RFID技術快速公交信號優先控制系統設計
華夏物聯網報道:快速公交系統作為一種新型的客運模式,以其工程投資少、建設周期短、環境污染小、運輸效率高等優點而被認為是解決城市交通擁堵問題的有效方式之一,并在世界范圍內得到成功地推廣和應用。在世界諸多城市建設快速公交系統的大力影響和我國相關政策的有力推動下,國內交通界和各大城市開始把快速公交系統推到了緩解城市交通壓力的前臺,今后5年內,國內將有10座以上的城市建成快速公交系統,預計其總長度將達到300~500公里,日客流量達到200~400萬人次。本文依托由中國土木工程學會城市公共交通學會主持的建設部2006年科學技術項目:《巴士快速交通技術運營研究》(06-K4-38),對快速公交信號優先控制技術進行了重點研究,首先分析了國內外有關公交信號優先控制的策略,隨后對公交信號優先系統的控制目標和模式進行了研究,并在此基礎上提出了基于RFID技術的快速公交信號優先控制系統的設計原理,該方案可明顯減少快速公交車輛通過道路交叉口的時間,有效提高快速公交系統的運管水平和服務質量。
一、公交信號優先控制概述
對于公共交通系統而言,造成車輛運營工作延誤的原因主要有兩種:站臺延誤和交叉口延誤。站臺延誤可通過站臺設計優化、車輛乘降優化來減小;交叉口延誤一般采用交叉口公交車輛信號優先來解決。在道路交叉口,公交信號優先可為公交車輛(公共汽車、客運車輛、有軌電車等)提供便捷的優先通行服務,由此降低公交車輛的行程時間和排隊等候綠燈放行的時問,從而提高其準點率和服務水平。公交信號優先不僅要提升公交車輛交通的運行效益,而且要盡量降低對其它車輛行人交通等產生的負面影響。目前,國內外有關公交信號優先控制的策略主要有[4]:
(1)實時控制
系統依靠獲取的不斷變化的信息進行決策控制,系統要求具有車輛位置、路口交通流狀態等信息的采集手段,以及在此基礎上合理的控制邏輯,有較好的適應性與有效性。
(2)固定配時控制
系統依照給定區域內的常規情況來進行信號控制,不需要經常性地進行信息采集與更新,系統按照預設的方案進行控制而不是時刻變化的交通信息。系統考慮的條件通常是分時段的路口交通流量情況以及公交車輛通過路口的需求;
(3)運營計劃控制
優先決策是依據公交車輛的運行計劃執行的,信號控制與運營計劃結合的方式有多種,如參照靜態運營計劃或動態運營計劃,需要信號控制系統與公交運營企業建立可靠的通信手段保證計劃的及時傳[FS:PAGE]輸;與實時控制的主要區別在于系統可以不關心具體的車輛位置,僅靠運營計劃制定路口的相位控制方案。
(4)車輛間隔控制
以公交車輛通過路口的時間間隔為控制參考指標,防止串車現象的發生,在客運低峰期可以提高運輸效率,比較適合交通狀況良好、公交運輸需求不高的情況,具有一定的公交運營管理的作用。
二、公交信號優先控制需求
1.公交信號優先控制目標
“公交優先”的概念包括兩方面的含義,即對公共交通在通行“空間”和“時間”上給予優先。所謂“空間優先”是通過設立公交專用道來實現;所謂“時間優先”則體現在為公交車提供優先通行信號。快速公交在土建施工時設計了公交專用道,在“空間”上已保證公交車輛的優先,因此,優先信號最佳控制是提高快速公交系統運營效率的有效措施。快速公交車的載客量顯然遠大于社會車輛和一般公交車輛,是效率化的運輸方式,因此,快速公交車通過道路交叉口時理應享有更大的通行權。
信號優先系統并不僅要考慮公交車輛通過路口的需求,還要保證路口交通的正常秩序。因此,在兼顧以上兩種因素的基礎上,制定了以下的優先控制目標:
(1)實現公交車輛識別,進行有針對性車輛的路口優先;
(2)制定完整的信號優先方案,可以滿足不同情況下的公交優先需求;
(3)選擇合適的優先策略提高車輛路口通過率;
(4)實現車輛運營計劃與交通信號的協調控制。
2.公交信號優先控制方式
根據國內外信號優先系統的實施經驗,針對交通基礎設施情況及交通流量實際情況,在進行公交信號優先系統設計時,可采用以下技術路線[4]:
(1)信號優先控制模式
信號優先系統應當具備多種模式工作的能力,主要應具備的幾種模式為:
系統控制下優先
這是信號優先系統的最終目標,但由于這種方式需要大量的分析、交通調查等準備工作,并且在實施過程中要進行不斷地調整,才能達到預期的效果,因此在項目建設期間該種方式的實現往往會滯后其他系統正式運營;
系統監視下的本地優先
在系統控制優先未能實現的情況下,依靠此方式實現路口的優先控制,為異常情況下人為介入信號控制提供支持。
本地控制下優先
作為系統緊急情況下控制方案,例如在通信鏈路故障時,路口仍能夠行使信號優先的控制職能。
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