基于BRT驻站控制的交叉口公交优先车速引导研究

张 鹏，李 潇，张 莉，黄夏卉

(江苏大学汽车与交通工程学院 ，江苏 镇江 212000)

1 公交车车速引导方案

本篇采用BRT公交作为研究对象，路段示意图如图1所示。我们假设公交车的行驶速度在[v1,v2]之间，取vm作为默认的行驶速度，设A点即该路段起始点与交叉路口之间的距离为L,A与B站之间的距离为L1，B站与交叉口之间的距离为L2，我们设车辆从A到B站之间匀速行驶的时间为tAB,tAB=L1/vm,从B站匀速通过交叉口的时间为Tj,Tj=L2/vm,我们取乘客在站台上下车的平均时间Tave,假设过程中用的是极限状态的数据，可以保证计算中数据的准确性。

根据上述的介绍我们进行了以下BRT车速诱导的讨论。

图1 交叉口示意图

我们设公交车以正常车速到交叉口的时刻为TX，在从A行驶到交叉口这段路之间公交车通过加速和减速所能改变的最大时间为：

(1) A到B站之间车辆减速改变的最大时间：

(1)

(2) A到B站之间车辆加速改变的最大时间：

(2)

(3) A到交叉口之间车辆加速改变的最大时间：

(3)

设车辆驻站时间即上下客时间Tave为固定值，为了让公交车可以利用红灯停车的时间或者绿灯多余的时间进行乘客的上下车，我们进行了一个周期的时间分配，将分成以下4种情况。

(1) 公交车在[t0,t1]之间到达站台时，公交车可在黄灯亮起之前完成乘客的上下车并以原始速度驶离交叉口即v=vm；

(2) 公交车在[t1,t2]之间到达站台时，则需要提高车速使其在t1之前到达然后再匀速通过交叉口即情况同(1)，提高后的车速为

(4)

(5)

(4)公交车[t3,t5]之间到达站台时，车辆没有办法在黄灯启动之前完成上下客，所以我们采取降低车速，使公交车在黄灯启动后到达B站再利用红灯停车的时间进行乘客的上下客过程，减速后的车速为

(6)

图2 公交车到达站台时刻示意图

2 实例研究

本文以常州BRT中b10线路中的某路段为例说明本方法的具体应用，从汉江路泰山路到新北区政府北之间为有交叉口，两个站之间的距离为655 m，周期为绿灯60 s，黄灯2 s和红灯48 s。根据调查BRT10线路首班车在6∶00出发，末班车在20∶00结束。平均一趟的时间间隔为15 min。上下客时间根据调查取平均值Tave=30 s，根据上述算式得到了以下几种情况。

(1)当车辆在6∶17发车时，可匀速行驶通过交叉口，则不用进行车速引导，即采取车速为25 km/h；

(2)当车辆在6∶22发车时，无法在匀速行驶的情况下顺利通过交叉口，故进行车速引导采取加速的引导策略，根据式(4)计算得加速后的速度为42.6 km/h大于vmax=40 km/h，所以我们加速取v1=40 km/h；

(3)车辆在6∶26发车时，无法匀速通过交叉口，所以我们建议在情况(2)的基础上进行第二次加速，根据式(5)计算得到第二次加速后的速度为39 km/h；

(4)车辆在6∶30发车时，此时信号灯在红灯区间，因此为了避免二次停车我们采取减速行驶，利用红灯时间进行上下客。根据式(6)计算得减速后的速度为20.7 km/h，此时可以利用红灯上下客，避免了二次停车的情况。

按照上述计算的速度都可以使车辆在各自的情况下不进行二次停车的通过交叉口。

并且我们到实地进行了观察研究，研究数据及结果整理如表1。

表1 常州BRT B10线路车速调查及改进情况

根据上表我们发现在调查时间段内有50%的车辆不做引导可以通过，有50%的车辆在没做引导的情况下不能通过，但是按照我们方案引导下车辆均可以顺利的通过交叉口而不停车，减少了延误时间。使平均停车次数减少50%，总的节约时间为30%。大大的提高了车的效率。

3 结 语

本文结合信号灯配时，提出了车速引导策略，给出了公交车辆信息采集的方案，并以常州BRT中B10线某路段为例，对比分析了引导系统实施的优越性。结果表明：对公交车辆进行车速引导，使其在设计时刻区间内从车站发车，避免车辆在交叉口的二次停车，有助于减少公交车辆的延误，综合交叉口的信号配时，可降低油耗减少污染。

我国正处于城市化快速发展时期，现交通发展已远远不能满足社会发展和人民出行的需要，树立公交优先发展理念、将公共交通放在城市交通发展的首要地位，对从根本上缓解交通拥堵现状、改善环境污染有着积极的、重要的作用。

[1] 李鹏凯,杨晓光,吴伟,等.车路协同环境下信号交叉口车速引导建模与仿真[J].交通信息与安全，2012,30(3)：136-156.

[2] 黄峰.基于车路协同的单交叉口公交优先方法研究[D].上海应用技术学院计算机科学与信息工程学院，2015.

[3] 李慧.城市道路单交叉口不停车通行路侧诱导系统研究[D].山东理工大学交通运输工程学院，2012.