城市道路交叉口公交优先方案研究

罗 斌，李锦霞，胡建荣，周小健

台州市城乡规划设计研究院有限公司

0 前 言

目前国内许多城市非常重视公共交通的发展，并深入贯彻《国务院关于城市优先发展公共交通的指导意见》（国发〔2012〕64号）等有关文件的精神，通过加大基础设施建设，提高公交运营水平，加强公交智能化建设等软硬件措施来提升公交服务水平。近年来城市公交确实取得了长足的发展，但并未扭转小汽车高比重出行的发展态势，公交分担率依然处于较低水平。许多城市施划了大量的公交专用道，但因公交路段优先、交叉口不优先，导致公交专用道未发挥实质性作用。此外，相关研究表明，若道路交叉口不能做到公交优先，即使有公交专用道，公交车运营节省的时间也十分有限。如果城市公交优先成网，并采用交叉口优先策略，常规公交在交叉口的停车时间会减少一半，其速度可提高到更高水平。基于此，本文结合交叉口公交出行的特点，综合考虑交叉口空间优先和时间优先策略，研究符合道路交叉口特点的公交优先方案。

1 基本概述

交叉口往往是路网交通运行的瓶颈，实现交叉口公交优先，可以大大降低交叉口处公交车的延误时间，有效提高整个公交网络的运营效率和服务质量，从而吸引更多人选择公交出行，优化城市出行结构。交叉口公交优先，在实施策略方面，总体可以划分为时间优先和空间优先两种策略[1]。

1.1 空间优先策略

空间优先是指在城市道路上设置公交车辆专用路权，即公交专用道。根据公交专用道施划位置的不同，可概括出以下几种方式[2]。

（1）路段、交叉口均施划公交专用道。延续路段公交专用道，在交叉口设置一条公交专用车道，根据车流大小和交织条件，可选择在右转车道外侧设置公交专用道，也可选择在右转车道内侧设置公交专用道。

（2）路段有公交专用道，交叉口无公交专用道，即公交专用道至路口展宽渐变段前停止，交叉口处公交车辆与其他车辆混行通过。该种方式适用于路口拓宽难，机动车交通量大的交叉口。

（3）交叉口有公交专用道，路段无公交专用道。路段通行条件不足，无法设置公交专用道，路口空间充足可设置公交专用道。该种方式适用于路段道路通行能力不足，交叉口展宽渠化空间充足的路口。

1.2 时间优先策略

时间优先即公交信号优先控制，按目前信号控制策略，可将公交优先方案分为三类：被动优先策略、主动优先策略和实时优先策略[3]。被动优先包括车道预信号和公交绿波，适用于公交发车频率高，交通量小，乘客出行需求稳定的线路。主动优先包括绿灯延长、绿灯提前、相位插入、相位倒转和专用相位多种方式。实时优先控制机理最为复杂，对技术要求较高，系统所需软硬件设施设备也很苛刻，目前大多局限于理论研究。

2 交叉口公交优先方案研究

结合交叉口的道路交通条件、交叉口交通流量、公交线路走向等多方面的因素，综合考虑时间优先和空间优先的应用情况，研究确定交叉口公交优先方案如下。

（1）方式一：时间优先（交叉口无公交专用道+公交信号优先）

该类交叉口的信号控制方案只采用“公交信号优先”的方式，通过在路段上布设路侧基站检测公交车到达情况，并在路口设置车辆检测器检测车辆排队情况[4]。当路侧基站检测到公交车即将到达的信号，并传送给主机，结合该方向路口车辆的排队长度，适当提前或延迟该方向相位。该种方式适用于公交智能化建设较为完备的城市，且机动车流量大，小汽车与公交车冲突较多，无展宽条件的交叉口。

（2）方式二：时间优先+空间优先（交叉口有公交专用道+公交信号优先）

该类交叉口的信号控制方案主要采用“信号优先+路权控制”的方式。除了通过在路段上布设路侧基站检测公交车到达情况，还需根据公交车运行速度的快慢、载客量的多少、在优先道路上的运行距离长短等标准，并结合路口各个方向的车辆排队情况确定权重[5]。若权重高于某一设定值，则优先放行公交车辆。适用于公交智能化建设较为完备，应用较为普遍的城市，且机动车流量大，有一定展宽条件的交叉口。

（3）方式三：空间优先（交叉口有公交专用道+无公交信号优先）

该类交叉口的信号控制方案主要采用“路权控制”的方式。利用路口公交专用道保障公交的行驶速度，通过调整公交车经过交叉口的信号配时方案及公交系统的发车时间，在保证交叉口社会车辆正常行驶的同时，让公交车辆能充分利用交叉口的绿灯信号，以提高公交系统的运行效率。适用于客流量相对较小，公交线路走向比较单一的交叉口。

3 案例分析——以台州市S82省道—沚京街交叉口为例

3.1 交叉口公交优先方案的确定

（1）交叉口车道分布和流量情况

S82省道为城市主干路，沚京街为城市次干路。根据现状调查，该交叉口东向为4进3出，西向为4进4出，北向为1进1出，南向为2进1出，见图1。该交叉口信号周期为135 s，采用三相位控制，第一相位为东西向直行65 s，第二相位为东西左转25 s，第三相位为南北向36 s，同时各相位转换各有3 s的黄闪，见图2。从交叉口车道数和信号配时分布来看，该通道以东西向S82省道通行为主。

图1 S82省道—沚京街交叉口现状

图2 现状S82省道—沚京街交叉口信号配时方案

结合晚高峰（17:00—18:00）交通流量调查，沚京街—S82省道交叉口以东西向直行车流为主，转向交通流较小，而沚京街总体交通流量相对较小。交叉口流量分布具体见图3所示。

图3 S82省道—沚京街交叉口交通流量分布示意图（单位：pcu/h）

该交叉口东进口直行车流为2 250 pcu/h，西进口直行车流为1 500 pcu/h，高峰时段，车辆排队较长，车流溢出交叉口，直行车流甚至会存在2～3次等待周期的情况。相应地，该交叉口转向交通流较小，尤其东向北、西向南右转车流数量较小，分别为53 pcu/h和165 pcu/h，远未达到一个右转车道的实际通行能力，在不拓宽车道数的情况下，可以考虑将右转车道作为交叉口公交专用道，该车道仅允许右转车辆和直行的公交车辆通行。

（2）交叉口公交线路分布

现状S82省道—沚京街交叉口东西出口均为港湾式公交站台，南出口为路抛式公交站台，东—西走向的公交线路有16条，西—南走向公交线路2条，公交线路分布见图4所示。从交叉口公交线路分布来看，该交叉口公交线路走向以东西向为主，总体较为单一，因此该交叉口公交优先主要考虑S82省道。

图4 S82省道—沚京街交叉口公交线路分布图

结合现状交通运行情况，考虑到现状公交线路多以东西走向为主，高峰时段交叉口东西向右转车流相对较小，在台州市信号优先尚未全面普及的情况下，该交叉口适宜采用空间优先方案，即在交叉口设置公交专用道，不设置公交信号优先。另外，考虑到交叉口东西向右转车流较小，建议将公交专用道设置于右转专用道上，该车道仅允许右转车辆和直行的公交车辆通行。

3.2 交叉口延误对比分析

（1）公交优先前交叉口延误分析

根据对S82省道—沚京街交叉口车道分布、公交车运行情况、交通流量调查分析，将数据导入Vissim仿真软件。为做到数据客观有效，本次研究对该交叉口现状运行情况进行了5次仿真实验，运行结果见表1。

表1 现状晚高峰小时S82省道交通运行状态仿真结果一览表

根据上述仿真结果，做出以下分析：

①公交车停车次数平均为35次，车辆平均延误为22.2 s。

②该交叉口社会车辆平均排队长度为54.3 m，最大排队长度平均为139.1 m，停车次数平均为1 683次，车辆平均延误为43.2 s。公交车辆受其他车辆的影响，延误较严重。

（2）公交优先后交叉口延误分析

结合交叉口优化方案，将现状数据导入Vissim仿真软件，为做到数据客观有效，对该交叉口交通优化及信号优化后的运行情况进行了5次仿真实验，运行结果见表2所示。

表2 优化后晚高峰小时S82省道交通运行状态仿真结果一览表

根据上述优化后仿真结果对该交叉口运行情况做出以下分析：

①公交车最大排队长度平均为21.3 m，约2辆公交车排队；停车次数平均为17.4次，车辆平均延误为14.8 s。

②该交叉口社会车辆平均排队长度为63.8 m，最大排队长度平均为163.6 m，停车次数平均为1 980次，车辆平均延误为50.9 s。

（3）公交优先实施前后平均延误对比分析

根据仿真结果，该交叉口施划公交专用道后，公交车辆停车次数减少50%，延误降低了33%，同时由于供社会车辆行驶车道的减少，社会车辆的停车次数增加了17.6%，平均延误增加了17.8%。显然，该交叉口施划公交专用道后，很大程度上降低了公交车的停车次数和延误，但会相应地增加社会车辆的停车次数及延误，具体见表3所示。

表3 现状及优化仿真结果对比分析表

4 结 语

本文针对交叉口公交优先方式进行深入分析，并充分考虑各个交叉口影响因素，以及城市公交智能化发展水平等，研究了交叉口公交优先的几种方案，分别为时间优先、时间优先+空间优先、空间优先，并以台州市S82省道—沚京街交叉口为例，结合该交叉口条件和公交走向特征等，选取了空间优先作为该交叉口公交优先的实施方案。通过交通仿真论证，在实施交叉口公交优先后，该交叉口公交车辆停车次数减少了50%，公交车辆延误降低了33%，取得了较为显著的效果。