CN102568224A - 用于快速公交的交叉口预感应信号优先控制方法 - Google Patents

Abstract

用于快速公交的交叉口预感应信号优先控制方法，应用于快速公交BRT系统，在交叉口设定位置设置多个检测器，提前预测公交车的到达时间，按比例调整交叉口相应信号相位长度，控制交叉口的信号灯。本发明在快速公交模式的前提下，通过在交叉口之前设置多个检测器，提前预测公交车的到达时间，并根据实际通行优先需求按比例调整相应信号相位长度，在保证社会车辆和过街行人安全通过的同时，让公交车辆能充分利用交叉口的绿灯信号优先通行，提高了公交运行效率。

Description

用于快速公交的交叉口预感应信号优先控制方法

技术领域

本发明属于公交信号控制技术领域，用于快速公交BRT系统，为一种用于快速公交的交叉口预感应信号优先控制方法。

背景技术

城市公共交通作为现代城市交通系统的有机组成部分，在城市交通系统中占有举足轻重的地位。随着社会经济的飞速发展，人们对于交通出行的需求也在不断增加，机动化出行趋势日渐突出，由此带来的城市交通拥堵等交通问题已成为制约城市可持续发展的主要瓶颈，并在经济、安全和环境等方面的造成了重大损失。优先发展城市公共交通系统已经成为缓解包括城市交通拥堵、交通污染以及人民出行困难在内的交通问题的重要手段。然而现阶段我国的城市公共交通服务水平仍较为低下，绝大部分城市公交出行率仍低于20％，城市公共交通在与社会机动化交通的竞争中处于劣势。为此，加大公共交通运行的优先力度，提高公共交通的服务水平是增加公共交通吸引力的必然措施。

现有的快速公交系统中，公交车在交叉口处的优先通行受到很大的限制，这很大程度上增加了公交车的运行延误，降低了其通行效率；同时，现有的信号优先控制方式对交叉口处社会车辆的正常通行造成了很大的影响，使得城市节点处的交通通行效率和安全等不断恶化。

发明内容

本发明要解决的问题是：快速公交系统的优先通行受到信号灯固定时间的限制，不能到达其预期效率，现有的信号优先控制方式对交叉口处社会车辆的正常通行造成了很大的影响。

本发明的技术方案为：用于快速公交的交叉口预感应信号优先控制方法，应用于快速公交BRT系统，在快速公交BRT道路上设置检测器，提前预测公交车到达交叉口的时间，按比例调整交叉口相应信号相位长度，控制交叉口的信号灯，包括如下步骤：

1)采集BRT路段各个交叉口信号灯的初始信号配时信息，公交设施和运行信息，以及道路设施信息：

各个交叉口的初始信号配时信息包括各交叉口信号相位数z、各相位有效绿灯时间和绿灯时间间隔，公交设施和运行信息包括公交首末站位置、公交停靠站具体位置、路段公交行驶通过的公交停靠站数M、公交线路的发车时刻表、公交车行驶平均速度

公交车在停靠站i的平均延误时间

和平均到站时间间隔

其中i为路段公交停靠站编号，i＝0，1，2L M；道路设施信息包括公交行驶通过的信号控制交叉口数N、交叉口的几何参数、首站与第一个信号控制交叉口、以及整个公交线路上相邻两个信号控制交叉口之间的长度l_j，其中首站指公交线路的起始站点，j为路段编号，路段指相邻两个信号控制交叉口之间的道路，j＝0，1，2L N-1；所述交叉口的几何参数包括交叉口n的公交行驶轨迹长度d_n、行人过街横道长度、各转向车辆行驶轨迹长度、各个进口道排队车道长度，其中n为信号控制交叉口编号n＝0，1，2L N；

2)分别在各目标交叉口进口道停车线前两个信号灯周期时长的行驶距离处，以及相邻上游交叉口的出口处设置公交到达检测器，所述信号灯周期指一个交叉口的整个信号配时周期总长度，为一个相位的绿灯、黄灯和红灯时间之和，在目标交叉口进口道停车线处设置公交离开检测器，分别在每个公交停靠站进站前设置公交到站间隔检测器；

3)根据步骤1)中得到的公交设施和运行信息以及道路设施信息，预测公交到达检测器检测到公交到达各交叉口n的平均行驶时间T_n，以及各目标交叉口各个信号相位的限制长度，所述目标交叉口指公交即将经过的交叉口；其中根据采集各个公交停靠站的平均停靠延误时间

平均到站时间间隔以及公交车行驶平均速度

线性拟合公交停靠站的公交停靠延误时间t：

用Excel软件计算参数a和b：以

为应变量和

为自变量用Excel线性拟合而得，并用社会科学统计软件包SPSS统计分析检验相关性系数R，相关系数R越大，说明公交停靠站行驶延误时间与平均到站间隔之间的线性关系越明显，即用其预测的平均行驶时间越精确，公交到达检测器检测到公交到达交叉口n的平均行驶时间T_n：

$T_n=\frac{s_n}{\stackrel{\‾}{v}}+\mathrm{\Σ}{t}_i;$

t_i＝an_i+b；

其中，s_n为与交叉口n进口道前的公交到达检测器和交叉口n进口道停车线之间的距离；

∑t_i为s_n距离范围内各公交停靠站行驶延误时间之和；

h_i为s_n距离范围的各公交停靠站前公交到站间隔检测器检测到的公交到站间隔；

4)当公交到达检测器检测到公交时，根据步骤3)预测的平均行驶时间T_n的计算公式，由公交平均行驶速度、s_n及其范围内各个公交停靠站前到站间隔检测器检测到的公交到站间隔

计算公交到达目标交叉口所需时间，得到公交车到达对应交叉口的到达时刻，与交叉口的信号配时周期比较，判断公交车辆是否需要采取优先信号调整措施，若公交到达时刻位于控制公交通行的信号相位的绿灯时间间隔内，则不需要采取优先控制调整措施，否则，需要采取优先调整措施；

5)若公交车辆需要采取优先信号调整措施，计算目标交叉口公交实际到达时刻与理想到达时刻的理想时间差Δt，实际到达时刻为步骤4)计算得到的公交到达目标交叉口到达时刻，理想到达时刻指控制公交通行的信号相位绿灯时间中间时刻；

6)根据步骤4)中公交到达时刻，确定目标交叉口信号配时中可调节的信号周期数及各相位数，利用信号交叉口n信号配时方案中各相位的最大压缩长度Δt_nzcom和最大延伸长度Δt_nzext，计算目标交叉口可调节信号周期的总理论最大压缩和延伸长度ΔT_nc、ΔT_ne；

7)比较步骤5)和步骤6)中理想时间差Δt和信号周期的总理论最大压缩ΔT_nc和延伸长度ΔT_ne，确定信号调整方法，并获得新的信号优先配时方案；

8)当下一公交到达检测器检测到公交到达时，转至步骤4)，重新进行信号配时方案调整，直至目标公交离开检测器检测到公交车辆离开。

步骤2)中，根据《城市道路交通控制方案设计》中安全性约束条件和交叉口几何设计的物理约束条件，并结合工程实践设计经验，确定信号交叉口n信号配时方案中各相位的最小长度t_nz min和最大长度t_nz max，并计算出各相位最大压缩和延伸长度Δt_nzcom、Δt_nzext。

步骤4)包括如下步骤：

41)当交叉口n进口道停车线前的公交到达检测器检测到公交车到达时，利用所述公交到达检测器与交叉口进口道停车线之间的所有公交到站间隔检测器检测到的公交到站间隔h_i，计算公交车到达目标交叉口所需行驶时间T_n，并确定公交车到达时刻；

42)判断是否需要进行信号优先控制调整，当公交车到达时刻正好落在相应相位的绿灯时间间隔内，则优先调整措施取消；否则，需要进行信号优先控制调整。

步骤7)具体为：

71)比较理想时间差Δt与可调节周期总理论最大压缩长度ΔT_nc和延伸长度ΔT_ne；

72)当理想时间差小于可调节周期总理论最大延伸和压缩长度时，计算延伸和压缩周期两种信号调节方式的惩罚因子P：

选择惩罚因子小的方式进行信号调整，确定调整方案的服务周期及相位，并将理想时间差按初始信号配时方案中各相位有效绿灯时间比分配到可调整相位中；

73)当理想时间差小于周期总理论最大延伸或压缩长度之一时，选择理想时间差小于周期总理论变化长度的方式进行信号调整，并确定调整的服务周期及相位，并将理想时间差按初始信号配时方案中各相位有效绿灯时间比分配到可调整相位中；

74)当理想时间差大于周期理论最大延伸和压缩长度时，采用信号相位最大调整方案进行信号调整；

75)根据公交优先通行需求，调整信号配时方案，获得新的信号配时方案：

当选择信号延伸或压缩调整方式时，将理想时间差Δt按周期中各相位绿灯时间比例分配至各个可调整相位中，延长或缩短可调整相位的绿灯时长；当选择最大调整方式时，将理想时间差Δt按比例分配至各个可调整相位中，延长可调整相位的绿灯时长；对于首发站发出公交车，根据选择的信号调整方式，将公交车的发车时刻延后或提前Δt。

为了克服现有快速公交BRT系统中公交在信号交叉口优先力度不够的不足，本发明提供一种减少快速公交BRT交叉口处运行延误的预感应信号优先控制方法，在快速公交模式的前提下，通过在交叉口之前设置多个检测器，提前预测公交车的到达时间，并根据实际通行优先需求按比例调整相应信号相位长度，在保证社会车辆和过街行人安全通过的同时，让公交车辆能充分利用交叉口的绿灯信号优先通行，提高了公交运行效率。现有的公交预信号优先控制方法是在交叉口进口道处设置双停车线，通过在后停车线处设置预信号使公交车提前于社会车辆进入交叉口等待通过，以此来达到公交优先的目的。传统的信号调整方式没有充分考虑各个进口道社会车辆的实际需求，并且周期调整仅局限于一个周期中的某个或某几个相位，导致某些相位时长调整过大，使该相位内的社会车辆在交叉口形成滞留、进口道处排队长度增加，大大减小了交叉口社会车辆的通行能力，与现有技术不同，本发明BRT的预感应信号优先控制方法是在目标交叉口进口道前不同处设置多个信号检测器，提前预测公交车的到达时间，并根据实际通行需求按比例调整相应的信号相位长度，这样不仅保证公交车在交叉口的优先通行，减少了公交车的运行延误，同时也大大减小了因信号配时的调整对社会车辆正常行驶带来的影响，保证了整个交叉口的安全和通行效率。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

图2为本发明方法的某路段实例示意图。

图3为本发明实例交叉口3信号压缩调整控制示意图。

图4为本发明实例交叉口4信号延伸调整控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种减少快速公交(BRT)交叉口处运行延误的预感应信号优先控制方法流程图，下面结合实例进一步说明。

(1)采集路段各个交叉口的初始信号配时信息、公交设施和运行信息、道路设施信息；

本步骤中，各个交叉口的初始信号配时信息包括各交叉口信号相位数z、各相位有效绿灯时间和绿灯时间间隔，公交设施和运行信息包括公交首末站位置、公交停靠站具体位置、路段公交行驶通过的公交停靠站数M、公交线路的发车时刻表、公交车平均行驶速度

公交车在停靠站i的平均延误时间

和平均到站时间间隔

其中i为路段公交停靠站编号，i＝0，1，2L M；道路设施信息包括公交行驶通过的信号控制交叉口数N、交叉口的几何参数、首站与第一个信号控制交叉口及相邻两个信号控制交叉口之间的长度l_j，其中j为路段编号，j＝0，1，2L N-1；所述交叉口几何参数包括交叉口n的公交行驶轨迹长度d_n、行人过街横道长度、各转向车辆行驶轨迹长度等，各个进口道排队车道长度等，其中n为信号控制交叉口编号，n＝0，1，2L N。

本实例中，公交运行信息中的公交车平均行驶速度

公交车在停靠站i的平均延误时间

和平均到站时间间隔

可采用摄像法采集，即通过摄像机采集相关的视频，并通过专门的视频处理软件(例如，Adobe公司的Premiere Pro 2.0)对视频信息进行处理，得到公交车的相关出行数据；各个交叉口的初始信号配时信息中的各交叉口信号相位数z、各相位有效绿灯时间和绿灯时间间隔，公交设施中的公交首末站位置、公交停靠站具体位置，道路设施信息中的首站与第一个信号控制交叉口及相邻两个信号控制交叉口之间的长度l_j、交叉口的几何参数等可通过实地调查获得；公交运行信息中的公交车发车间隔h、公交车首班发车时刻t_f、路段公交行驶通过的公交停靠站数M，道路设施信息中的公交行驶通过的信号控制交叉口数N，可以通过咨询公交公司获得相关信息。

(2)分别在目标交叉口进口道停车线前约两个信号周期时长行驶距离和相邻上游交叉口出口处设置公交车辆到达检测器，在目标交叉口进口道停车线处设置公交离开检测器，在路段每个公交停靠站进站前位置设置公交到站间隔检测器；

本实例中，目标交叉口停车线前两个信号周期时长的行驶距离处检测器应避免设置在交叉口车辆交织区和公交停靠站，可提前或是滞后设置；相邻上游交叉口出口道处的检测器也应与出口道和公交停靠站保持一定的距离，避免社会车辆和公交进站停靠带来的干扰；公交到站间隔检测器设置在公交停靠站进站位置前一定距离，避免高峰时段公交车排队现象带来的干扰。

(3)根据步骤(1)中得到的公交设施和运行信息、道路设施信息，确定公交平均行驶时间的预测公式、目标交叉口各个信号相位的限制长度；

本实例中，因为BRT模式中公交有专用车道，所以公交行驶延误仅与沿线公交停靠站的延误相关，且延误越大预测的公交行驶时间越长，可以采用线性拟合的方法建立两者的关系；交叉口各个信号相位的限制长度则需考虑社会车辆和行人的通行需求和安全以及交叉口的几何设计；具体步骤如下：

(31)根据采集各个公交停靠站公交车平均停靠延误时间

和平均到站时间间隔

公交车行驶平均速度

线性拟合公交停靠延误时间t：

并用Excel软件计算出参数a和b，t的预测公式是以

为因变量和

自变量用Excel线性拟合出来的，并用社会科学统计软件包SPSS统计分析检验相关性系数R，相关系数R越大，说明公交停靠站行驶延误时间与平均到站间隔之间的线性关系越明显，即用其预测的平均行驶时间越精确。公交到达检测器检测到公交到达交叉口n的平均行驶时间T_n：

$T_n=\frac{s_n}{\stackrel{\‾}{v}}+\mathrm{\Σ}{t}_i;$

其中，s_n——与信号交叉口n相对应的公交车到达检测器和交叉口n进口道停车线之间的距离，即两个信号灯周期时长的行驶距离左右，因为两个信号周期时长行驶距离的位置可能不适合设置检测器，需要向前或向后做稍微的调整；

∑t_i——s_n距离范围的各公交停靠站行驶延误时间之和；

(32)根据《城市道路交通控制方案设计》中安全性约束条件和交叉口几何设计的物理约束条件，并结合工程实践设计经验，确定信号交叉口n信号配时方案中各相位的最小长度t_nz min和最大长度t_nz max，并计算出各相位最大压缩和延伸长度Δt_nzcom、Δt_nzext。

(4)当公交车辆到达检测器检测到公交达到时，根据步骤(3)中得到的公交平均行驶时间预测公式，利用相应公交到站间隔检测器检测到的公交到站间隔h_i，计算公交到达目标交叉口的行驶时间，并以此判断公交车辆是否需要采取优先信号调整措施；

本实例中，对于路段每日发出的首辆公交车，每个公交停靠站的公交到站间隔设为该路公交的发车时间间隔，之后每个公交停靠站的公交到站间隔为公交到站间隔检测器检测的到站间隔，具体步骤如下：

(41)当与交叉口n相对应的公交车到达检测器检测到公交车到达时，计算公交车到达目标交叉口所需时间T_n；

(42)判断是否需要进行信号优先控制调整，当公交车到达时刻正好落在相应相位的绿灯时间间隔内，则优先调整措施取消；否则，需要进行信号优先控制调整。

(5)若公交车辆需要采取优先信号调整措施，分别计算公交车辆到达目标交叉口时刻与周期压缩和延伸两种信号调整方法的理想到达时刻间的时间差Δt_nc、Δt_ne。

本实例以目标交叉口公交通行控制相位绿灯中间时刻为公交车理想到达时刻，目标交叉口公交车实际到达时刻与两种信号调整方法的理想到达时刻的时间差为Δt_nc、Δt_ne。

(6)根据步骤(4)中公交到达时刻，计算目标交叉口信号周期总理论最大延伸和压缩长度ΔT_nc、ΔT_ne。

本实例中，根据公交车的预测到达时刻，确定目标交叉口信号配时方案中可调节的信号周期数和各相位数，并利用信号交叉口n信号配时方案中各相位的最大压缩和延伸长度Δt_zn min、Δt_nz max，计算出可调节信号配时周期理论最大压缩和延伸长度ΔT_nc、ΔT_ne。

(7)比较步骤(5)和步骤(6)中理想时间差Δt_nc、Δt_ne和可调节周期总理论最大压缩长度ΔT_nc和延伸长度ΔT_ne，确定信号调整方案，并获得新的信号优先配时方案；

本实例中确定新的信号配时调整方案的具体步骤为：

(71)比较理想时间差Δt_nc、Δt_ne与可调节周期总理论最大压缩长度ΔT_nc和延伸长度ΔT_ne；

(72)当理想时间差小于周期理论最大延伸和压缩长度时，计算延伸和压缩周期两种方式的惩罚因子P：

选择惩罚因子小的方式进行信号调整，确定调整方案的服务周期及相位，并将理想时间差按初始信号配时方案中各相位有效绿灯时间比分配到可调整相位中；

(73)当理想时间差仅小于周期理论最大延伸或压缩长度之一时，选择理想时间差小于周期理论变化长度的方式进行信号调整，并确定调整的服务周期及相位，并将理想时间差按初始信号配时方案中各相位有效绿灯时间比分配到可调整相位中；

(74)当理想时间差大于周期理论最大延伸和压缩长度时，采用信号配时相位最大调整方案。

(75)根据公交优先通行需求，调整信号配时方案，获得新的信号配时方案；当选择信号延伸或压缩调整方式时，将理想时间差Δt按周期中各相位绿灯时间比例分配至各个可调整相位中，延长或缩短可调整相位的绿灯时长；当选择最大调整方式时，将理想时间差Δt按比例分配至各个可调整相位中，延长可调整相位的绿灯时长；对于首发站发出公交车，根据选择的信号调整方式，将公交车的发车时刻延后或提前Δt，这是因为与第一个交叉口相对应的检测器不满足之前的设置距离，因此不调整第一个交叉口信号配时，改为调整公交车的发车时刻。

(8)当下一公交到达检测器检测到公交到达时，转至步骤(4)，重新进行信号配时方案调整，直至目标交叉口进口道停车线处公交车离开检测器检测到公交车辆离开。

依照上述方法调整交叉口信号配时方案，可得到优化的一种减少快速公交BRT交叉口处运行延误的预感应信号优先控制方法，实现BRT模式下公交车辆的优先通行。

为了验证本发明方法的有效性，下面结合某城市公交干线，如图2所示，对本发明做进一步说明。

设有4个交叉口1、2、3、4，它们的信号周期分别为64s、74s、76s、81s，黄灯时间分别为2s、2s、2s、3s，相位数为2、2、3、2，各相位流量比间比例为1∶1 3∶2、2∶2∶1、1∶2，各交叉口初始信号配时方案各相位显示绿灯时间如表1；

表1初始信号配时显示绿灯时间

交叉口编号	相位1(s)	相位2(s)	相位3(s)
				1	30	30
2	42	28
				3	28	28	14
4	25	50

如图2所示，各个信号交叉口相邻小长度l₀、l₁、l₂、l₃分别为440m、450m、650m和460m；公交停靠站1、2、3与交叉口1的距离分别为930m、640m、220m，公交停靠站4与交叉口2的距离为230m，公交停靠站5、6与交叉口3的距离分别为400m、240m，公交停靠站7与交叉口4的距离为210m；公交车辆到达检测器11、12、21、22、31、32、41、42与交叉口1、2、3、4的距离分别为1030m、320m、1190m、350m、1200m、330m、1210m、360m；公交车平均速度

根据各个公交停靠站公交车平均停靠时间

和平均到站时间间隔

如表2所示，各个公交停靠站公交车平均停靠时间

为因变量，平均到站时间间隔

为自变量，用Excel线性拟合公交停靠站等效行驶时间t：

R＝0.976；公交到达检测器检测到公交到各个达交叉口的平均行驶时间间T_n如表3所示；

表2公交车平均停靠延误时间与平均到站间隔

站点编号	站点停靠时间(s)	平均到站间隔(s)
			1	74	480
2	65	450
			3	47	276
4	69	498
			5	36	198
6	19	144
			7	28	216

表3公交车预测平均行驶时间

各个交叉口的信号配时方案中各相位的最小长度t_nz min和最大长度t_nz max如表4所示。

表4信号配时相位限制长度

根据各个交叉口1号公交车到达检测器预测公交车到达时刻可知，交叉口1无需进行信号优先控制，交叉口2、3、4需要实施信号优先调节控制。交叉口2、3、4公交车实际到达时刻与两种信号调整方法的理想到达时刻的时间差分别为为Δt_2c＝41s、Δt_2e＝33s，Δt_3c＝21s、Δt_3e＝55s，Δt_4c＝66s、Δt_4e＝15s；交叉口2、3、4可调节信号配时周期理论最大压缩和延伸长度ΔT_2c＝169s、ΔT_2e＝232s，ΔT_3c＝110s、ΔT_3e＝282s，ΔT_4c＝145s、ΔT_4e＝130s。

由上述计算结果可知，交叉口2、3、4，两种信号调整方法均适用，交叉口2、3、4两种信号调整方法的惩罚因子分别为P₂＝Δt_2ext＝33或

P₃＝Δt_3ext＝55或

P₄＝Δt_4ext＝15或故交叉口2采用信号延伸信号调整方法，交叉口3采用信号压缩信号调整方法，交叉口4采用信号延伸信号调整方法，如图3和图4所示。

经过上述同样步骤，根据各交叉口前第二个公交车辆到达检测器检测预测公交车到达时间，实施公交优先通行调整，各个交叉口两次信号调整的方案如表5、表6所示；

表5第一次修改后信号配时显示绿灯时间

交叉口编号	相位1(s)	相位2(s)	相位3(s)
				1	30	30
2	47	31
				3	26	26	13
4	27	54

表6第二次修改信号配时显示绿灯时间

交叉口编号	相位1(s)	相位2(s)	相位3(s)
				1	29	29
2	49	32
				3	26	26	13

4

28

56

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干可以预期的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.用于快速公交的交叉口预感应信号优先控制方法，其特征是应用于快速公交BRT系统，在快速公交BRT道路上设置检测器，提前预测公交车到达交叉口的时间，按比例调整交叉口相应信号相位长度，控制交叉口的信号灯，包括如下步骤：

1)采集BRT路段各个交叉口信号灯的初始信号配时信息，公交设施和运行信息，以及道路设施信息：

各个交叉口的初始信号配时信息包括各交叉口信号相位数z、各相位有效绿灯时间和绿灯时间间隔，公交设施和运行信息包括公交首末站位置、公交停靠站具体位置、路段公交行驶通过的公交停靠站数M、公交线路的发车时刻表、公交车行驶平均速度

公交车在停靠站i的平均延误时间

和平均到站时间间隔

其中i为路段公交停靠站编号，i＝0，1，2L M；道路设施信息包括公交行驶通过的信号控制交叉口数N、交叉口的几何参数、首站与第一个信号控制交叉口、以及整个公交线路上相邻两个信号控制交叉口之间的长度l_j，其中首站指公交线路的起始站点，j为路段编号，路段指相邻两个信号控制交叉口之间的道路，j＝0，1，2L N-1；所述交叉口的几何参数包括交叉口n的公交行驶轨迹长度d_n、行人过街横道长度、各转向车辆行驶轨迹长度、各个进口道排队车道长度，其中n为信号控制交叉口编号n＝0，1，2L N；

2)分别在各目标交叉口进口道停车线前两个信号灯周期时长的行驶距离处，以及相邻上游交叉口的出口处设置公交到达检测器，所述信号灯周期指一个交叉口的整个信号配时周期总长度，为一个相位的绿灯、黄灯和红灯时间之和，在目标交叉口进口道停车线处设置公交离开检测器，分别在每个公交停靠站进站前设置公交到站间隔检测器；

3)根据步骤1)中得到的公交设施和运行信息以及道路设施信息，预测公交到达检测器检测到公交到达各交叉口n的平均行驶时间T_n，以及各目标交叉口各个信号相位的限制长度，所述目标交叉口指公交即将经过的交叉口；其中根据采集各个公交停靠站的平均停靠延误时间

平均到站时间间隔

以及公交车行驶平均速度

线性拟合公交停靠站的公交停靠延误时间t：

用Excel软件计算参数a和b：以

为应变量和为自变量用Excel线性拟合而得，并用社会科学统计软件包SPSS统计分析检验相关性系数R，相关系数R越大，说明公交停靠站行驶延误时间与平均到站间隔之间的线性关系越明显，即用其预测的平均行驶时间越精确，公交到达检测器检测到公交到达交叉口n的平均行驶时间T_n：

$T_n=\frac{s_n}{\stackrel{\‾}{v}}+\mathrm{\Σ}{t}_i;$

t_i＝ah_i+b；

其中，s_n为与交叉口n进口道前的公交到达检测器和交叉口n进口道停车线之间的距离；

∑t_i为s_n距离范围内各公交停靠站行驶延误时间之和；

h_i为s_n距离范围的各公交停靠站前公交到站间隔检测器检测到的公交到站间隔；

4)当公交到达检测器检测到公交时，根据步骤3)预测的平均行驶时间T_n的计算公式，由公交平均行驶速度、s_n及其范围内各个公交停靠站前到站间隔检测器检测到的公交到站间隔

计算公交到达目标交叉口所需时间，得到公交车到达对应交叉口的到达时刻，与交叉口的信号配时周期比较，判断公交车辆是否需要采取优先信号调整措施，若公交到达时刻位于控制公交通行的信号相位的绿灯时间间隔内，则不需要采取优先控制调整措施，否则，需要采取优先调整措施；

5)若公交车辆需要采取优先信号调整措施，计算目标交叉口公交实际到达时刻与理想到达时刻的理想时间差Δt，实际到达时刻为步骤4)计算得到的公交到达目标交叉口到达时刻，理想到达时刻指控制公交通行的信号相位绿灯时间中间时刻；

6)根据步骤4)中公交到达时刻，确定目标交叉口信号配时中可调节的信号周期数及各相位数，利用信号交叉口n信号配时方案中各相位的最大压缩长度Δt_nzcom和最大延伸长度Δt_nzext，计算目标交叉口可调节信号周期的总理论最大压缩和延伸长度ΔT_nc、ΔT_ne；

7)比较步骤5)和步骤6)中理想时间差Δt和信号周期的总理论最大压缩ΔT_nc和延伸长度ΔT_ne，确定信号调整方法，并获得新的信号优先配时方案；

8)当下一公交到达检测器检测到公交到达时，转至步骤4)，重新进行信号配时方案调整，直至目标公交离开检测器检测到公交车辆离开。

2.根据权利要求1所述的用于快速公交的交叉口预感应信号优先控制方法，其特征是步骤2)中，根据《城市道路交通控制方案设计》中安全性约束条件和交叉口几何设计的物理约束条件，并结合工程实践设计经验，确定信号交叉口n信号配时方案中各相位的最小长度t_nz min和最大长度t_nz max，并计算出各相位最大压缩和延伸长度Δt_nzcom、Δt_nzext。

3.根据权利要求1所述的用于快速公交的交叉口预感应信号优先控制方法，其特征是步骤4)包括如下步骤：

41)当交叉口n进口道停车线前的公交到达检测器检测到公交车到达时，利用所述公交到达检测器与交叉口进口道停车线之间的所有公交到站间隔检测器检测到的公交到站间隔h_i，计算公交车到达目标交叉口所需行驶时间T_n，并确定公交车到达时刻；

42)判断是否需要进行信号优先控制调整，当公交车到达时刻正好落在相应相位的绿灯时间间隔内，则优先调整措施取消；否则，需要进行信号优先控制调整。

4、根据权利要求1所述的用于快速公交的交叉口预感应信号优先控制方法，其特征是步骤7)具体为：

71)比较理想时间差Δt与可调节周期总理论最大压缩长度ΔT_nc和延伸长度ΔT_ne；

72)当理想时间差小于可调节周期总理论最大延伸和压缩长度时，计算延伸和压缩周期两种信号调节方式的惩罚因子P：

选择惩罚因子小的方式进行信号调整，确定调整方案的服务周期及相位，并将理想时间差按初始信号配时方案中各相位有效绿灯时间比分配到可调整相位中；

73)当理想时间差小于周期总理论最大延伸或压缩长度之一时，选择理想时间差小于周期总理论变化长度的方式进行信号调整，并确定调整的服务周期及相位，并将理想时间差按初始信号配时方案中各相位有效绿灯时间比分配到可调整相位中；

74)当理想时间差大于周期理论最大延伸和压缩长度时，采用信号相位最大调整方案进行信号调整；

75)根据公交优先通行需求，调整信号配时方案，获得新的信号配时方案：

当选择信号延伸或压缩调整方式时，将理想时间差Δt按周期中各相位绿灯时间比例分配至各个可调整相位中，延长或缩短可调整相位的绿灯时长；当选择最大调整方式时，将理想时间差Δt按比例分配至各个可调整相位中，延长可调整相位的绿灯时长；对于首发站发出公交车，根据选择的信号调整方式，将公交车的发车时刻延后或提前Δt。

Images