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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Click to edit Master title style,Click to edit Master title style,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,智能运输系统概论,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second 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level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,智能运输系统概论,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,智能运输系统概论,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,智能运输系统概论,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,智能运输系统概论,智能运输系统概论,（第三版）,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,21,世纪交通版高等学校教材,杨兆升 于德新 主编,史其信 高世廉 主审,智能运输系统概论（第三版）普通高等教育“十一五”国家级规划,目 录,第,1,章 绪论,第,2,章 智能运输系统的体系框架,第,3,章 智能运输系统的理论基础,第,4,章 交通信息采集与处理技术,第,5,章 通信技术,第,6,章 车辆定位技术,第,7,章 网络技术,第,8,章 数据库技术,第,9,章 新技术在智能运输系统中的应用,第,10,章 交通信息服务系统,目 录第1章 绪论,目 录,第,11,章 先进的公共交通系统,第,12,章 先进的交通管理系统,第,13,章 城市交通信号控制系统,第,14,章 电子收费系统,第,15,章 高速公路交通事件管理系统,第,16,章 应急指挥调度系统,第,17,章 智能车辆与自动驾驶系统,第,18,章 交通需求管理,第,19,章 智能运输系统标准化,第,20,章,ITS,评价,目 录第11章 先进的公共交通系统,第,11,章,先进的公共交通系统,概述,11.1,智能化调度系统,11.2,公交信号优先系统,11.3,快速公交系统,11.4,小结,11.5,第11章 先进的公共交通系统 概述11.1 智能化调度系统,11.1,概述,先进的公共交通系统,（,Advanced Public Transportation System,，简称,APTS,），是利用系统工程的理论和方法，将现代,通信,、,信息,、,电子,、,控制,、,计算机,、,网络,、,GPS,、,GIS,等高新科技集成应用于公共交通系统，并通过建立公共交通,智能化调度,系统、,信息服务系统,、公交,电子收费系统,等，,来吸引公交出行,，,缓解城市交通拥挤,。,APTS,通过采集与处理,动态交通信息,和,静态交通信息,，以及通过,多种媒体,为出行者提供动态和静态公共交通信息，从而达到,规划出行,、,最优路线选择,、,避免交通拥挤,、,节约出行时间,的目的。,11.1 概述先进的公共交通系统（Advanced Publ,11.1,概述,城市公共交通的地位：,城市公共交通是国家综合运输网中的枢纽和节点，是城市客运交通体系的主体，是城市建设和发展的重要基础之一，是生产和生活必不可少的社会公共设施，,也是城市投资环境和社会生产的基本物质条件，同时又是展示城市精神文明，反映城市国民经济、社会发展水平和市民道德思想风貌的窗口。,城市公共交通主要优点,：,运载量大、运送效率高、能源消耗低、相对污染少、 运输成本低,目标与特征,11.1 概述城市公共交通的地位： 目标与特征,APTS,的研究现状,：,自,20,世纪,80,年代以来，许多国家公共交通部门开始应用先进的信息与通信技术进行,公交车辆定位,、,车辆监控,、,自动驾驶,、,计算机辅助调度,及,提供各种公共交通信息,以提高公交服务水平。,美国,城市公共交通管理局（,UMTA,）已经启动了 “,Advanced Public Transportation System,，即,APTS”,项目。主要研究,基于动态公共交通信息,的实时调度理论和实时信息发布理论，以及使用,先进的电子,、,通信,技术。,11.1,概述,APTS的研究现状：美国城市公共交通管理局（UMTA）已经启,11.1,概述,日本,APTS,发展经历了,3,个阶段：,20,世纪,70,年代末,开始应用公共汽车定位系统。,80,年代初,开始应用公共交通运行管理系统，以及使用先进的电子、通信技术。,进入,90,年代,，东京都交通局开发了城市公共交通综合运输控制系统（,CTCS),。,氧化铁红,欧洲,通过实施,公交优先,政策，设立,公交专用道,，为公交车提供优先通行信号，布设,智能公交监控与调度系统,等措施。提高公交车辆运行速度和公交服务质量效地缓解了城市交通压力。,11.1 概述日本APTS发展经历了3个阶段：20世纪70年,11.1,概述,日本,APTS,发展经历了,3,个阶段：,20,世纪,70,年代末,开始应用公共汽车定位系统。,80,年代初,开始应用公共交通运行管理系统，以及使用先进的电子、通信技术。,进入,90,年代,，东京都交通局开发了城市公共交通综合运输控制系统（,CTCS),。,与欧美等国家相比，,我国,的公共交通事业还比较落后。目前，我国已经在,杭州,、,上海,、,北京,等地安装了电子站牌，车载,GPS,定位设备，实现了车辆的实时,跟踪,、,定位,、公交车与调度室的,双向通信,，以及电子站牌上实时,显示下班车位置信息,等功能。这些系统使中国城市交通迈入了公交,智能化时代,。,11.1 概述日本APTS发展经历了3个阶段：20世纪70年,先进的公共交通系统的,体系结构,本章主要参考吉林大学杨兆升教授的著作,城市智能公共交通系统理论与方法,并结合,国内外研究现状,，将,APTS,的,研究内容,划分为以下几个方面：,公交系统优化与设计；,公交智能化调度系统；,公交信息服务系统；,公交信号优先系统；,快速公交系统（,BRT0),；,公交服务水平评价；,11.1,概述,先进的公共交通系统的体系结构11.1 概述,第,11,章,先进的公共交通系统,概述,11.1,智能化调度系统,11.2,公交信号优先系统,11.3,快速公交系统,11.4,小结,11.5,第11章 先进的公共交通系统 概述11.1 智能化调度系统,11.2,智能化调度系统,智能化调度系统的定义：,公共交通智能化调度系统是在对公交车辆实时,调度理论,和,方法研究,的基础上，综合运用,通信,、,信息,、,控制,、,计算机网络,、,GPS/GIS,等现代高新技术，根据实时的,客流信息,、,车辆位置信息,、,交通状态信息,等，通过对公交车辆的,实时监控,、,调度指挥,，实现对公交车辆的智能化管理，从而使公交车辆运行,有序,、,平稳,、,高效,、,协调,，实现资源的合理配置，提高公交企业的经济效益和社会效益。,11.2 智能化调度系统智能化调度系统的定义：,研究现状,公交车辆调度,是公交企业最基础、最重要的运营工作，包括公交线路的发车间隔和发车方式。目前，我国绝大部分城市还是采用,传统,的调度方法。,模式为：首先根据客流调查基础数据、时间、季节等因素，,凭借调度人员的经验,，划定客流高峰、平峰和低峰期，在各个时间段内，,采用定点发车,的方法调度车辆。,11.2 .1,研究现状,研究现状11.2 .1 研究现状,11.2 .1,研究现状,每天每辆车有一份小路单，车辆在始发站和终点站由调度人员人工签单，记录,发车,、,到达,、,晚点,、,司乘人员,、,维修,等数据。当天营运结束后，由统计员统计成大路单交给车队。,中国一些,大城市,已经注意到,城市公共交通智能化调度系统,的重要性，开始,逐步开发,和,实施,类似系统。,11.2 .1 研究现状每天每辆车有一份小路单，车辆在始发站,11.2 .1,研究现状,应用实例,杭州市,公交总公司在,公交线路,上安装了电子站牌，并在,公交车,上安装了定位设备实现了车辆的,实时跟踪,、,定位,、公交车与调度室的,双向通信,，使调度实现了计算机辅助管理，提高了车辆运行,正点率,和,服务水平,。,北京市,调度中心大楼工程已基本完工，示范线路已经安装了,GPS,接收设备,。,上海、大连、宁波,等城市的部分线路上也安装有,电子站牌,，实现了,智能化调度,。,11.2 .1 研究现状应用实例,公交智能化调度系统主要组成,部分包括：,11.2.2,系统构成,公交调度中心,公交调度中心主要由,信息服务系统,、,地理信息系统,、,大屏幕显示系统,、,协调调度系统,和,紧急情况处理系统,组成。信息服务系统负责向用户,提供公交信息,。地理信息系,统接收定位数据,，完成车辆信息的,地图映射,。大屏幕显示系统主要是,实时显示车辆运行,状况。当出现紧急情况时，协调调度系统向分调度中心,发出指令,，合理调配车辆。系统组成如图,11-1,所示。,公交智能化调度系统主要组成部分包括：11.2.2 系统构成公,11.2.2,系统构成,图,11-1,公交调度中心框图,图,图,11.2.2 系统构成图11-1 公交调度中心框图图图,分调度中心,分调度中心由,车辆定位与调度系统,、,地理信息系统,两部分组成。车辆定位系统负责完成本调度中心所辖车辆的,定位与监控,，与车辆间的,双向通信,，向车辆发送调度指令，向电子站牌,发送数据,等功能。地理信息系统与调度中心中地理信息系统功能相同，只是范围要小些。系统框图如,11-2,所示。,11.2.2,系统构成,分调度中心11.2.2 系统构成,11.2.2,系统构成,图,11-2,分调度中心系统框图,11.2.2 系统构成图11-2 分调度中心系统框图,11.2.2,系统构成,车载移动站,采用,差分,GPS,定位,技术，车载专用终端机安装于,移动,的公交车辆上，可以在,无人干预,的情况下,自动完成,运动车辆的定位和定位信息的回传。必要时，可以向分调度中心提供,短信息,。如果需要可以口,留出接口,用于外接车载显示设备。如图,11-3,所示。,图,11-3,移动站框图,11.2.2 系统构成车载移动站图11-3 移动站框图,11.2.2,系统构成,电子站牌,电子站牌负责,接收,和,显示,下班车到站信息和服务信息，由一套,MODEM/,电台、单片机、电子显示站牌组成，如,图,11-4,所示。单片机的作用是,接收信息,，将其处理后送到电子站牌上显示。电子站牌除了显示车辆运行信息外，,还可以显示其他信息,，如日期、时间、气象预报等。,图,11-4,电子站牌系统框图,11.2.2 系统构成电子站牌图11-4电子站牌系统框图,智能化调度,方法是相对于,传统调度方法,而言的，二者的,区别,在于智能化调度方法是根据实时客流信息和交通状态，在无人参与的情况下自动给出发车间隔和调度形式的一种,全新的,调度方法。而传统调度方法是调度人员根据公交线路客流到达规律，,凭借经验,确定,发车间隔,和,发车形式,的一种调度方法,。,智能化调度分为,车辆调度形式,、,实时放车调度,、,紧急情况实时调度,3,个方面。,11.2.3,智能化调度方法,智能化调度方法是相对于传统调度方法而言的，二者的区别在于智能,11.2.3,智能化调度方法,车辆调度形式,车辆调度形式,是指营运调度措施计划中所采取的运输组织形式，基本上可有,两种,分类方法：,（,1,）按车辆工作时间的长短与类型，分为正班车、加班车与夜班车；,（,2,）按车辆运行与停站方式，可分为全程车、区间车、快车、定班车、跨线车等。,UTMS,子系统,11.2.3 智能化调度方法车辆调度形式UTMS子系统,11.2.3,智能化调度方法,实时放车调度,实时放车调度问题,（,Real-time Deadheading Problem,，简称,RTDP,）是目前国际上调度理论方面研究的,热点,。它是指车辆,空车,从始发站出发，经过数个公交站点后，开始,按站点次序依次停车,的调度形式。放车调度形式的根本出发点就是,减少停靠站点,上候车乘客的等车时间，但放车调度形式,延长了,车辆所越过的站点上乘客的等车时间。因此，确定是否采取放车调度形式需要,权衡利弊,，这就需要建立实时放车调度模型的目标函数。,11.2.3 智能化调度方法实时放车调度,11.2.3,智能化调度方法,紧急情况实时调度,当公交车在运营过程中遇到交通事故、重大事件等紧急情况时，会出现客流突然增加的情况，致使某班公交车出现拥挤而产生延误。,如图,11-5,所示,，第,i,辆公交车由于客流突然增加造成初始延误。,面对这种情况，可以采取以下几种调度方案：,方案,1,：,前车加大站点停靠时间法。,这样不但可以解决后面站点乘客等车时间延长的问题，而且可以使整个车队运行趋于平稳。,11.2.3 智能化调度方法紧急情况实时调度,11.2.3,智能化调度方法,方案,2,：,前车减速方法,。调度人员同样可以通知前几班车减速，这样也可以使后面站点乘客等车时间缩短，而且到达终点站时，间隔趋于平稳。,方案,3,：,后车加速方法,。与方案,2,效果相同。,方案,4,：,后车缩短站点停车时间方法,。与方案,1,效果相同。,方案,5,：,放车调度方法,。如果紧急事件发生地点与始发站距离很近，可以临时调度一班空车，直接行驶到事件发生地点，缓解客流拥挤的情况。,11.2.3 智能化调度方法方案2：前车减速方法。调度人员同,11.2.3,智能化调度方法,图,11-5,由于某站点客流突然增加造成延误的公交车运行图,11.2.3 智能化调度方法图11-5 由于某站点客流突然增,第,11,章,先进的公共交通系统,概述,11.1,智能化调度系统,11.2,公交信号优先系统,11.3,快速公交系统,11.4,小结,11.5,第11章 先进的公共交通系统 概述11.1 智能化调度系统,11.3,公交信号优先系统,公交信号优先系统,贯穿于,公交车辆,、,公交车辆调度与管理系统,、,交通管理与控制系统,，并与之有紧密的联系，通过在这几个模块之间进行,信息交互,，实现对公交车辆的,优先,信号控制。,这几个子系统在以下,组成元素,之间实现,信息通信,和,交互,：,11.3 公交信号优先系统公交信号优先系统贯穿于公交车辆、公,11.3.1,公交信号优先系统组成,公交车辆检测系统,（,bus detector system,）：,优先请求发生器（,priority request generator,，简称,PRG,）：,优先请求服务器,（,priority request server,，简称,PRS,）：,通信系统,（,communication system,）：,交通信号控制器,（,traffic controller,）：,交通信号控制软件,（,traffic software,）：,公交优先管理系统,：,11.3.1 公交信号优先系统组成公交车辆检测系统（bus,11.3.2,公交信号优先控制策略,信号优先策略,是指交通信号绿灯延长或比预定方案启动提前，以便某些特定车辆迅速通过交叉口。,公共交通信号优先策略有其自己特定的内容。主要包括,两个,方面。,1,）被动优先控制策略；,2,）主动优先控制策略,；,11.3.2 公交信号优先控制策略信号优先策略是指交通信号绿,11.3.2,公交信号优先控制策略,1,被动优先控制策略,被动优先控制策略,的实施是根据公交线路公交车辆的,发车频率,、,行车速度,等历史数据设计和协调路网内交叉口的信号配时，同时,降低,交叉口信号周期长度以,减少,公交车辆的,停车,和,延误,。主要包括以下,几,个方面：,（,1,）,网络化配时规划,（,2,）,信号周期调整,（,3,）,增加相位时间,（,4,）,相位分割,（,5,）,限制转弯,11.3.2 公交信号优先控制策略1 被动优先控制策略被动优,11.3.2,公交信号优先控制策略,2,）主动优先控制策略,相对于,被动优先,，主动优先控制策略具有,更强,的,适应性,。主动优先控制策略一般有以下,几种,控制形式：,（,1,）,绿灯延长,（,2,）,绿灯提前,/,红灯早断,（,3,）,相位插入,（,4,）,跳跃相位,（,5,）,相位倒转,（,6,）,专用相位,11.3.2 公交信号优先控制策略2）主动优先控制策略相对于,11.3.3,基于优先权重的公交信号优先算法研究,1,）模型思想,1,）模型思想,由于公交车辆的单车载客量明显,大于,社会车辆的单车载客量，为了,满足,交叉口各进口方向的,交通参与者,交通需求，在模型中根据,公交车辆,当前的运行状态在,信号配时中,为公交车辆赋予一定的,优先权重,，以,最小的,车辆延误增大代价获得,人均延误降低,为目标对,交叉口信号配时方案,进行,优化,计算。,2,）条件假设,利用先进的公交车辆信息检测系统，能够实时获取公,11.3.3 基于优先权重的公交信号优先算法研究1）模型思想,11.3.3,基于优先权重的公交信号优先算法研究,交车辆的,运行状态信息,、,公交车辆路线信息,、,公交车辆乘客数,以及车辆的时刻表信息，在,交口上游,设置公交车辆检测器，以提前告知,公交车辆的到达,，公交站点位置设置在,交叉口出口处,。,3,）模型构建,（,1,）实时公交权重分配,当检测到公交车辆,接近交叉口,时，公交信息检测系统开始获取公交车辆的,运行状态,，并为每一辆到达并即将停车等待的公交车分配一定的,权重,：,11.3.3 基于优先权重的公交信号优先算法研究交车辆的运行,11.3.3,基于优先权重的公交信号优先算法研究,11.3.3 基于优先权重的公交信号优先算法研究,（,2,）交叉口饱和度计算,在传统,的信号配时计算中，,交叉口绿灯时间,是按,相位流量比,进行分配的，这种方法可以确保各进口道方向具有相同的饱和度，但,不利于,公交车辆的通行。信号交叉口公交优先的,最终目的,是在于减少人的延误，为使系统的效益得到优化，因此交叉口相位绿信比的确定应由,乘客流量比,和,机动车饱和度,来共同决定。,11.3.3,基于优先权重的公交信号优先算法研究,（,11-3,）,（2）交叉口饱和度计算11.3.3 基于优先权重的公交信号优,11.3.3,基于优先权重的公交信号优先算法研究,则,则以乘客流量比为主的交叉口饱和度,计算公式,为：,（,11-5,）,（,11-4,）,11.3.3 基于优先权重的公交信号优先算法研究则则以乘客流,11.3.3,基于优先权重的公交信号优先算法研究,-,以乘客流量比为主的交叉口饱和度；,-j,相位关键车到乘客流量比；,-j,相位关键车道车流量比。,（,3,）绿灯时间约束,按,乘客流量比,计算出的绿灯时间可能出现绿灯信号时间,过短,或绿灯时间,过长,的现象。过短或过长的信号绿灯时间都对整个交叉口的运行,不利,，绿灯时间,过短,，,不能保证车辆和行人安全通过交叉口,；绿灯时间,过长,，交通参与者在红灯等待时,失去耐心,，出现,违章通行的,行为。因而必须对相位,绿灯时间进行约束,，以保证交叉口通行的,安全,。,11.3.3 基于优先权重的公交信号优先算法研究 -以乘客,11.3.3,基于优先权重的公交信号优先算法研究,红灯时间约束：,（,11-6,）,-,j,相位,d,方向的允许最大红灯时间；,-,j,相位,d,方向的最大排队长度；,-,j,相位,d,方向的车道数；,-,j,相位,d,方向的车辆到达率；,-,车辆平均长度；,-,高峰时间修正系数。,绿灯时间约束：,11.3.3 基于优先权重的公交信号优先算法研究红灯时间约束,11.3.3,基于优先权重的公交信号优先算法研究,（,11-7,）,- - j,相位,d,方向的最短行人过街时间；,- j,相位,d,方向的人行横道宽度；,-,行人平均步速。,相位最短绿灯时间：,（,11-8,）,（,11-10,）,（,11-9,）,C -,交叉口信号周期时长；,-j,相位最长红灯时间；,-j,相位最短绿灯长度；,11.3.3 基于优先权重的公交信号优先算法研究（11-7）,11.3.3,基于优先权重的公交信号优先算法研究,-,（,4,）周期时长优化,公交优先,信号控制必须满足优先相位获得的效益,不小于,非优先相位的,效益,，而延误是最为常用的衡量这一效益的指标，,同时考虑,公交车辆当前状态与公交时刻表的,偏移值,，构造,指标函数,PI,。,（,11-11,）,（,11-12,）,（,11-13,）,11.3.3 基于优先权重的公交信号优先算法研究-（4）周,11.3.3,基于优先权重的公交信号优先算法研究,-,交叉口车辆平均延误与人均延误差；,-,交叉口车辆平均延误；,-,交叉口人均延误；,-,交叉口总延误，采用,D.B.Wbster,延误计算类型；,-j,相位交通流量；,（,11-14,）,11.3.3 基于优先权重的公交信号优先算法研究-交叉口车,11.3.3,基于优先权重的公交信号优先算法研究,-,车均延误与人均延误差指标权重,；,-,公交时刻表偏移值权重；,-,公交运行与时刻表偏移值；,-D.B.Wbster,周期计算公式的最小和最长信号周期长度。,，,4,）模型验证,假定公交车辆的平均乘客数为,30,人，小轿车的平均载客数为,1.5,人，交叉口车辆的平均载客数为,2,人，对一个由主干道和次干道相交的十字型交叉口为例进行模拟验证，交叉口采用两相位信号控制形式，右转车辆不受限制，黄灯为,3s,，交叉口清除时间，即全红时间为,2s,，信号总损失时间为,10s,，,车辆停车时平均占用车道长度,6m,。交叉口各向流量及车道数如表,11-1,。,11.3.3 基于优先权重的公交信号优先算法研究-车均延误,11.3.3,基于优先权重的公交信号优先算法研究,采用,MATLAB,7,对基于,优先权重,的公交信号优先算法进行优化求解，固定配时方案采用,Webster,信号配时,计算公式进行计算求解。配时方案验证对比结果见,表,11-2,。,表,11-1,模拟交叉口的交通特性,11.3.3 基于优先权重的公交信号优先算法研究采用MATL,11.3.3,基于优先权重的公交信号优先算法研究,表,11-2,两种配时方法优化效果比较,主要原因,是由于,允许,排队长度的限制，信号周期缩短可以减少公交车辆在信号控制计算结果表明，基于,优先权重,的优先算法所得的信号配时周期时,长远小于,固定配时方案，交叉口的,红灯等待时间,，同时增加公交车辆在,绿灯相位,通过交叉口的概率。,11.3.3 基于优先权重的公交信号优先算法研究表11-2,11.4,快速公交系统,快速公交系统,（,Bus Rapid Transit,，简称,BRT,）,是一种,介于,快速轨道交通,（,Rapid Rail Transit,，简称,RRT,）,与常规公交,（,Normal Bus Transit,，简称,NBT,）,之间的,新型公共客运系统,，,其投资及运营成本比轨道交通低,，而运营效果接近于,轨道交通,。它是利用,现代化公交技术,配合智能运输和运营管理，,开辟公交专用道,和建造新式公交车站，实现轨道交通式,运营服务,，达到轻轨服务水准的一种,独特,的,城市客运系统,。,11.4 快速公交系统快速公交系统（Bus Rapid Tr,第,11,章,先进的公共交通系统,智能化调度系统,智能化调度系统,概述,11.1,智能化调度系统,11.2,公交信号优先系统,11.3,快速公交系统,11.4,小结,11.5,第11章 先进的公共交通系统智能化调度系统智能化调度系统,11.4.1 BRT,的优势,快速公交,城主要有以下几个方面的优势：,（,1,）,快速,接近于轨道交通,（,2,）,高容,与轨道交通相近,（,3,）,舒适,与轨道交通相似,（,4,）,节省,远胜于轨道交通,11.4.1 BRT的优势,完整的,BRT,系统,应当由,四部分,元素组成，包括,专用车道,、,专用车辆,、,专用车站,和,智能信息系统,。这四部分元素相互独立，同时又相互联系，有机地组合在一起，才能发挥出,BRT,的最佳效益。,专用的公交车道是确保,BRT,快速,、,畅通,运行的基本保证。从定义来看，,BRT,是一种拥有相对独立的物理设施、交通运行空间和信号控制的,交通方式,。,11.4.2 BRT,系统结构,（,1,）专用车道,完整的BRT系统应当由四部分元素组成，包括专用车道、专用车辆,（,2,）专用车辆,研制,专用的,公交车辆,，使其具有,钳接式大容量,、,多车门,、,两边开门,、,低底板,、,乘坐舒适和智能型等特点,，,并可使用清洁能源,，这是,BRT,的重要组成部分,。,BRT,车辆一般应采用,低底板,、,色彩鲜艳,并统一的公交车辆，以方便乘客,上、下车,，并与普通,公交车,辆,相区别,。通常还应采用,大型铰接车,以,提高,系统的运输能力，降低运营成本。当然，,车辆最好,能采用,排污低,的,清洁车辆,。,11.4.2 BRT,系统结构,（2）专用车辆11.4.2 BRT系统结构,（,3,）专用车站,特别,建造的轨道交通式的,BRT,车站,，具有,检售票,、等候车、,上下客,、,行车信息发布,等功能，也是,BRT,不可缺少,的组成部分。,开放式,站台能配合,公交专用道,或,公交专用路,的设站地点，提供乘客所需要候车的空间，,不采取,进出的管制。,封闭式站台,的设计考虑了以下因素：对车站进出,进行管制,，,设置收费设施,，以节省收费时间；配合车辆停站定位，,引导,站台上乘客在车门位置候车，,提高,上下车效率。,11.4.2 BRT,系统结构,（3）专用车站11.4.2 BRT系统结构,（,4,）智能信息系统,布设,各种形式的公交线路，为乘客提供,多种方向,和,不同路径,的快速直达和换乘方便的乘车条件，,最大限度,地吸引乘客。这是,决定,B,RT,成败,的,关键组成部分,。,BRT,运营保障体系,包括,运营组织机构,和,运营保障设施,。运营组织机构包括,目前规划,及实施的管理机构、,运营期的管理,以及运营机构。,运营保障设施,一般包括,智能化,的交通管理手段。,11.4.2 BRT,系统结构,（4）智能信息系统11.4.2 BRT系统结构,11.4.3 BRT,规划设计,BRT,规划设计,主要包括以下,几个,方面的,内容,（,1,）,综合规划,BRT,通道网络,（,2,）,规划城市,BRT,专用道,（,3,）,规划设计,BRT,车站,（,4,）,选择,BRT,专用车辆,11.4.3 BRT规划设计BRT规划设计主要包括以下几个方,本节介绍,几种,典型的,BRT,信号,优先算法,1,）基于,发车频率,的,BRT,信号优先,算法,模型构建,：,本书对,基于发车频率,的信号优先控制算法提出如下的,条件假设,。在检测系统方面，在交叉口上游设置公交车的,“,check-in”,检测器，以,提前,告知系统公交车辆的到达，并在停车线设置“,check-out”,检测器,（,如图,11-6,所示）。,11.4.4 BRT,信号优化算法,本节介绍几种典型的BRT信号优先算法11.4.4 BRT信号,图,11-6,基于发车频率控制逻辑的交叉口简单布设示意图,11.4.4 BRT,信号优化算法,图11-6 基于发车频率控制逻辑的交叉口简单布设示意图11.,分别从交通,状态估计,、,驶离时间估计,、,到达时间估计,、,优先触发机制,、,策略优选,和,指标函数,等,5,个方面进行建模。,2,）,基于交叉口资源整合,的,BRT,信号优先算法,交叉口的资源可以相互,制约,和,转化,，从交叉口,时空组合,优化的角度出发，将进口道,进行时间,与,空间,的分配，即车道功能,划分,与,绿灯时间,分配组合在一起,进行优化,，降低公交车车辆,车均延误,，同时,减小,对社会车流的影响。,（,1,）,模型构建,交叉口饱和度的计算,11.4.4 BRT,信号优化算法,分别从交通状态估计、驶离时间估计、到达时间估计、优先触发机制,如图,11-7,所示交叉口，,公交专用道,在道路,最内侧,，公交车为,直行,方向，社会车流中的关键相位为,直行车流,和,左转车流,。,11.4.4 BRT,信号优化算法,图,11-7,车道布置与相位设计,如图11-7所示交叉口，公交专用道在道路最内侧，公交车为直行,11.4.4 BRT,信号优化算法,故信号交叉口下车流,i,的,饱和度为,：,（,11-32,）,式中：,i=1,或,2,，代表直行车流的情况,车流,i,的流量,车流,i,的有效绿信比,车流,i,单车道饱和流量,车流,i,分配的车道数,11.4.4 BRT信号优化算法故信号交叉口下车流i的饱和度,有效绿灯时间,（,11-33,）,优化模型,优化模型,设左转车流,有效绿灯时间取在某车道功能划分,方案,下，满足饱和度,约束,的,最小绿灯时间,。考虑通过给予,公交车辆,和,社会车辆,车均延误以,不同权重,来实现,公交优先,，同时,协调公交车辆,和,社会车辆,的关系，并以进口道人的,总延误最小,时间为优化目标，建立模型,如下,：,11.4.4 BRT,信号优化算法,有效绿灯时间（11-33）优化模型优化模型设左转车流有,（,11-34,）,（,11-35,）,式中：,公交车车均延误加权系数,社会车辆车均延误加权系数,1,的公交车平均载客数,1,的社会车辆平均载客数,公交车车均延误,社会车辆车均延误,11.4.4 BRT,信号优化算法,（11-34）（11-35）式中：11.4.4 BRT信号优,11.4.4 BRT,信号优化算法,对于公式（,11-19,）有：,（,11-36,）,模型验证,分,直行车流量,大于左转,车流量和分直行车流量,小于左转车,流量两种情况对,单点交叉口,进行讨论，取公交车流量为,500,（,PCU/H,）,，公交车辆的,平均乘客,数为,30,人,，小轿车的,平均载客数,为,1.5,人,。其余参数如表,11-3,所示：,11.4.4 BRT信号优化算法对于公式（11-19）有：（,11.4.4 BRT,信号优化算法,表,11-3,参数选择情,况,常规方法,中利用等饱和度分配绿灯时间；此处按 并利用公式,（,11-33,）,、,（,11-34,）,、,（,11-45,）,来计算，计算结果如,表,11-4,所示：,11.4.4 BRT信号优化算法表11-3 参数选择情况常规,11.4.4 BRT,信号优化算法,表,11-4,常规方法与优化模型计算结果对比,对比,从上表,的,对比结果,可以看出，在,2,种,车道功能划分和绿灯时间分配方案下，社会车辆的延误时间,基本一致,，但是采用,优化模型,的公交车辆的延误时间有明显降低，条件,1,中,降低,了,32%,，,条件,2,中降低了,42.3%,，,优化效果,明显。,11.4.4 BRT信号优化算法表11-4 常规方法与优化模,智能运输系统概论,（第三版）,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,21,世纪交通版高等学校教材,杨兆升 于德新 主编,史其信 高世廉 主审,智能运输系统概论（第三版）普通高等教育“十一五”国家级规划,目 录,第,1,章 绪论,第,2,章 智能运输系统的体系框架,第,3,章 智能运输系统的理论基础,第,4,章 交通信息采集与处理技术,第,5,章 通信技术,第,6,章 车辆定位技术,第,7,章 网络技术,第,8,章 数据库技术,第,9,章 新技术在智能运输系统中的应用,第,10,章 交通信息服务系统,目 录第1章 绪论,目 录,第,11,章 先进的公共交通系统,第,12,章 先进的交通管理系统,第,13,章 城市交通信号控制系统,第,14,章 电子收费系统,第,15,章 高速公路交通事件管理系统,第,16,章 应急指挥调度系统,第,17,章 智能车辆与自动驾驶系统,第,18,章 交通需求管理,第,19,章 智能运输系统标准化,第,20,章,ITS,评价,目 录第11章 先进的公共交通系统,第,12,章 先进的交通管理系统,概述,12.1,国外典型先进的交通管理系统简介,12.2,国内类似的先进的交通管理系统简介,12.3,小结,12.4,第12章 先进的交通管理系统 概述12.1 国外典型先进的,12.1,概述,先进的交通管理系统,（,Advanced Traffic Management System,，简称,ATMS,）是智能运输系统的重要组成部分，它是依靠先进的,交通监测技术,、,计算机信息处理,技术和,通信,技术，对,城市道路,和,市际高速公路综合网络,的交通营运和设施进行,一体化,的控制和管理，通过监视,车辆运行,来控制,交通流量,，快速准确地处理辖区内发生的,各种事件,，以便使得客货运输达到最佳状态。,ATMS,不仅为,交通管理者,提供了一种先进的管理及控制方法，提高了管理效率，而且使,交通参与者,（包括驾驶员和行人）都能感觉到减少拥堵、提高通行效率所带来的便捷。,12.1 概述先进的交通管理系统（Advanced Traf,12.1,概述,先进的交通管理系统,的目标：,为,大中城市,提供,交通管理,解决方案，在现有交通设施的基础上，改善现有路网,运行状况,，提高道路的,有效利用率,和,交通流量,，缓解车辆增加造成的,交通需求压力,。,改善交通秩序,，,减少事故,，,提高行车安全,，,减少道路的拥挤程度,和,交通事故的发生率,，,减少,因交通拥挤、事故等造成的,出行时间延长,等现象。,ATMS,主要特征,：
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