常规公交系统公交信号优先控制算法研究
孟小岳;何祖军
【摘要】The urban traffic problems has increasingly received more and more attention by people, developing transportation is one of effective methods to solve traffic jam. According to the problem of bus priority, bus signals priority control system is established which based on conventional public traffic system, put forward control algorithm of bus signals priority which based on conventional traffic respectively in single-phase and multi-phase, provide theoretical basis for public traffic signal control system of urban traffic.%城市交通问题已日益受到人们的关注,大力发展公共交通是解决交通拥堵的有效方法之一.针对公交优先问题,建立了常规公交系统下的公交信号优先控制系统.提出了常规交通分别在单相以及多相下的公交信号优先控制算法,为城市交通公共交通信号控制系统的设计提供了理论依据.
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2011(011)011
【总页数】5页(P2529-2532,2557)
【关键词】公交系统;公交信号;优先控制
【作者】孟小岳;何祖军
【作者单位】江苏科技大学,镇江,212003;江苏科技大学,镇江,212003
【正文语种】中文
【中图分类】U491.17
随着我国城市化进程的加快,汽车的保有量大大提高,城市交通拥挤逐渐加剧,交通环境也随之恶化,城市交通问题日益严峻越来越受到人们的关注。我国作为世界人口最多的国家,城市人口密集,人均资源相对短缺,人们对于公共交通的需求高于任何国家。大力发展城市公共交通,不仅是缓解城市交通拥堵的有效措施,也是改善城市居民生活环境,提高人们生活水平、促进城市可持续发展的必然要求。
城市交叉口是交通的瓶颈,车流的延误主要发生在交叉口信号阻滞。利用交通信号控制方法减少公交车在交叉口产生的延误,保证公交运行的快捷、准点,为居民出行提供更大的便利。因此公交信号优先手段是实现“公交优先”战略的重要技术手段之一。公交信号优先控制是一种对公交车辆的利益优先考虑的信号配时技术,依据检测到的公交车辆和社会车辆的信息,通过信号配时技术优先公交车辆在交叉口通行权,达到的公交优先的目的[1]。
介于以上背景,本文主要研究常规公交信号优先控制算法,主要包括单相常规公交优先信号控制算法和多相常规优先信号控制算法,研究成果为城市交通信号控制系统设计提供理论依据。
1 常规公交系统公交信号优先控制系统
公交优先信号控制系统由公交信息采集模块、公交信息传输模块、公交信息储存及处理模块、公交信号优先服务模块、交叉口运行效率评价模块五个部分组成[2],如图 1。
图 1 公交优先系统基本模块
1.1 公交信息采集模块
公交信息采集利用安装在信号交叉口和公交车上的检测器对公交车流数据进行采集,从而获得公交车的速度、位置等信息;主要根据公交信息检测需求,在不同位置布设
公交检测器,本模块是公交信号优化控制系统的基础模块,直接关系到公交信息的获取方式及相关的公交信号优先算法。
1.2 公交信息传输模块
公交信息传输通过通信链路将其采集到的公交车数据传输至信号机或者控制中心;是联系公交信息检测器及控制机或控制中心的中间链路。本模块根据公交检测器的类型选择不同公交信息传输方式并根据公交信号优先控制方式选择公交信息传输路径,最后将检测器采集到的数据信息传输到信号机或者控制中心。
1.3 公交信息存储及处理模块
本模块对上传的公交信息进行筛选、存储,并根据上传数据提取出所需的信息,如车速、位置等,为公交信号优先系统的控制算法提供支持,从而将控制算法得到的优化结果传输至信号机中。
1.4 公交信号优先服务模块
本模块主要是指信号机获得控制中心或信号机自身的处理器所处理的信息后,通过信号机显示公交信号优先结果以给公交车提供优先服务。
1.5 交叉口运行效率评价模块
由于公交信号的优先,打乱了该交叉口的信号配时,因此该模块分析公交信号优先服务对整个交叉口的运行效率及服务水平造成的影响,从而使得公交车的优先不会造成交叉口服务水平下降。
2 单相常规公交优先信号控制算法
单相常规公交优先信号控制即只有一个相位有公交车的公交信号优先控制方式。这种情况下,公交车流量较小,优先级别较高,但是不可忽视公交车信号优先对社会车辆造成的影响,要实现在不造成其它相位车辆发生拥堵情况下,尽量减小公交车的延误并使其通过交叉口[3]。
2.1 公交车红灯期间到达优先算法
公交车在红灯期间内到达检测器说明目前显示绿灯相位不是公交相位,那么在非公
交相位的检测时刻就要对公交车的优先方式进行选择[4]。具体控制算法如下:
1)安装在公交专用道上的检测器每检测到一辆公交车,就根据时间预测模型预测这
辆公交车到达交叉口停车线的时刻,并把这些预测数据存放在公交车到达数据库中。
2)在非公交相位,通过检测器获取公交车的到达时间数据,判断在上一周期公交相位
绿灯结束时刻与本周期当前相位压缩绿灯时间结束时刻之间是否已经有公交车停车等待要通过交叉口。如果已经有公交车停车等待,则在当前相位压缩绿灯终止时刻
提前启亮下一相位绿灯;否则,继续下一过程。
3)判断在当前相位的压缩绿灯时间和基础绿灯时间内是否有公交到达交叉口停车线。若有公交车到达停车线,则要压缩当前相位绿灯相位时间,并以当前相位的压缩绿灯
时间为最小值,选取最早到达停车线的公交车的到达时刻作为当前相位的绿灯终止
时刻;否则,等到当前相位基础绿灯时间结束后再启亮公交相位。
其具体控制流程如图 2所示。
图 2 公交车在红灯期间内到达的控制流程
2.2 公交车绿灯期间到达优先算法
公交车在相位绿灯时间内到达检测器说明当前显示绿灯相位是公交相位,那么在公
交相位的检测时刻就对公交车的优先方式进行选择[5]。具体控制算法如下:
1)安装在公交专用道上的检测器每检测到一辆公交车,就根据时间预测模型预测这
辆公交车到达交叉口停车线的时刻,并把这些时间数据存放在该方向的检测数据库中。
2)在公交相位的检测时刻,根据检测器检测到的公交车的到达情况,并依据上一周期
公交相位的优先状态和各相位的显示绿灯时间等数据,计算本周期公交相位的最大
绿灯时长。
3)根据检测器在公交相位检测到的数据,判断当前相位到达的所有公交车中是否有
一些公交车在在临界绿灯时间和最大绿灯时间之间到达交叉口停车线。若有公交车到达停车线,那么就继续当前相位,且选择满足条件的时刻中最大值作为该相位的终止时刻。如果没有公交车到达停车线,则根据上一周期公交相位优先状态确定本周期各相位绿灯时间的执行,并对非公交相位进行补偿。
其具体控制流程如图 3所示。
图 3 公交车在绿灯期间到达的控制流程
3 多相常规公交优先信号控制算法
多相常规公交优先信号控制是指多个相位均有公交车到达,需要权衡多相位公交优先权的控制方式。与单相常规公交优先信号控制相比,这种情况下公交车流量较大,优先级别较低。须考虑各个相位公交车的到达情况,同时还要保证非公交相位不发生交通拥堵。当多个相位都有公交车到达的情况下,采用就近原则的控制方式,即当前相位到达的公交车优先级别最高,非当前相位的公交车的优先级别按本周期后续各相位显示顺序逐次递减,离当前相位越近,越优级别越高。多相常规公交优先信号控制中公交车辆的延长和压缩范围相对较小,各个公交相位相互限制[6]。
假设在 t0时刻控制中心接到检测器发来的 i相位的公交优先申请,首先判断在 t0时刻 i相位显示绿灯还是红灯。
若此时 i相位正显示绿灯,那么就对 i相位进行绿灯延长处理,使该公交车在最大绿灯时间内通过交叉口,绿灯延长的极限为最大绿灯时间。同时,查看其它相位是否有公交优先申请,若其它相位也有公交优先申请,使得 i相位绿灯时间正在被压缩,则根椐就近原则,跳出压缩模块,先对 i相位进行绿灯延长处理,并保留其他相位的公交优先申请。
若此时 i相位正显示红灯,则判断该公交车到达交叉口停车线的时刻 t1在 i相位的灯色。若该公交车到达交叉口停车线的时刻 t1交叉口显示绿灯,则该公交车可以直接通过交叉口;若 t1时刻 i相位显示红灯,则首先查看其他相位是否正在进行绿灯延
长处理,若有某一相位正在绿灯延长,那么需要等待其相位绿灯延长处理完之后,再考虑 i相位的公交优先申请。接着再判断下一显示绿灯相位是否为 i相位,如果是 i相位,就对当前相位进行绿灯压缩处理;如果不是 i相位,则对当前相位进行绿灯压缩处理后,仍然保留优先申请,继续判断。
其具体控制流程如图 4所示。
图 4 多相常规公交信号优先控制流程
多相常规公交优先信号控制实际上包括两层,第一层为常规公交优先信号控制总体流程,如图 4所示。在每次循环后,根据流程图中的每个判别状态,进入相应的处理模块(包括绿灯延长模块和绿灯压缩模块)。第二层是第一层的子流程,包括绿灯延长模块控制流程和绿灯压缩模块控制流程。
绿灯压缩模块控制流程,运用在当前相位没有公交车到达,而其它相位有公交车到达的情况下。是指对当前显示绿灯相位进行绿灯时间压缩的处理过程,控制方法是缩短当前相位的绿灯时间,提前启亮下一相位绿灯。
绿灯延长模块控制,是对当前相位的显示绿灯时间进行优化的过程,它是运用在当前显示绿灯相位有公交车到达的情况下。在绿灯延长模块中,首先判断公交车到达停车线的时刻在本相位是否仍然显示绿灯,若仍是绿灯,则该公交车直接通过交叉口;若显示红灯,则需要以最大绿灯时间为限制,接受公交优先申请,延长该相位的绿灯时间,使该公交车可在本周期内通过交叉口。最大绿灯时间必须小于本相位的内置最大绿灯时间,若大于,则设本相位的内置最大绿灯时间为该周期本相位的最大绿灯时间。
4 结论
随着城市化进程的不断深入,我国汽车保有量逐年增加,城市交通问题越来越严重。而城市公共交通在城市交通受益人数最多,同大多数城市居民生产、生活等活动密切相关,在城市交通中占有重要的地位与作用。因此,大力发展城市公共交通,是解决城市交通问题、提高城市生活质量、促进城市可持续发展的最有效途径之一,本文
针对于常规公交系统的信号优先问题,在前人研究的基础上进一步深化了单相常规公交信号优先和多相常规公交信号优先的研究,使信号优先的控制模型的准确性更高,研究成果将为城市公交优先控制提供新思路。
参考文献
【相关文献】
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BRT信号优先控制系统研究及实现 【摘要】本文主要探讨快速公交系统（bus rapid transit，简称brt）这一新兴的公共交通客运系统的信号优先技术、brt中心信息管理平台研发与实现，充分挖掘了交通信号系统的时间冗余，探索在我国复杂的城市道路交通状况下，既保证brt车辆时间优先又维持了路口交通正常秩序的有效解决方案。 【关键词】快速公交，brt，信号优先，brt管理平台 abstract： this paper mainly discusses the bus rapid transit system (bus rapid transit, hereinafter referred to as the brt) this emerging public transport passenger system signal priority technology, brt center information management platform design and implementation and fully exploit the traffic signal system of time redundancy, explore in our country complex urban road traffic conditions, not only ensure brt time priority, and maintain the vehicle at the normal order of traffic effective solutions. key words： bus rapid transit； brt；signal priority； brt management platform 中图分类号：u491.1 文献标识码：a文章编号： 引言： 优先发展城市公交是提高交通资源利用效率，缓解交通拥堵的重
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、交通管理控制系统，并与之有紧密的联系。公交信号优先系统的有效实现则是在通过在这几个模块之间进行信息的交互，实现对公交车辆的优先信号控制。这几个子系统则是在以下组成元素之间实现信息的通信和交互：道路检测系统，公交信号优先控制系统，网络及通信系统，中心管理系统。 ● 道路检测系统：道路检测系统分为非专用道社会车辆检测子系统与专用道公交车辆检测子系统，主要用于完成公交车辆识别、检测公交车辆到达情况、社会车道交通流状态等。 ● 公交信号优先控制系统：主要包括交叉口道路交通信息采集、信号控制机信息，生成与执行公交优先通行方案。 ● 中心管理系统：在公交调度与管理和交通管理与控制各系统的统一协调下，监控公交信号优先的实施频率和时间，进行合理的干预和撤销，防止对整个交叉口或干线的严重影响。同时并对系统的配置、事件进行详细记录，并提供报表等功能。道路检测子系统 公交车辆检测系统是依托公交信号优先策略而存在的一个相对独立检测系统。公交信号优先算法的实施需要获取更全面的交通信息，包括公交车辆的运行状态。公交车辆检测系统的检测信息是针对公交车辆运行状况对交叉口交通状况进行补充。道路检测子系统分为非专用道社会车辆检测子系统与专用道公交车辆检测子系统。非专用道社会车辆检测子系统 本文设计在主道选用视频车辆检测设备，在横向道路选用无线地磁采集设备，采集与专用道平行的社会车道以及横向车道的交通流状态信息，用以综合研判公交优先策略，以及分析公交专用道的运行对社会车道的影响。视频车辆检测系统主要由视频车辆检测摄像机、控制主机、补光灯、通讯设备、室外机箱组成，系统自动检测到的交通参数和过车信息由控制主机通过有线网络传输给信号优先控制主机来实现公交优先的功能。视频车辆检测系统具备抓拍经过车辆照片、牌照识别，检测车辆在检测范围内不同时刻的位置及速度、驶入检测区域及驶出检测区域的时间，经过车道等信息。
以我给的标题写文档，最低1503字，要求以Markdown 文本格式输出，不要带图片，标题为：公交信号优先方案 # 公交信号优先方案 ## 1. 引言 公交车作为城市交通系统中的重要组成部分，为广大市民提供了便利的出行选择。然而，由于道路拥堵和信号灯控制不合理等因素，公交车在道路上的行驶速度受到了限制，影响了公交车的时刻表准确性和运营效率。为了提高公交车的运营效率和乘客出 行体验，许多城市开始实施公交信号优先方案，即通过合理的信号控制手段，优先保 障公交车辆的行驶。 本文将介绍公交信号优先方案的背景和目的，并分析了目前常用的几种公交信号优先 方案，最后总结了公交信号优先方案的一些优势和未来发展方向。 ## 2. 背景和目的 公交信号优先方案是针对城市公交车在正常行驶过程中遇到的信号灯处于红灯状态的 问题而提出的。在传统的交通信号控制系统中，信号灯的控制是根据道路上车辆的流 量和信号时间参数进行调整的，而没有考虑到公交车辆的特殊需求。 公交信号优先方案的目的是通过改变信号灯的控制策略，使得公交车可以在遇到红灯 时获得优先通过的权利，从而提高公交车的运营效率和乘客的出行速度。公交信号优 先方案不仅可以减少公交车在红灯等待的时间，还可以增加公交车的可靠性和准点率，提升市民对公交系统的满意度。 ## 3. 常用的公交信号优先方案
### 3.1 绿波公交优先 绿波公交优先是一种基于信号灯控制的公交车优先方案。在这种方案中，信号灯系统 通过对公交车辆的运行速度和时刻表进行实时监控，根据公交车的位置和行进速度来 调整信号灯的周期和相位，使得公交车能够顺利通过绿灯，实现“绿波”通行。 绿波公交优先方案的优势在于能够提高公交车的运行速度和准点率，减少乘客等待时间，提升市民对公交系统的信赖和满意度。然而，该方案的实施需要对信号灯系统进 行改造和升级，成本较高，而且对交通流量和公交车辆的实时信息要求较高。 ### 3.2 GPS优化配时 GPS优化配时是一种通过利用卫星定位技术来实现公交信号优先的方案。在该方案中，公交车搭载了GPS设备，该设备可以实时获取公交车的位置和运行速度等信息。信号 灯系统根据GPS设备提供的数据，调整信号灯的配时方案，优先保障公交车的通行。 GPS优化配时方案相比于绿波公交优先方案，其实施成本较低，且对信号灯系统的改 造要求较小。然而，该方案也存在一些问题，例如公交车GPS定位信号的延迟和不准 确性可能导致信号灯的调整不及时，影响公交车的通行。 ### 3.3 红绿灯优先权 红绿灯优先权是一种通过改变信号灯的相位和时长来保障公交车的优先通行的方案。 在该方案中，信号灯控制系统可以根据接收到的公交车信号，提前改变信号灯的相位 和时长，使得公交车可以在遇到信号灯时优先通过。 红绿灯优先权方案相比于前两种方案，其优势在于实施成本相对较低且操作简单，不 需要对信号灯系统进行大规模改造。然而，该方案也存在一些问题，例如如果公交车 信号不及时或者信号灯控制系统故障，可能导致公交车无法获得优先通行权。
公交信号优先控制及其在BRT中的应用的开题报告 1.研究背景和意义 随着城市化进程的不断加快，城市道路交通拥堵问题日益突出。因此，通过优化交通信号系统来提高交通效率已成为缓解交通拥堵的重要手段。公交信号优先控制技 术是一种能够提高公交出行速度、保障公交优先通行的有效手段。在现代城市公交系 统中，BRT（Bus Rapid Transit）作为一种高效、舒适、环保的公交交通系统，已被广泛应用。因此，对公交信号优先控制技术在BRT中的应用进行研究，对BRT建设和交通优化具有重要意义。 2.研究内容和方法 本研究旨在分析公交信号优先控制技术在BRT中的应用，主要包括以下内容： （1）公交信号优先控制技术的原理和分类； （2）公交信号优先控制技术在传统公交系统中的应用； （3）公交信号优先控制技术在BRT中的应用； （4）公交信号优先控制技术在BRT系统中的效果分析。 在研究方法方面，本研究将采用文献综述和案例分析相结合的方法，对相关文献进行综合归纳，并通过案例分析对公交信号优先控制技术在BRT系统中的应用和效果 进行分析。 3.预期成果 （1）对公交信号优先控制技术在BRT中的应用进行深入研究，提出具体的应用措施； （2）探讨公交信号优先控制技术在BRT系统中的效果，为实际应用提供依据； （3）总结公交信号优先控制技术在BRT中的应用经验，为BRT建设和交通优化提供参考。 4.研究难点和问题 （1）如何将传统公交信号优先控制技术应用到BRT系统中，并进行相应的优化； （2）对于不同的道路类型和交通流量，如何确定合适的公交信号优先控制方案；
（3）如何将公交信号优先控制技术与其他交通优化手段相结合，实现整体路网优化。 5.研究意义和应用前景 本研究对于完善现代城市公交系统，提高公交运行效率，缓解交通拥堵，降低交通排放等方面具有重要意义。在未来，公交信号优先控制技术有望在BRT系统中得到进一步应用并得到推广，为城市公共交通运营及交通优化提供更加有效的技术支持。
公交优先控制 摘要：公交优先是交通管理中体现大众优先的一种政策，从优化交通流分配，节省整体 出行时间的角度来看，它是交通信号控制必须考虑的问题，如果不在道路交叉路口信号控制策略中体现公交优，即使有公交优先道路，公交车运营节省的时间也十分有限（统计数字表明仅节省5%-10%左右，因此研究在有公交专用道路条件下交通信号控制中的公交优先策略显得十分重要。我们不重在建路，而在于如何利用好如今有限的道路资源为更多的出行服务。而其中最有效的方法就是大力发展公共交通，实行“公交优先”这一战略措施。 1 公交特性 城市公共汽车具有各种各样的形式和规模，多数是拥有45〜55个座位的气压轮胎车辆， 沿着固定的线路并按照确定的时刻表定期地运营。公共汽车通常是柴油动力驱动的，但是在一些大都市（如墨西哥城和多伦多）有依靠架空电网为动力的无轨电车在运营。由于公共汽车在城市里与其他车辆共用道路，它比轨道交通的成本更低。适应性也更好。不过，按每乘客公里为基础计，公共汽车的燃油经济性和污染的排放要高于城市轨道交通。公共汽车在发展中国家是特别重要的，以印度为例，城市总出行的40%左右是乘坐公共汽车的。由于公共 汽车运营容易受到道路交通拥堵的影响，在特大城市中的运营速度相当缓慢。解决这量的措施是给于公共交通优先权，如开设公共汽车专用道和实施交通信号优先。 不少在城市公共汽车的主要功能是为轨道交通等干线服务，例如，渥太华和库里提巴，建设了公共汽车专有道路，使得气压轮胎式公共汽车在干线运营时能够实现轨道交通钢轮列车的高速度，同时也能作为常规公交服务在普通街道上英国利兹和伊普斯维奇，在道路条件限的走廊上利用高速公路的中央隔离带很好的实现了公共汽车专用道。由于有更高的运营速度，公共汽车专用道理论最大通过能力可达到单向 2 万人次/h 。 2 公交优先的发展史公交信号优先控制的研究历程可分为两个主要阶段： 第一阶段：1967 年至20 世纪90 年代初。主要针对混行车道（公交车辆与社会车辆混行）研究单点交叉口主动优先策略，研究成果在欧洲及美国得到了一定应用。20 世纪80 年代，公交信号优先研究和实践转入低潮，其原因可归结为：公交信号优先系统不能较好地满足社会车辆需求，经常打断社会车辆的信号协调，社会车辆受到显著的不利影响。这一阶段的公交信号优先策略独立于社会车辆信号控制策略，且大多针对单点交叉口。研究结果没有很好地解决信号优先程度、优先频率等问题，没能解决信号协调问题，也没能在公交车辆和社会车辆的运行效益间找到平衡点。车辆信息检测手段及通信手段落后也是造成公交信号优先控制效益未能充分发挥的重要因素。 第二阶段：20 世纪90年代至今。进入20 世纪90 年代后，随着交通拥堵加剧以及公交优先相关技术的发展，公交信号优先研究重新成为热点。这一阶段的研究主要从三方面展开：①如何降低公交信号优先对社会车辆的影响； ②如何协调公交信号优先控制策略与社会车辆信号控制策略； ③如何将公交信号优先控制融入整个信号控制系统。这一阶段，公交信号优先策略的控 制对象逐渐从单点交叉口转向沿线相邻交叉口群，控制目标逐渐从单纯追求公交车辆延误最小转向最小化性能指标值，或最小化公交车辆时刻表延误以及车头时距偏移；控制方法由逻辑判断转向基于规则和优化方法；优先策略不再独立于社会车辆信号控制，而是与社会车辆控制策略一起进行协调优化。该阶段的研究一定程度上缓解了第一阶段出现的问题，并推动了UTOPIA/SPOT
现代有轨电车信号优先控制策略研究 一、现状分析 有轨电车的信号优先控制是指在有轨电车和其他交通工具共用道路时，通过信号灯控 制实现有轨电车的优先通行。在传统的交通信号灯控制系统中，通常是按照时间间隔来控 制不同方向的车辆通行，而对于有轨电车来说，在公交专用道或区间与其他车辆共同运行时，往往需要更加灵活的信号优先控制策略。 目前，有轨电车的信号优先控制策略主要采用了两种方式，一种是时间控制，即制定 有轨电车专用的车辆优先通行时间段，以确保有轨电车在特定时间内能够优先通行；另一 种方式是基于车辆位置的控制，即通过监测有轨电车的位置信息，从而实现对有轨电车优 先通行的控制。目前这些方法在实际运行中存在着一定的不足之处，需要更加科学、智能 的信号优先控制策略来应对城市交通的复杂环境。 二、研究内容 1.需求分析 有轨电车的信号优先控制策略应能够满足不同情况下的需求，在高峰期实现有轨电车 的快速通行，在低峰期能够和其他车辆共同通行，不影响其他交通工具的正常运行。需要 对城市交通情况进行深入研究，分析有轨电车线路的运行状态，了解有轨电车的运行需求，从而制定出更加科学、灵活的信号优先控制策略。 2.工作原理 基于需求分析，我们可以建立起有轨电车信号优先控制的工作原理。根据有轨电车的 运行情况和城市交通状况，制定出有轨电车信号优先控制的车辆通行策略，在不同的时间 段和路段进行不同的信号控制。通过实时监测有轨电车的位置信息和运行参数，实现对有 轨电车的智能化控制，提高有轨电车的运行效率和安全性。通过联网设备和智能信号灯控 制系统，实现对有轨电车信号优先控制的远程监控和调度，确保有轨电车在城市交通系统 中的顺畅运行。 3.技术支撑 在有轨电车信号优先控制策略中，需要依托一系列的智能化技术来支撑其正常运行。 需要设计高精度的定位系统，实时获取有轨电车的位置信息；需要运用先进的数据处理和 分析技术，对有轨电车的运行情况进行准确判断和预测；还需要借助智能交通设备和信息 化管理系统，实现对有轨电车信号优先控制的实时监控和调度。这些技术的支撑将使得有 轨电车信号优先控制策略更加智能化、高效化。 三、关键技术研究
智能轨道交通信号控制系统优化中的算 法研究 随着城市交通流量的不断增加，智能轨道交通逐渐成为人们在城市出行中的首选。然而，随着轨道交通系统的发展，线路复杂、信号控制多变的问题也日益凸显。为了提高轨道交通运行效率和安全性，智能轨道交通信号控制系统的优化成为了研究的焦点之一。 在智能轨道交通信号控制系统优化中，算法的研究是关键。通过合理选择和设计算法，可以有效地优化信号控制系统，提高交通运输效率和安全性。本文将从几个关键的算法角度探讨智能轨道交通信号控制系统的优化问题。 首先，进化算法在智能轨道交通信号控制系统中的应用是研究的热点之一。进化算法是一类仿生优化算法，具有全局寻优能力和自适应性。以遗传算法为代表的进化算法在信号控制系统的优化中得到了广泛应用。通过将信号控制系统中的参数进行编码，通过自然选择、交叉和变异等操作，可以在解空间中不断搜索最优解。进化算法在智能轨道交通信号控制系统中能够有效地优化信号时长、绿灯间隔时间等参数，提高交通运行效率。 其次，多目标优化算法也是智能轨道交通信号控制系统优化中的重要算法之一。智能轨道交通信号控制系统往往涉及多个目标，如减少交通拥堵、提高运行效率、减少排放等。传统的单目标优化无法有效地解决这些多目标问题。而多目标优化算法则可以在保证各个目标之
间的平衡性的前提下，获得一组近似最优解。常见的多目标优化算法 包括NSGA-II、SPEA2等，它们通过非支配排序、拥挤距离度量等策略，将多个目标进行综合考虑，得到一组优秀的解集，供决策者选择。 另外，深度学习算法在智能轨道交通信号控制系统中的应用也值得 关注。深度学习算法以神经网络为基础，通过多层次的数据处理和特 征抽取，能够自动学习交通状态和规律。在信号控制系统优化中，深 度学习算法可以通过训练大量的交通数据，学习到不同交通流量下的 最优信号控制策略。通过实时监测和智能决策，深度学习算法能够实 现智能轨道交通信号控制系统的自适应优化。 除了以上几个算法之外，模拟退火算法、蚁群算法等也在智能轨道 交通信号控制系统优化中有所应用。这些算法通过不同的机制和策略，可以在搜索解空间中寻找最优解，并且具有一定的自适应能力。在轨 道交通系统中，这些算法可以结合实际道路网络拓扑和交通流量数据，采用适应性的策略进行信号控制系统的优化。 综上所述，智能轨道交通信号控制系统优化中的算法研究是提高交 通运行效率和安全性的重要手段。进化算法、多目标优化、深度学习 等算法在该领域有着广泛的应用。未来，随着技术的不断进步和数据 的丰富，这些算法将进一步完善和创新，为智能轨道交通系统的优化 带来更多可能性。同时，研究者也应注重算法的实际应用性和可操作性，结合实际的交通环境，进一步推动智能轨道交通系统的发展。
单点公交优先感应控制方法研究 单点公交优先感应控制方法研究 摘要：随着城市化的快速发展和交通拥堵问题的日益严重，公共交通成为解决城市交通问题的重要手段之一。其中，公交车拥有较大的运载量和较快的出行速度，因此公交优先是提高交通效率的有效途径。本文针对单点交叉口的公交优先问题进行研究，提出了一种基于感应控制的方法，通过交通信号灯控制和公交车优先进出的动态调度，实现了单点交叉口的公交优先运行。 关键词：单点公交优先，感应控制，交通信号灯，动态调度，交通效率 一、引言 随着城市交通拥堵问题的日益严重，提高交通效率成为城市交通规划的重要目标。而公共交通作为一种快速、环保的交通方式，可以有效缓解交通拥堵问题。因此，公交优先成为提高交通效率的重要手段之一。 单点交叉口作为城市道路交通系统中的重要组成部分，常常是交通拥堵的瓶颈所在。如何合理安排交通信号灯的周期和相位，使得公交车能够快速、顺利地通过交叉口，是提高交通效率的关键之一。因此，研究单点交叉口的公交优先感应控制方法具有重要的理论和实际意义。 二、相关工作 目前，关于公交优先的研究已经有了一定的成果。国内外学者提出了多种公交优先的方法，如固定优先方案、绿波优化方案、公交车道设置等。这些方法往往通过固定的时间或空间间隔来给予公交车辆优先通行权，但无法适应交通流量的变化
和交叉口的实际情况。 与传统的固定优先方案相比，感应控制方法能够根据实时的交通流量和公交车辆的需求进行动态调整，从而实现更加灵活和高效的公交优先运行。因此，本文将重点研究基于感应控制的单点公交优先方法。 三、方法 本文提出的单点公交优先感应控制方法主要包括交通信号灯控制和公交车优先进出的动态调度两部分。 3.1 交通信号灯控制 针对不同的交通流量和交叉口的实际情况，本文采用自适应控制算法来调整交通信号灯的周期和相位。具体步骤如下：（1）采集交通流量和公交车辆信息：通过设置传感器和摄像头，实时采集交通流量和公交车辆的实时信息。 （2）分析交通状态和公交车需求：通过对采集的数据进行分析和处理，得到当前交通状态和公交车的需求情况。 （3）计算交通信号灯周期和相位：根据交通状态和公交车需求，运用自适应控制算法计算出最适合的交通信号灯周期和相位。 （4）调整交通信号灯周期和相位：根据计算结果，实时调整交通信号灯的周期和相位，以使交通流量和公交车辆能够得到合理的控制和调度。 3.2 公交车优先进出的动态调度 根据实际情况，本文提出了一种基于感应控制的公交车优先进出的动态调度方法。具体步骤如下： （1）识别公交车辆：通过车辆识别系统，实时识别公交车辆，并获取其位置和速度信息。 （2）预测公交车到达时间：根据公交车的位置和速度信
公交信号优先系统开题报告 公交信号优先系统开题报告 一、引言 公交信号优先系统是一种利用先进的交通技术，通过改变信号灯的控制方式， 使公交车辆在道路上能够更快、更顺畅地行驶的系统。这一系统的主要目的是 提高公交车辆的运行效率，缓解城市交通拥堵问题，为乘客提供更加便捷的出 行体验。本文将就公交信号优先系统进行研究，探讨其设计原理、实施效果以 及可能面临的挑战。 二、设计原理 公交信号优先系统的设计原理基于交通信号灯的控制。传统的信号灯系统是按 照固定的时间间隔进行控制，而公交信号优先系统则通过实时监测公交车辆的 位置和行驶速度，根据其实际情况来调整信号灯的控制方式。当公交车接近信 号灯时，系统会及时将信号灯改为绿灯，以便公交车能够顺利通过。这样一来，公交车辆就能够减少等待时间，提高运行效率。 三、实施效果 公交信号优先系统在实际应用中已经取得了一定的效果。首先，该系统能够有 效减少公交车辆的行驶时间，提高运行速度。研究表明，公交信号优先系统能 够使公交车辆的平均速度提高约10%，这对于缓解城市交通拥堵问题具有重要 意义。其次，该系统还能够提高公交车辆的准点率，提升乘客的出行体验。通 过减少等待时间，乘客能够更加方便地乘坐公交车，提高出行效率。最后，公 交信号优先系统还能够降低公交车辆的燃油消耗，减少环境污染。由于公交车 辆能够更加顺畅地行驶，减少了急刹车和急加速的情况，从而降低了燃油的消
耗量。 四、挑战与解决方案 尽管公交信号优先系统具有很多优势，但是在实施过程中也面临着一些挑战。 首先，系统的建设和维护成本较高。公交信号优先系统需要安装一系列的监测 设备和控制装置，这需要耗费一定的资金和人力物力。其次，系统的可靠性和 稳定性也是一个问题。由于系统涉及到复杂的数据处理和通信技术，一旦出现 故障，可能会影响到整个交通系统的正常运行。因此，建设方需要加强对系统 的维护和监控，及时排除故障。此外，公交信号优先系统还需要与其他交通管 理系统进行协调，确保整个交通系统的顺畅运行。 为了解决这些挑战，我们可以采取一系列的措施。首先，可以通过引入私营资本，吸引社会资本的参与，降低系统建设和维护的成本。其次，可以加强对系 统的监控和维护，建立完善的故障排除机制，确保系统的可靠性和稳定性。最后，可以加强政府部门的协调和合作，建立统一的交通管理平台，确保公交信 号优先系统与其他交通管理系统的有效对接。 五、结论 公交信号优先系统是一种利用先进的交通技术，提高公交车辆运行效率的系统。通过改变信号灯的控制方式，使公交车辆能够更快、更顺畅地行驶。该系统在 实际应用中已经取得了一定的效果，能够减少公交车辆的行驶时间，提高运行 速度，提高乘客的出行体验，并降低燃油消耗。然而，在实施过程中也面临一 些挑战，如高建设和维护成本，系统的可靠性和稳定性等。为了解决这些挑战，可以采取引入私营资本、加强监控和维护以及加强政府协调等措施。通过不断 完善和优化，公交信号优先系统将为城市交通带来更大的便利和效益。
交通信号控制系统研究综述 近年来，随着城市化的快速发展，交通问题逐渐成为城市发展 的瓶颈之一，而交通信号控制系统作为解决城市交通问题的一种 重要手段，受到越来越多的关注。本文将从交通信号控制系统的 发展历程、技术路线和研究现状等方面进行综述。 一、发展历程 交通信号控制系统的发展可以追溯到上个世纪50年代，当时，美国和英国分别研制出了第一代交通信号控制系统。这些系统主 要依靠机械开关和电气传输进行信号传输和控制，效率较低，缺 乏智能化管理。 上个世纪60年代，冯.诺依曼提出了“存储程序控制计算机”的 概念，促进了计算机技术在交通信号控制系统中的应用。随着计 算机技术的不断进步，交通信号控制系统也逐渐实现了自动化和 智能化。 上世纪90年代以来，交通信号控制系统在数字通信、光通信、遥测遥控、人工智能等领域得到了进一步发展，逐渐出现了一些 模块化、可扩展和可维护的信号控制系统，如美国的SCOOT系统、欧洲的UTC系统等。 二、技术路线
交通信号控制系统的技术路线主要包括硬件系统、软件系统和 通信系统。 硬件系统是指交通信号控制系统的各种硬件设备，如信号灯、 控制器、交通检测器等。随着技术的进步，硬件系统的设计越来 越舒适，越来越智能化。 软件系统包括信号控制程序、交通仿真软件、数据处理和分析 软件等，主要负责计算机的逻辑控制和数据处理。 通信系统是指交通信号控制系统的各部件之间的通信网络，包 括有线通信、无线通信和互联网等。通信系统的优良性可以提高 系统的响应时间和可靠性，同时也可以为实时监测提供支持。 三、研究现状 目前，关于交通信号控制系统的研究主要分为以下几个方向： 1.算法研究：包括最优控制算法、仿真算法、模糊控制算法等。主要目的是提高系统的效率和稳定性，减少交通拥堵和事故率。 2.优化设计：包括控制器的设计、信号灯的布局等。主要目的 是通过优化系统结构和布局，提高系统稳定性和扩展性。 3.智能决策：包括应用人工智能技术和自学习算法，实现智能 决策和自适应调整。主要目的是提高系统的智能化和自适应性。
交通工程智能交通信号控制的优化算法 智能交通信号控制是现代交通工程中的一个重要领域，旨在通过优 化信号控制策略，提高交通效率、减少交通拥堵、改善交通安全。本 文将介绍几种常见的智能交通信号控制优化算法，包括基于流量调节 的算法、基于车辆优化的算法以及基于机器学习的算法。 一、基于流量调节的算法 基于流量调节的算法主要通过根据交通流量情况来调整信号灯的时长，以实现最优的交通信号控制效果。其中，有两种常见的算法：绿 波带控制算法和短周期控制算法。 绿波带控制算法是通过将一系列相邻交叉口的信号灯协调设置，使 得车辆在一定速度下在这些交叉口上可以连续通过。这样可以有效减 少交通堵塞和排队长度。短周期控制算法则是将信号周期缩短到最小，使得车辆等待时间最短，从而提高交通流量。这种算法适用于较小规 模的交叉口和低流量区域。 二、基于车辆优化的算法 基于车辆优化的算法将车辆与信号控制相结合，通过实时监测和调 整信号时长，以最大程度地满足车辆的需求。其中，有两种常见的算法：车辆感知控制算法和车辆优先控制算法。 车辆感知控制算法通过车辆传感器等设备来感知车流情况，并根据 实时数据来动态调整信号灯时长。这种算法适用于高流量交叉口和复
杂路况。车辆优先控制算法则是通过设置优先通行车辆的信号灯，使 得优先车辆可以更快地通过交叉口，提高其行驶效率。 三、基于机器学习的算法 基于机器学习的算法是近年来发展起来的一种新型智能交通信号控 制算法。通过分析历史数据和实时交通情况，利用机器学习模型来预 测未来的交通流量，并根据预测结果来调整信号灯控制策略。这种算 法可以智能地适应不同的交通环境和流量变化。 机器学习的算法包括监督学习和强化学习。监督学习通过已有的数 据样本来建立模型，然后用这个模型来预测未来的交通流量。强化学 习则是通过不断试错来训练模型，使得模型可以根据交通环境和反馈 信息来不断优化信号控制策略。 综上所述，智能交通信号控制的优化算法包括基于流量调节的算法、基于车辆优化的算法以及基于机器学习的算法。这些算法在实际应用 中可以根据交通条件和需求进行选择，以提高道路交通效率、减少交 通拥堵，实现智能化交通管理。随着技术的不断进步和数据的积累， 智能交通信号控制算法将会越来越成熟和精确，并对道路交通管理产 生重要的影响。
智能交通信号控制优化算法与模型 研究 智能交通信号控制是现代城市交通管理的重要组成部分，对缓解交通拥堵、提高交通效率具有重要意义。随着城市 交通规模的不断扩大和车辆数量的增加，传统的固定时间 间隔信号控制方式已难以满足交通需求。因此，研究智能 交通信号控制优化算法与模型成为了当前的热点问题。 智能交通信号控制的优化目标是降低交通拥堵，提高交 通效率，通过合理调整信号时序，使车辆在交叉口的通过 时间得到最大化。为此，需要建立科学有效的智能信号控 制模型，设计高效的优化算法。 一种常用的智能信号控制优化算法是基于传统传感器采 集的数据，根据车辆到达率和交叉口堵塞情况进行时序调整。然而，这种算法在应对复杂路况和动态交通流时存在 一定的局限性。近年来，随着信息技术的发展，智能交通 信号控制算法的研究中引入了更多的数据源和方法。
一种新兴的智能信号控制优化算法是基于深度学习模型的智能交通信号控制。深度学习模型可以通过分析海量的交通数据，自主学习交通流的规律和变化趋势，进而实现智能信号时序的优化。该算法主要包括两个关键步骤：数据预处理和模型训练。数据预处理阶段需要对采集到的交通数据进行清洗、标注和特征提取。模型训练阶段则使用深度学习模型，如卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN），对预处理后的数据进行训练和学习，得到智能交通信号控制的优化模型。 另外，智能交通信号控制的优化模型还需要考虑交通流的特征和道路网络的拓扑结构。一般来说，交通流的特征包括车辆到达率、车辆速度、车辆密度等，而道路网络的拓扑结构则反映了交通流的传播和分布规律。基于这些特征和拓扑结构，研究者们设计了各种智能信号控制模型，如基于图论的交通流分布模型和基于网格计算的交通仿真模型。这些模型不仅可以用于交通流的预测和优化，还可以为决策者提供有效的交通管理策略。 随着人工智能和大数据等技术的快速发展，智能交通信号控制的优化算法和模型还呈现出以下几个趋势：首先，
智能交通信号控制算法的设计与优化 智能交通系统是一种利用现代信息技术和通信技术对交通流进行管理、 调度和控制的系统。其中一个重要的组成部分是智能交通信号控制算法。智 能交通信号控制算法的设计与优化是提高交通效率、减少交通拥堵的关键。一、智能交通信号控制算法的设计 智能交通信号控制算法的设计旨在提高道路交通效率，减少交通拥堵。 下面我们将介绍几个常用的智能交通信号控制算法。 1. 队列长度感知算法：该算法通过在交叉口设置车辆探测器，实时感知 各个车辆排队的长度。当检测到某个方向的车辆排队长度过长时，可以增加 该方向的绿灯时间，以加快车辆通过交叉口的速度。 2. 相位差调整算法：该算法根据不同方向的车流量大小，自动调整各个 方向的绿灯时间。当某个方向的交通流量较大时，可以适当延长该方向的绿 灯时间，以提高通过能力。 3. 动态优先级调整算法：该算法根据交通流量的变化，实时调整各个道 路的优先级。当某个道路的车流量持续增大时，可以将该道路的优先级调高，以减少交通拥堵。 4. 协调控制算法：该算法通过对多个交叉口的信号控制进行协调，实现 整个道路网的优化。通过交叉口之间的信息交流和协调调度，可以避免交叉 口之间的冲突，提高整体交通效率。 二、智能交通信号控制算法的优化
智能交通信号控制算法的优化旨在进一步提高交通效率和减少交通延误。下面我们将介绍几种常用的智能交通信号控制算法优化方法。 1. 遗传算法优化：遗传算法是一种模拟生物进化过程的算法。通过对不 同的信号控制方案进行编码、交叉和变异，然后根据交通效果评估进行选择，从而逐步优化信号控制方案。 2. 神经网络优化：神经网络是一种模拟人类神经系统的计算模型。通过 对历史交通数据进行训练，建立交通流量与信号控制方案之间的映射关系， 从而实现对信号控制方案的优化。 3. 模拟退火优化：模拟退火是一种模拟金属退火过程的优化算法。通过 引入随机扰动和逐步降温的方式，逐步搜索最优解空间，找到最佳的信号控 制方案。 4. 马尔可夫决策过程优化：马尔可夫决策过程是一种描述随机决策问题 的数学模型。通过将交通流量建模为马尔可夫链，然后利用动态规划算法求 解最优策略，实现对信号控制方案的优化。 三、智能交通信号控制算法的应用与前景 智能交通信号控制算法的应用已经在许多城市得到了实践，并取得了显 著的效果。例如，中国深圳市的智能交通信号控制系统，通过引入智能信号 配时和协调控制，使得红绿灯配时更加合理，交通拥堵得到了有效缓解。 智能交通信号控制算法的优化研究也在不断深入，并在与其他智能交通 系统的结合上取得了重要突破。例如，与智能车辆系统相结合的智能交通信 号控制算法可以实现车辆和信号之间的即时交互，更加精确地控制信号配时，减少交通延误。
城市公交车辆调度优化算法研究 随着城市人口的增加和交通需求的不断增长，公交系统成为城市交通的重要组成部分。公交车辆调度是公交系统的核心环节，直接影响着公交出行的效率和服务质量。为了解决城市公交车辆调度问题，研究人员借助计算机技术和优化算法，提出了一系列调度方法和策略。 公交车辆调度优化问题可以分为两个层次：线路调度和车辆调度。线路调度决定了公交车辆的行驶路线以及每个站点的停靠时间；而车辆调度则是根据线路调度的结果，将各个公交车辆安排在具体的线路上，以满足乘客的出行需求。 针对城市公交车辆调度优化问题，研究人员提出了多种算法和方法，其中最常用的包括遗传算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法等。这些算法的核心思想是通过优化车辆的行驶路线和停靠时间，使得公交系统的整体效益最大化。 遗传算法是一种模拟自然进化过程的优化算法。先将所有可能的解表示成染色体，然后通过模拟基因组重组和变异的过程，不断进化生成更好的解。在公交车辆调度优化问题中，可以用遗传算法来寻找最优的车辆行驶路线和停靠时间。 模拟退火算法则是基于金属固体退火过程的优化算法。随机生成初始解后，通过不断改变解的状态，接受较差解的概率随着时间的推移逐渐降低，最终找到全局最优解。在公交车辆调度优化问题中，模拟退火算法可以通过不断改变车辆行驶路线和停靠时间，最终得到最优方案。 禁忌搜索算法是一种基于记忆机制的优化算法。通过引入禁忌表，记录搜索过程中禁忌的解，避免重复搜索，加速算法收敛速度。公交车辆调度优化问题可以使用禁忌搜索算法来搜索最佳的车辆行驶路线和停靠时间。 除了上述经典算法，还有一些其他的优化方法被用于城市公交车辆调度优化问题。例如，粒子群算法、蚁群算法和人工神经网络等都在一定程度上取得了不错的效果。
智能交通系统中的优先级交通控制算法 智能交通系统作为一种革新性的交通管理方式，致力于提高交通效率、 减少交通拥堵和提升出行体验。在智能交通系统中，优先级交通控制算法是 实现有效交通流的关键之一。本文将探讨智能交通系统中的优先级交通控制 算法的原理、实现方式以及其在实际应用中的优势和挑战。 一、优先级交通控制算法的原理与目标 优先级交通控制算法的目标是根据交通流量、行驶速度和交通状况等参数，合理地分配交通信号的优先级，以实现交通流的畅通和高效。它基于智 能交通系统中的传感器、摄像头、交通信号设备等数据收集和处理技术，通 过实时监测和分析交通情况，智能地调整交通信号的时序。其原理可以归纳 为以下几个关键步骤： 1. 数据采集：智能交通系统通过传感器和摄像头等设备收集路况、车辆 流量、车速等数据。 2. 数据处理：收集到的数据被传送到交通控制中心，并经过处理和分析，以确定目前交通状况。 3. 优先级评估：基于收集到的数据，交通控制中心使用优先级交通控制 算法来评估交通流的优先级，其中包括等待时间、车辆密度以及交通流的初 始速度等因素。 4. 信号调整：根据优先级评估的结果，交通控制中心决定如何适应当前 交通状况，调整交通信号的时序，以实现交通流的最大化和最优化。 二、优先级交通控制算法的实现方式
1. 基于规则的算法：这种算法基于交通规则和交通信号的预设，将优先 级的分配建立在固定的规则之上，例如根据不同方向的交通流量进行优化。 2. 基于模型的算法：这种算法使用数学模型和模拟仿真技术，通过建立 交通流动力学模型来预测和优化交通流的行为，从而进行优先级的分配。 3. 基于机器学习的算法：这种算法采用机器学习技术，通过对历史数据 的学习和分析，自动优化交通信号的时序，以适应实时交通状况。 无论采用哪种算法，优先级交通控制的目标都是减少交通拥堵、提升交 通效率和安全性。 三、优先级交通控制算法的优势与挑战 1. 优势： （1）改善交通效率：通过智能地调整交通信号的时序，优先级交通控制算法可以减少交通拥堵，提高道路的吞吐量，从而改善交通效率。 （2）减少交通延误：通过实时监测和分析交通状况，优先级交通控制算法可以减少交通延误时间，提升交通运行的顺畅性。 （3）增加交通安全：优先级交通控制算法可以根据实时交通状况进行信号调整，以减少事故的发生和提高交通安全性。 2. 挑战： （1）数据收集和处理：优先级交通控制算法所依赖的数据需要进行实时、准确的收集和处理，这对智能交通系统的数据传输和处理能力提出了较高要求。
智能交通中的交通信号优化与控制算法 随着城市化进程的加快和汽车保有量的增加，交通拥堵已成为城市面临的重要问题之一。为了提高交通效率、减少交通拥堵，智能交通系统的发展已经成为一种趋势。在智能交通系统中，交通信号优化与控制算法的研究与应用尤为重要。本文将介绍智能交通中的交通信号优化与控制算法，并探讨其应用前景与挑战。 一、交通信号优化算法 1. 固定时间周期算法 固定时间周期算法是一种传统的交通信号优化算法，其在预定的周期内按照固定的时间间隔进行相位切换。这种算法简单直观，易于理解和实现，但在实际应用中存在一些问题。例如，固定时间周期算法无法根据实际交通流量的变化进行动态调整，导致部分时间相位的配时过长或过短，影响了交通效率。 2. 感应交通信号算法 感应交通信号算法利用传感器检测车辆流量和等待时间，根据实际情况动态调整信号灯的相位和时长。这种算法能够准确地根据交通流量变化进行相位调整，提高交通效率和道路通行能力。然而，感应交通信号算法需要大量的传感器安装和维护成本，且只能在有感应器覆盖的区域内运行。 3. 基于模型的交通信号优化算法
基于模型的交通信号优化算法使用交通仿真模型进行信号优化，并根据实时数据进行实时调整。这种算法可以更准确地反映交通流的变化和拥堵情况，提高交通信号控制的精度和效果。但是，基于模型的交通信号优化算法对算法模型的准确性和实时数据的获取要求较高，需要较大的计算资源和数据支持。 二、交通信号控制算法 1. 基于时间的交通信号控制算法 基于时间的交通信号控制算法根据预定的时间表进行信号控制，每个相位的时长固定不变。这种算法简单易用，但无法根据实际交通流量的变化进行相位调整，导致交通拥堵和等待时间增加。 2. 基于车辆需求的交通信号控制算法 基于车辆需求的交通信号控制算法根据实时交通流量和车辆需求进行信号控制。例如，当某个方向上的车辆排队长度较长时，优先绿灯给予该方向车辆通过，以减少排队等待时间。这种算法能够根据实际情况动态调整信号灯的相位和时长，提高交通效率。 3. 基于优先级的交通信号控制算法 基于优先级的交通信号控制算法根据车辆的优先级确定信号灯的相位和时长。例如，公交车、急救车等特定车辆可以享有优先通行权，其他车辆需等待。这种算法能够提高特定车辆的通行效率，但对交通管理和监控的要求较高。
基于5G通信的公交主动信号有限方法研究陈沃筠 摘要：一般交通数据主要来源于路边基础设施和地面传感器，此类型的检测数 据精准度往往无法保障。提出了一种基于5G 通信的车载传感器主动检测车辆数 据的模式，以车辆作为一个大的智能传感器，检测车辆状态，以及周围环境信息，并将这种主动检测数据的方法应用在公交车辆上，在得到高精度的车辆检测数据后，针对公交车辆进行精准的信号优先控制。通过大量数据实验显示：新的数据 检测模式对比传统的检测模式，路段的行程时间减少了 1.5~13.5min，交叉口的交通恢复时间减少了1.75~10.5min，平均优化性能分别提升了21.30%和 23.18%。 关键词：5G 通信；车辆状态；公交优先；行程时间；交通恢复 随着城市化的发展，城市交通拥挤问题已成为人们关注的焦点。城市公共交 通系统具有投资低、运力大、收费低、线路灵活等特点，为缓解城市交通问题提 供了一种有效的方式，然而，单纯的发展公共交通效果是非常有限的[1]。因此， 快捷、准时、舒适和安全的公交优先服务显得尤为重要，利用新兴技术以新的方 式来解决城市拥堵问题，从而实现高效的城市交通管理。为了达到这一目的，至 少有 3 个关键问题需要解决。 （1）感知实时交通状况：大量的高精度的路侧感应器和车载传感器需要被部署，感知所有的实时交通状况，包括车辆速度、运行方向、实时位置、道路流量、天气条件、温度/湿度等。 （2）低延迟的通信和海量数据存储：传感器间歇地产生大量的原始数据，很容易达到千 T 字节大小的量级。鉴于数据类型的差异、维数和数据量巨大，通信 网络的带宽、存储能力和数据处理速度比以往任何时候都更需要扩大。 （3）流量预测和实时公交优先响应：大量的交通数据有助于实时监控交通密度、交通量，交通控制系统应该有实时响应能力应对公交优先请求，基于流量预 测算法即时做出决策引导公交车辆。设计一种环境感知的信号控制系统，从而减 少公交车辆行程时间和对其他社会车辆的影响，提高道路路段的综合效益。 提出一种新的基于 5G 通信的交通数据分析预测系统，并结合公交优先策略，以优化现有道路的效率是重重之中[2]。 就目前来说，现有的数据采集系统、车载网络系统，以及传统的交通流预测 模型远不足以解决上述问题[3]。5G 通信技术的实现，为公交优先的实施带来了 新思路，以公交车辆车载网络为核心进行数据采集，新的车载网络系统能够提供 灵活且可编程的高带宽通信服务，能够更加灵敏的感知交通环境[4]。同时，在移 动车载网络中的移动边缘计算技术，在传输数据和执行关键策略时，具有实时或 接近实时的响应速度[5]。在此网络框架的基础上，对通过交叉口的公交车辆给予 信号优先权，通过绿灯延长、红灯早断和相位插入等主动优先控制策略，提高公 交车辆的运行效率[6]。但 5G 通信技术在公交优先的应用上尚未成熟，特别是公 交信号主动优先控制的理论体系和实施方法尚需完善，因此，本文针对道路环境 复杂的公交车辆，基于 5G 通信技术，预测公交的背景交通流量，并结合信号优 先控制策略，以缩短公交车辆行程时间为目标，实施主动公交信号优先控制方案，非常具有实际应用价值。 文献综述 如今，巨大的交通拥堵使得道路运行状况极度紧张。然而，各种新兴技术提 供了一个潜在的机会，通过检测交通状况以改善交通拥堵和废气排放。将新技术 运用到公交优先控制中，各种研究主要体现在 5G 通讯网络的构架和公交优先策
城市交通信号控制算法 城市的交通繁忙是我们常常面对的问题，因此，科学而高效的交通信号控制算法对于缓解交通拥堵和提升城市交通效率具有重要意义。本文将探讨城市交通信号控制算法的原理、现状和未来发展。 一、算法原理 城市交通信号控制算法是通过计算机技术和交通工程学原理相结合，对交通信号灯进行智能管理和优化控制。其基本原理是通过传感器获取交通流量等数据，利用优化算法对交通信号灯的时间配时进行调整，以达到最佳的交通流动效果。 传感器可以利用视频监控、车辆检测器等设备来获取交通流量数据。通过采集的数据，算法可以分析出不同道路的交通流量、车辆速度和道路拥堵程度等信息。 优化算法是城市交通信号控制算法的核心。常见的优化算法有遗传算法、模拟退火算法和粒子群算法等。这些算法可以根据实时的交通流量数据和拥堵状况，结合交通规则和信号灯的状态，计算出最佳的信号灯时间配时方案，以实现交通流的高效、安全和平稳。 二、现状 目前，城市交通信号控制算法已经在一些地区得到了广泛应用。例如，国内的一些大城市如北京、上海和广州等，在交通拥堵严重的路段，采用智能交通信号控制系统进行优化控制。 这些系统通过传感器采集实时数据，然后利用优化算法计算出最佳的信号灯时间配时方案。这些方案可以根据交通流量变化进行调整，以确保交通信号灯始终保持最佳状态。
此外，一些国际城市也在积极开展城市交通信号控制算法的研究和应用。例如，荷兰的阿姆斯特丹、美国的洛杉矶和德国的柏林等城市，都在探索如何通过智能化交通信号控制算法来改善城市交通状况。 三、未来发展 随着人工智能和大数据技术的发展，城市交通信号控制算法也将有更大的发展 空间。未来，我们可以期待以下几个方面的发展： 首先，算法的智能化将逐渐增强。通过引入深度学习和强化学习等技术，交通 信号控制算法可以更好地适应复杂的交通环境和变化的交通流量。 其次，算法将与城市其他系统进行集成。例如，将交通信号控制算法与公交车 调度系统和道路监控系统相结合，实现更加智能和高效的城市交通管理。 最后，算法将更加人性化和环保。通过考虑行人和自行车等非机动车的行动， 以及优化信号灯的配时方案，城市交通信号控制算法将更加注重提升交通的安全性和可持续性。 综上所述，城市交通信号控制算法是提高城市交通效率和缓解交通拥堵的关键 技术之一。随着技术的进步和不断的研究，我们相信城市交通信号控制算法将为人们的出行带来更加便利和舒适的体验。