基于公交优先的单点交叉口信号配时研究文献综述

 2022-03-18 21:42:07

关于公交优先的研究,国内与国外的进度和方向有着一些区别。

  1. 国外研究概况:

国外部分学者对公交优先进行研究时,时常从公共汽车走廊的角度、对交通进行仿真模型的手段展开,其中关于在城市Zagreb试行公共交通优先的研究,就确定走廊有特定交通情况,去选择性地使用PTP技术。而学者Miriam Rocha及其同伴针对不同公共汽车走廊的相似之处,以相关变量分为各个不同种类的走廊,建立专题组,希望以此来帮助研究人员和专家制定改善交通战略。前几个例子中,其研究者在研究过程中就时常会利用仿真模型来进行评价,而学者Kinjal Bhattacharyya及其同事的研究,就更多的利用模型,来对识别队列跳转车道(QJL)的影响因素展开了研究。就此看国外学者研究方向倾向于对交通技术手段运用,对公共交通优先的研究着重于运用交通技术优化实现公共交通优先的方案,讨论如何巧妙结合不同的方案运用技术。从这些可以看出国外的主要方向已经偏向于研究智能交通系统领域对公交优先可以做些什么。

  1. 国内研究概况:

而国内学者在有关公交优先的研究中更倾向于以交通信号控制为方向,优化信号控制的配时和策略,让公共交通在交叉口获得一定的优先,提高公共交通的运行效率。单点交叉口的交通优先信号控制具有易于操作简单明了的优点,因此在各个地方都被投入到广泛的应用当中。例如:张鹏、张鹏翔等学者就对基于公交优先的单个交叉口信号配时进行了研究,其中提到他们认为传统的信号配时没有给予公交车辆在通行上的一定特权,由于公共交通的载客量要比其他社会机动车辆要多,当公交车辆在交通流中所占比例高时,这对公交车辆上的乘客来说是不公平的,因此它们提出一种新的信号配时方法,通过计算最优的信号周期和绿信比达到减少交叉口处公交车辆延误的目的。特别的是,在文中张鹏及其同事提出公交优先是“以人为本”的一种体现,“以人为本”可以说是国内外公交发展的一大主题,公交给人提供的是一种便捷低廉的交通方式,其服务对象是数量众多的乘客群体,且单个车辆就会搭乘比其他机动车辆要多得多的乘客群体,“以人为本”的理念自然成为公交发展过程中相当重要的原则。而公交优先策略正是这一理念的体现,为乘坐单个公交车辆的众多乘客提供优先行驶的便利,给予公交乘客更公平的通行。

而学者王西等人提到——“公交优先是缓解城市交通拥堵的主要策略之一”,为寻求改善交通拥堵的情况,他对信号配时方案展开了研究,他以长春市的某一交叉口为案例进行分析,以公交优先作为基础改善交叉口信号配时方案,并用仿真模型进行评价,仿真结果证明基于公交优先的信号配时方案会给交叉口的拥堵带来一定程度的改善。众多学者的研究都表示合适的公交优先策略可以使交通拥堵得到缓解,公交优先策略的采用也会进一步促进公共交通结构的优化改善,两者在交通规划上需要相互协调——王西在其文中提到,公交优先信号配时给公交车辆在交叉口提供了更良好的通行体验,而公交优先信号配时方案允许位处交叉口的公交车站减少停靠的公交车辆数目,以提高行车安全性和稳定性。这就反应了交叉口的公交优先信号控制方案也会对公交系统的规划,以及公交线路上的具体规划产生影响,两者需要互相配合,彼此为相互适应进行改善优化,以达到最优解。学者张韦华、梁程等人就曾提到城市公共交通优先发展的循环反馈保障体系是以公交优先政策、公共交通系统规划和公共交通运营管理,这三个重要环节为主线的。这就和学者王西的研究内容在内容上有了呼应。

以上提到国内关于交叉口交通的公交优先策略的研究较是以信号控制为方向的,这些信号控制配时的方案,大多是基于不同交通指标进行的优化设计,有些案例以单项指标为评价标准,忽略或者只将其他因素作为小参考,单项指标评价常用的指标分别包括乘客延误、饱和度、效率指数、交通事故率、交通冲突点数、交通振动以及车辆尾气排放hellip;hellip;等等。最近几年国内很多学者针对单个交叉口基于公交优先的信号控制的研究,是以降低乘客延误为方向展开的,例如:郭瑞君、张岩等学者提出的基于乘客延误最小的单个交叉口公共交通优先的信号控制方案,其中将定时控制和感性控制相结合,首先将单个交叉口的公交优先的定时信号控制优化,在根据乘客延误、相位乘客流量比及饱和度对周期时长和绿信比进行优化设计,以定时方式为基础,利用非优先方向的相位的过剩绿灯时间来进行改善,确定公交优先策略中的延长绿灯时间和红灯早断策略的控制逻辑和参数。而学者崔笑川、寇 磊等人也曾展开基于人均延误的公交优先信号配时研究,该研究考虑了交叉口存在公交专用道的情况,以平均延误为公平指标建立模型。以上的例子使公交优先基于乘客延误指标的优化设计,从中可以看出,对于单个交叉口来说,延误是较为重要的一项评价指标,乘客延误指标代表着该交叉口对乘客的服务质量服务水平,客运在城市道路交通中所占比重十分重要,城市承载着居民的日常生活,因此城市道路需要贯彻“以人为本”的规划原则,尽量为人的出行提供方便。另外以单项指标为基础设计的公交优先策略也不止以延误作为标准,胡兴华及其团队就以绿时损失均衡作为考虑指标对交叉口进行公交优先的配时优化,他们基于延长绿灯时间、缩短红灯时间和插入优先相位策略,提出3种绿时损失均衡的方法,并分别探讨各个方法的特点。

但基于单项指标的公交优先策略也有它自己的局限性,由于指标单一,摒弃了其他的干扰项,没有考虑到更多地因素影响,因此当研究结果放到现实案例中,常常会和设想中的有一定差距。学者赵星和其团队就针对此展开了交通信号控制综合评价的研究,她提出基于已有的研究结果,考虑多方面因素对交叉口信号控制策略进行综合评价,在她的研究中,分别列举了三个方案,分别用综合因素对比,得到的结果是考虑综合因素时,若只考虑人均延误,将会有一些隐藏的缺点被忽略,导致最后的方案出现一些未预料的问题。而其余学者,如王宝杰、李伟,其以行人安全过街需求、社会车辆最低通行需求为约束条件,建立了非优先相位最小绿灯模型;窦慧丽和其团队,她建立的模型,以交叉口各方向的交通需求、车道饱和率、公交车和小汽车荷载数等为输入参数,以交叉口公交专用道、普通车道功能设置、信号周期、相位时长等为优化变量,以期做到综合考虑私家车和公交车在各方面的差异因素。

  1. 综合以上文献得到结论:

从此得出虽然基于公交优先的信号控制配时方案研究以单项指标为标准开展是一种易于操作,逻辑简单清晰的设计方式,但并不适合每一种情况,有些时候需要采用综合评价来考虑各项因素去适应现实情况。因此公交优先的策略要结合实际来看,当交叉口交通流的影响因素较为复杂时,便不能单纯的以基于单项指标的公交优先策略为设计方案,要考虑其他的影响因素来进行调整。

参考文献:

[1]赵星.城市道路交叉口信号控制策略综合评价[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2020.5

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