基于RFID數據的公交優先信號控制方法研究

譚景元

摘 要：隨著公交優先的理念及政策實施，全國多個省市在道路上設置了公交專用道。為了提高公交專用道通行效率，本文總結了國內外公交優先信號控制研究現狀，通過RFID數據匹配，結合公交優先道設置，提出基于RFID數據的公交優先信號控制方法。以重慶市巴南區渝南大道為例，采用公交優先的控制方法，針對性對沿線各個交叉口進行公交優先信號優化。仿真評價結果表明，該方法有效提升了交叉口總體服務水平，減少了排隊長度。

關鍵詞：RFID;公交優先;信號控制;智能交通

0 引言

公交專用道提升了公交車運行效率，傳統的交叉口信號方案無法滿足當前公交優先的需求。通過結合公交路權優先和時間控制策略，可以合理地提高公共交通的行駛時間，既要不影響社會車輛的通行，還要減少信號損失，有效提高乘客的滿意度以及公交服務水平。

RFID數據具有覆蓋面廣、數據量大、采樣準確、識別精度高、實時性強等特點，通過匹配卡口的車輛信息，可以獲得路段流量、行程時間、車速等重要交通數據。在重慶市，截止2020年，RFID檢測點已經覆蓋主城九區及部分周邊區縣，檢測點數量達到782處;重慶市安裝有RFID電子標簽的車輛達到123萬輛，自2014年起新購車輛都會安裝RFID電子標簽，同時車輛年審都會加裝RFID電子標簽，現如今已實現渝籍車輛全覆蓋，體量龐大[1]，為公交優先信號控制方法研究提供了數據基礎。

1 公交優先信號控制現狀分析

Che[2]提出了一種基于公交優先的城市交通信號協調控制優化算法，實現了最優綜合交通效率。張衛華[4]提出了以人總延誤最小為信號周期時長的優化目標，以相位乘客流量比和相位飽和度確定綠信比的方法，減少了公交車輛在信號交叉口的延誤。關偉[5]模擬不同交通流量和公交車發車間隔的最優控制策略，找到了使公交優先信號控制有效的交通流量和公交車發車間隔的閾值。張衛華[3]對主信號處車輛到達和離開過程進行了分析，設置預信號前后公交車輛與社會車輛延誤變化的計算方法進行了研究。胡興華[6]基于車流運行時間偏移分布，采用公交優先控制下的延誤優化為下層模型，對公交引導車速和信號控制參數進行協同優化。

2 基于RFID數據的公交優先控制方法研究

2.1 公交優先信號控制方式

本文對高峰時段公交優先信號控制方式采用以下3種方式：

（1）綠燈延長。即延長公交相位綠燈時間，公交車里通過交叉口后，控制系統將恢復原有的信號配時。

（2）綠燈提前。即縮短公交車輛等待綠燈信號的紅燈時間，在周期長度不變的情況下，可以在后續執行相位相序方案中對前一相位進行綠燈補償。

（3）跳躍相位。即忽略某一相位的綠燈信號，下一個相位為公交相位，跳過下一個執行相位，直接執行公交車輛通行方向的相位綠燈，從而使公交車輛以綠燈信號順利通過交叉口。

2.2 公交優先信號控制流程

公交優先信號控制技術路線如圖1。

公交優先信號控制參數如下：

（1）：公交通行時間。公交被RFID檢測到的時刻至完全通過停止線所需時間。

（2）：相位剩余綠燈時間。公交被RFID檢測到時，公交相位剩余綠燈時間。

（3）：綠燈可延長時間。一個信號周期內公交相位最大延長時間。

（4）：最大綠燈延長時間閾值剩余值。

（5）：相位已用時長。當前相位（非公交相位）經過的時長。

（6）：相位最短時長。相位被允許壓縮到的最小值時長。

（7）N：相位提前次數。一個信號周期內公交相位被提前的次數。

3 實例分析

選取重慶市巴南區渝南大道為分析對象，該路段上設有公交專用道，在車輛行駛方向的最右側車道。研究路段各交叉口進口道均安裝有RFID檢測設備，且交叉口的類型多以T型路口為主。采用本文所研究的方法，對各交叉口進行公交優先信號優化。如圖，在巴南大道-渝南大道路口，早高峰信號配時方案有3個相位，信號周期為93s。1號、2號相位南進口直行增加公交專用流向，3號相位北進口直行增加公交專用流向。仿真后結果表明：早高峰巴南大道-渝南大道南北進口排隊長度、延誤降低，服務水平有所提高。其中巴南大道北進口直行排隊長度減少10m，南進口左轉延誤減少12s，總體效果良好。

4 結語

公共交通性價比高，發展公共交通是緩解擁堵的有效途徑。本文總結了國內外公交優先信號控制的研究現狀，提出了基于RFID的公交優先控制方法，進行實例驗證，證明了該方法的可行性。隨著當前智能交通技術的發展，基于車路協同進行公交優先控制將成為未來研究重點。

參考文獻：

[1]楊弘，張宜華，郭鵬.基于RFID數據與GPS數據的車輛軌跡識別[C].2017年中國城市交通規劃年會論文集，2017.

[2]Che H，Zhang H，Lin Z，et al.Urban Traffic Signal Coordinated Control Optimization with Bus Priority Based on Quantum Genetic Algorithm[J].Advanced Materials Research，2012，433-440：829-834.

[3]張衛華，陸化普.公交優先的預信號控制交叉口車輛延誤分析[J].中國公路學報，2005（04）：78-82.

[4]張衛華，陸化普，石琴，劉強.公交優先的信號交叉口配時優化方法[J].交通運輸工程學報，2004（03）：49-53.

[5]關偉，申金升，葛芳.公交優先的信號控制策略研究[J].系統工程學報，2001（03）：176-180.

[6]胡興華，朱曉寧，隆冰.車路協同下考慮綠波協調的公交優先控制[J].交通運輸系統工程與信息，2017，17（03）：74-82+119.