基于RFID数据的公交优先信号控制方法研究

谭景元

摘 要：随着公交优先的理念及政策实施，全国多个省市在道路上设置了公交专用道。为了提高公交专用道通行效率，本文总结了国内外公交优先信号控制研究现状，通过RFID数据匹配，结合公交优先道设置，提出基于RFID数据的公交优先信号控制方法。以重庆市巴南区渝南大道为例，采用公交优先的控制方法，针对性对沿线各个交叉口进行公交优先信号优化。仿真评价结果表明，该方法有效提升了交叉口总体服务水平，减少了排队长度。

关键词：RFID;公交优先;信号控制;智能交通

0 引言

公交专用道提升了公交车运行效率，传统的交叉口信号方案无法满足当前公交优先的需求。通过结合公交路权优先和时间控制策略，可以合理地提高公共交通的行驶时间，既要不影响社会车辆的通行，还要减少信号损失，有效提高乘客的满意度以及公交服务水平。

RFID数据具有覆盖面广、数据量大、采样准确、识别精度高、实时性强等特点，通过匹配卡口的车辆信息，可以获得路段流量、行程时间、车速等重要交通数据。在重庆市，截止2020年，RFID检测点已经覆盖主城九区及部分周边区县，检测点数量达到782处;重庆市安装有RFID电子标签的车辆达到123万辆，自2014年起新购车辆都会安装RFID电子标签，同时车辆年审都会加装RFID电子标签，现如今已实现渝籍车辆全覆盖，体量庞大[1]，为公交优先信号控制方法研究提供了数据基础。

1 公交优先信号控制现状分析

Che[2]提出了一种基于公交优先的城市交通信号协调控制优化算法，实现了最优综合交通效率。张卫华[4]提出了以人总延误最小为信号周期时长的优化目标，以相位乘客流量比和相位饱和度确定绿信比的方法，减少了公交车辆在信号交叉口的延误。关伟[5]模拟不同交通流量和公交车发车间隔的最优控制策略，找到了使公交优先信号控制有效的交通流量和公交车发车间隔的阈值。张卫华[3]对主信号处车辆到达和离开过程进行了分析，设置预信号前后公交车辆与社会车辆延误变化的计算方法进行了研究。胡兴华[6]基于车流运行时间偏移分布，采用公交优先控制下的延误优化为下层模型，对公交引导车速和信号控制参数进行协同优化。

2 基于RFID数据的公交优先控制方法研究

2.1 公交优先信号控制方式

本文对高峰时段公交优先信号控制方式采用以下3种方式：

（1）绿灯延长。即延长公交相位绿灯时间，公交车里通过交叉口后，控制系统将恢复原有的信号配时。

（2）绿灯提前。即缩短公交车辆等待绿灯信号的红灯时间，在周期长度不变的情况下，可以在后续执行相位相序方案中对前一相位进行绿灯补偿。

（3）跳跃相位。即忽略某一相位的绿灯信号，下一个相位为公交相位，跳过下一个执行相位，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。

2.2 公交优先信号控制流程

公交优先信号控制技术路线如图1。

公交优先信号控制参数如下：

（1）：公交通行时间。公交被RFID检测到的时刻至完全通过停止线所需时间。

（2）：相位剩余綠灯时间。公交被RFID检测到时，公交相位剩余绿灯时间。

（3）：绿灯可延长时间。一个信号周期内公交相位最大延长时间。

（4）：最大绿灯延长时间阈值剩余值。

（5）：相位已用时长。当前相位（非公交相位）经过的时长。

（6）：相位最短时长。相位被允许压缩到的最小值时长。

（7）N：相位提前次数。一个信号周期内公交相位被提前的次数。

3 实例分析

选取重庆市巴南区渝南大道为分析对象，该路段上设有公交专用道，在车辆行驶方向的最右侧车道。研究路段各交叉口进口道均安装有RFID检测设备，且交叉口的类型多以T型路口为主。采用本文所研究的方法，对各交叉口进行公交优先信号优化。如图，在巴南大道-渝南大道路口，早高峰信号配时方案有3个相位，信号周期为93s。1号、2号相位南进口直行增加公交专用流向，3号相位北进口直行增加公交专用流向。仿真后结果表明：早高峰巴南大道-渝南大道南北进口排队长度、延误降低，服务水平有所提高。其中巴南大道北进口直行排队长度减少10m，南进口左转延误减少12s，总体效果良好。

4 结语

公共交通性价比高，发展公共交通是缓解拥堵的有效途径。本文总结了国内外公交优先信号控制的研究现状，提出了基于RFID的公交优先控制方法，进行实例验证，证明了该方法的可行性。随着当前智能交通技术的发展，基于车路协同进行公交优先控制将成为未来研究重点。

参考文献：

[1]杨弘，张宜华，郭鹏.基于RFID数据与GPS数据的车辆轨迹识别[C].2017年中国城市交通规划年会论文集，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]张卫华，陆化普.公交优先的预信号控制交叉口车辆延误分析[J].中国公路学报，2005（04）：78-82.

[4]张卫华，陆化普，石琴，刘强.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（03）：49-53.

[5]关伟，申金升，葛芳.公交优先的信号控制策略研究[J].系统工程学报，2001（03）：176-180.

[6]胡兴华，朱晓宁，隆冰.车路协同下考虑绿波协调的公交优先控制[J].交通运输系统工程与信息，2017，17（03）：74-82+119.