121南进口211北进口111交叉口 2东进口111西进口111南进口1北进口1交叉口 3东进口121西进口111南进口121北进口121所选研究区域的晚高峰时期，自东向西的车流组成主流向，因此调查各交叉口东进口道的小时流量如表3所示。
表3东进口道的小时流量车辆类型社会车/v eh • h -1公交车/b u s . h -1左转直行右转左转直行右转交叉口 1252 1 354702888交叉口 236 1 4142485交叉口 3907723691调查时间:2016.6.2,星期四，17:30-18:30根据以上调查资料，结合上文中的绿灯延长时间的计算方 法，计算优化方案的绿灯延长时间，得到优化后的信号配时方案，并与原方案的绿灯时间进行对比(见表4)。
表4原方案与优化方案绿灯时间交叉口相位原相位方案绿灯时间优化方案绿灯时间交叉口 1相位14252相位23530相位32121相位43025相位52424交叉口 2相位13045相位23015交叉口 3相位13650相位23830相位32424相位43226相位52424经检验，优化方案的周期时长与原方案周期时长相同，且优 化方案有效地降低了公交车与社会车在多个交叉口产生的乘客 总延误，提高了公交车的通行效率。
3结语本文在现有公交优先控制策略和延误计算的基础上，考虑公交车连续通过多个交叉口时的信号优先方案设计,并以社会车与 公交车的人均总延误之和作为目标函数，在延误计算中将社会车 与公交车分开计算以更好地考虑到二者之间的差异，基于此得到 的信号优先方案不仅有利于大运量的公交车在交叉口的通行，也 减少了公交优先对于社会车的不利影响。
在实地调查所得资料 的基础上根据提出的模型和计算公式进行现有配时方案的调整， 经过检验，优化方案有效地减少了公交车与社会车在交叉口处产 生的人均总延误，提高了交叉口的整体服务水平。
参考文献：[1] 陆化普•城市交通现代化管理[M ]•北京:人民交通出版社，1998.[2] 马万经，杨晓光.公交优先控制策略研究综述[J ].城市交通,2010,8(6):70.[3] Salter R J ,Shahi J. Prediction of effects of bus-priority schemesby using computer simulation techniques [ J ]. Transportation Research Record, 1979(718) ：l-5.[4] 张卫华.公交优先的信号交叉口配时优化方法[J ].交通运输工程学报,2004,4(3):49-53.Transit priority strategies for multiple intersection considering delays of general vehicles^Cao Yi Chen Yuexin(College of Civil and Transportation Engineering , Hohai University , Nanjing 210098 , China )Abstract ： Based on the absolute public transit priority control signal model of single intersection, this paper researched the public transit priority strategy of multi intersection, proposed a public transit priority control scheme of green time extension considering total passenger delay, and through examples proved, the scheme improved the efficiency of public transit operation.Key words ： public transit priority, green time, total passenger delay,multi intersection。
