城市公共交通优先的信号控制策略

城市公共交通优先的信号控制策略研究如何在道路交叉口信号控制中体现公交优先的技术,本文详细阐述了实施公共交通信号优先的硬件系统和具体的实现策略。为了有效地在路口信号控制系统中体现公交优先策略,在控制过程中要采用实时算法,将公交优先作为信号控制的一个函数,论文给出了交叉口公共交通优先策略的实时最小绿灯持续时间估计。作者在交通控制的模拟中采用了该控制策略,结果表明:公共交通优先信号控制系统的设计和实施能够提高公共交通的行驶速度和公交运行的可靠性。     

交叉口单点公共汽车交通优先控制方法研究

开发ITS背景下的公共汽车交通优先控制方法是从根本上改善公交车辆运行情况的需要。满足车辆固有的行驶时刻表是实施公交优先通行申请的重要依据,在本文控制策略中运用绿灯时间延长和相位提前激活两种方法,在兼顾其它车辆运行情况的前提下,给予晚点公交车优先的通行信号。论文最后以厦门市湖滨南路实际交通流量为依托,运用交通仿真方法验证了优先控制策略的实际效果。     

平面交叉口相交BRT线路的优先协调控制方法研究

基于公交感应控制的思想,提出了基于公交优先战略的信号配时优化方法。分析了BRT优先信号控制策略,界定了BRT优先控制的研究环境,提出了优先控制原则——引起延误最小优先考虑原则,提出优先控制原理,分析各控制参数,确定了各模块中的关键参数计算过程。实例分析表明,该控制方法对相交BRT车辆在平面交叉口的协调控制具有可行性。     

考虑可变速度调节的单点交叉口公交信号优先控制方法

基于公交运行车速动态可变的运行环境,以公交运行状态最优为目标,提出了“最大可能优先通行”和“最优速度节能减排”2个控制原则;考虑公交车辆位置、车辆是否晚点、车辆速度、速度变化幅度、车辆到达时刻、信号控制参数变化范围等约束条件,针对需要优先通过和不需要优先通过2种情形,设计了信号控制方案和最佳速度调整规则簇,建立了运行速度与优先控制方案的协调优化方法.基于VISSIM仿真软件及其二次开发COM接口,设计了车路协同下信号优先控制的仿真平台,并对1个四相位信号控制交叉口进行了仿真分析.结果表明:与无优先和传统的感应优先相比,所提出的方法在降低公交车延误,恢复时刻表偏离,减少能源消耗,降低污染物排放和减小对于其他社会车辆影响上有显著的提高;参数敏感性分析进一步证明了不同交通量情况下该模型的适应性.     

考虑倒计时的交叉口公交优先检测器布设位置研究

交叉口公交主动优先策略主要依靠检测器对公交车辆运行情况进行分析,通过适当调整交叉口信号控制方案,从而实现公交车辆的优先通行。研究了考虑倒计时情况下的公交相位绿灯延长、绿灯提前2种公交优先感应控制策略的优化机理;针对设置有交通信号倒计时装置的交叉口,分析了倒计时信号对优先策略实施效益的影响,并依据优先判断区间的分析,提出了检测器布设的最佳位置。随后应用Vissim仿真软件以及VisVAP编程语言以上海市北京西路—威海路交叉口为例建立仿真分析模型,分析检测器布设于不同位置时公交车辆的延误情况,分析结果表明按所提出的计算方法布设检测器后,得到的优先效果最佳。     

单交叉口自适应公交优先控制

为了在交叉口自适应控制中实施公交优先措施,结合基于规则与基于优化的自适应控制设计了一种自适应公交优先控制方法,该方法基于规则选择优先车辆及优先策略,基于优化确定信号参数。在规则中增加了效用判断准则以产生公交优先系统效益,引入优先措施选择规则以减少对社会车辆的负面影响;考虑相位相序与信号配时相互影响、相互作用的关系,构建了双层规划模型,用来同时优化相位相序和配时参数;最后对自适应优先控制、加权自适应控制和固定相位方案的优先控制进行了应用分析。结果表明:自适应优先控制产生的人均延误最小。     

基于逻辑规则的单点公交优先控制策略

为了增加公交优先控制策略的多样性,面向无公交专用进口道的单个信号控制交叉口,在改进的双环相位结构下,设计了一种基于逻辑规则的单点公交优先控制策略,该逻辑规则包括优先请求产生规则、绿灯时间调整规则和半环间相位切换决策规则,优先请求产生规则可以生成延长归属相位绿灯时间或缩短归属相位红灯时间的优先请求,绿灯时间调整规则和半环间相位切换决策规则用以响应优先请求、延长或切断机动车相位的绿灯时间。利用Vissim建立仿真模型,对基于逻辑规则的单点公交优先控制策略和一种单点感应控制策略进行了测试。方差分析结果显示：与后者相比,前者能够显著降低优先公交车辆的平均等待时间;同时,二者产生的交叉口车均延误未见显著差异。     

基于时空优化的单点交叉口公交被动优先控制方法

为了最大可能地降低对公交车辆提供信号优先时对社会车辆运行产生的不利影响,研究了信号控制交叉口1个进口道的通行空间分配(车道功能划分)与通行时间分配(绿信比分配)的相互制约和转化关系,在此基础上提出了考虑时空资源组合优化的被动优先模型。算例分析结果表明:该模型能够在对社会车流影响较小的情况下,显著降低公交车辆车均延误;同时,为降低公交优先对社会车流总体运行状态的影响,在确定公交优先的权重时,需要考虑不同相位的机动车流量间及其与公交车流量的对比关系。     

考虑上下游交叉口延误的干线公交优先模型

为克服干线绿波协调控制中上游交叉口公交优先控制策略对绿波协调方案和下游交叉口造成的影响,在单点公交优先控制策略的基础上提出了一种综合考虑上下游交叉口延误的干线公交优先模型。该模型以红灯早断、绿灯延长为基本策略,将相邻上下游交叉口车辆综合加权延误作为优化目标,保证上游交叉口公交优先通行的同时,尽量减少对干线绿波协调控制和下游交叉口的影响,并以干线协调控制下的上下游交叉口为例,利用Vissim进行仿真验证。结果表明:该模型与单点公交优先相比虽然上游交叉口车均延误增加2.6%,但下游交叉口车均延误降低10%,上下游交叉口综合车均延误降低3.7%,一定程度上缓解了公交优先控制策略与绿波协调控制策略互相冲突的问题。     

借用公交专用道左转的主预信号控制方案优化

设置有路中式公交专用道的交叉口进口道存在因公交与其他车辆两股平行车流在路口同时左转、直行和右转而形成的多路交织现象,传统信号控制方案已无法消除这类交叉口相位放行造成的交织冲突问题。为解决该问题,设计了一种借用公交专用道左转的新型交叉口,规定了各流向车辆的运行规则,同时设计了主信号与预信号相位方案及相互协调配时关系。具体来说,根据公交直行车辆和其他左转、直行车辆的到达-驶离图式,分别建立各流向不同情况下车辆的延误与停车次数计算方法,以交叉口车均延误与车均停车次数加权的当量费用最小为目标,建立交叉口信号配时优化模型。为验证该优化控制策略的有效性,结合算例对传统控制方案和优化控制方案进行比较,并分析等待区长度对车辆排队演化过程的影响,确定优化方案适用场景。结果表明：相对于传统方案,优化方案增加了交叉口的通行能力,使得车均当量费用下降比例达到了32.3%;参数灵敏度分析显示,主信号等待区长度宜设置为80 m。所提出的控制策略通过借用公交专用道左转,提高了交叉口的利用效率,最大限度地降低了对公交优先策略实施的影响,能够完全消除设置有路中式公交专用道交叉口相位放行中的交通交织冲突现象,以保证交叉口行车安全。     

From Offline to Adaptive Online Energy Management Strategy of Hybrid Vehicle Using Pontryagin’s Minimum Principle

This paper details the development of an energy management strategy (EMS) for real-time control of a multi hybrid plug-in electric bus. The energy management problem has been formulated as an optimal control problem in order to minimize the fuel consumption of the bus drivetrain for a typical day of operation. Considering the physical characteristics of the studied hybrid electric bus and its well-known daily tour, the Pontryagin’s minimum principle (PMP) is firstly used as the mean to obtain offline optimal EMS. Afterward, in order to adapt the proposed strategy for real-time implementation, the proposed control parameters are adapted online using feedback from the battery state of energy (SOE) which allows us to accurately control the battery SOE in the presence of wide range of uncertainties. The work proposed in this paper is conducted on a dedicated high-fidelity dynamical model of the hybrid bus, that was developed on MATLAB/TruckMaker software. The performance evaluation of the proposed strategy is carried out using a normalized driving cycles to represent different driving scenarios. Obtained results show that among the investigated methods, it is reasonable to conclude that the proposed adaptive online strategy based on PMP is the most suitable to design the targeted EMS.     

A real-time signal control strategy for mitigating the impact of bus stops at urban signalized intersections

Buses stopping at transit stops reduce the capacity of signalized intersections, which can lead to excessive delays for all users. In order to avoid such phenomena, signal control strategies can be utilized. This article presents a real-time signal control strategy to mitigate the impact of bus stop operations on traffic operations along an undersaturated approach. The objective of the proposed strategy is to ensure that any residual queues due to a bus stopping are fully dissipated as soon as possible by increasing the green time for the bus stop approach as soon as the bus departs. In addition, this strategy ensures that the cross-street approaches do not become oversaturated. Kinematic wave theory is utilized to track the formation and dissipation of queues and determine the green extension (or red truncation) for the subject approach. The benefits achieved from the proposed strategy are illustrated through simulation tests at a single intersection for a variety of bus stop and bus operation characteristics. Average delay and average queue length for the bus stop and cross-street approaches, as well as for the whole intersection, are used to assess the performance of the strategy. The tests performed indicate that the signal control strategy can achieve substantial reductions in delay for the bus stop approaches and the intersection as a whole without adversely affecting the cross street operations, when the demand at those cross streets is low.     

考虑信号优先的相邻公交停靠站最佳布置方法

首先建立了在离线信号配时方案下,单个车辆通过信号控制交叉口群的信号延误计算模型;进而以车均延误最小为目标,建立了停靠站最佳布置的选择模型。通过对优化模型解的分析表明,不同的信号协调配时方案对应不同的停靠站最佳布置方案,单点最优解的叠加并非是全局最优解。以两个交叉口和两个停靠站的实际案例进行计算分析,得出在信号优先协调控制方案下的停靠站最佳布置方案,最佳布置方案的下车辆延误明显低于其他方案。最后通过微观仿真软件VISSIM验证了模型的计算结果。     

新冠肺炎疫情下城市公共交通非常规防疫策略——以宁波市为例

在国家重大突发疫情面前，城市公共交通具有保障出行与阻断疫情的双重责任。面对新型冠状病毒感染的肺炎（简称新冠肺炎，COVID-19）疫情，城市公共交通既要保证有效运输，又要降低疫情扩散的风险。地铁和常规公交是城市公共交通系统不可缺少的一部分，在城市公共交通中占据重要地位。针对宁波市城市公共交通系统中存在的防疫问题，提出了基于问题驱动的城市公共交通非常规防疫策略。研究结果表明：新冠肺炎疫情形势下，城市公共交通系统防疫需要启动应急响应机制，遵循分区分类防控的基本原则，在保障人们刚性出行需求的同时，必须阻断疫情传播，减少通过公共交通运输造成的交叉感染，实现疫情可防可控。除体温检测、佩戴口罩与洗手消毒等防疫措施之外，还应结合地方实际和风险评估等级采取非常规的组合防疫策略，即：①面向城市常规公交，建议采取网格化运营策略、需求响应式运营策略以及应急公交接驳策略；②面向城市轨道交通，建议采取3级组合防疫策略，即暂停运营策略、车厢隔离防疫策略以及需求响应式防疫策略。以上常规公交与轨道交通的多种组合防疫策略需根据疫情的发展情况动态调整，及时启动相应级别的公共交通应急预案，被动防御与主动防控相结合，积极发挥城市公共交通在疫情时期的交通骨干作用和应急保障作用。     

基于双线公交专用道的公共交通效益研究

公交专用道是公交优先的重要环节。在我国,单线公交专用道并不能从实质上解决公交优先的问题。为能更好地发挥公交专用道作用,提出了在大城市或特大型城市设置双线公交专用道,以及双线公交专用道的设置条件,并对双线公交专用道和单线公交专用道的效益进行对比,运用模型计算后得出了优选方案。     

基于Vissim仿真的公交行程时间可靠性研究

从公交行程时间可靠性入手,深入分析了公交行程时间可靠性的定义、计算方法及评价指标体系;通过对公交车辆行程时间可靠性特征分析,建立了考虑公交专用道情况下的车辆行程时间可靠性概念模型,并运用仿真软件Vissim对不同影响参数下公交专用道条件下的车辆行程时间概念模型进行了验证,对仿真结果进行了对比分析,其结果可以对公交优先设计工作提供参考.      

常州市BRT一号线规划的新理念和新方法

为推进公交优先发展战略的实施,优化交通结构,提高公交对市民出行的吸引力,近年来,国内许多大中城市相继开展了快速公交线路的规划设计和建设运营。该文就常州市在实施快速公交一号线过程中,在规划设计方面采用的新理念和新方法进行分析探讨,希望能为今后类似的工作提供可借鉴的经验。     

基于Vissim仿真的快速公交系统实施方案评价体系研究

在提倡公交优先的大背景下,快速公交系统（BRT）的建设已成为诸多城市有效解决交通问题的首要选择,合理有效地快速公交系统的实施方案亦是其中的关键。针对快速公交系统的实施方案提出了基于微观交通仿真软件Vissim的快速公交系统评价体系,从系统的线路指标、车站指标和专用道指标3个方面阐述了评价体系中关键指标的计算方式和意义。通过某城市的BRT实例仿真分析表明该评价体系具有良好的实用性。     

公交优先仿真系统概念设计

首先综述了公交优先仿真技术的发展状况。然后,基于对实际公交优先管理系统的解析,将公交优先仿真模型划分为交通管理系统背景模型、公交优先设施模型、公交线网模型、公交车特性行为模型、信息采集模型、通信系统模型、公交优先策略模型、公交优先信号模型等。由此进一步给出了仿真系统概念设计方案。该方案将仿真系统分解为路网交通状态模拟、信息采集、通信、公交调度中心、信号控制中心及本地控制机等模块,并定义了各模块的主要功能和相互间的信息交换内容。