大型四路环形交叉口的BRT信号优先方法研究

摘要

快速公交（Bus Rapid Transit，BRT）是一种高品质、高效率、低能耗、低污染、低成本的中等运量城市公共交通系统。截至2018年6月，BRT己在国内外的48个城市投入运营。为了吸引客流，BRT线路往往沿着城市干道设置。路中式BRT专用道己在38个城市得到应用。 作为一种道路平面交叉形式，具有3条及以上数量环内车道的大型环形交叉口兼具城市地标和路网节点的功能，常见于城市干道沿线。 当路中式BRT专用道延伸至大型四路环形交叉口时，为了保留中心岛的景观价值、便于实施BRT信号优先，提出了路中式BRT专用道横穿中心岛的交通设施布局形式。改造后的大型四路环形交叉口设置1个BRT相位、2个进口道机动车相位、1个出口道机动车相位、2个环道机动车相位、2个行人相位；具有5种通行权分配状态，支持绿灯延长、绿灯早启、相位插入的信号优先方式；利用4类检测器采集BRT车辆的到达时刻，利用2类检测器采集常规车辆的通行需求。分别在单点全感应信号控制和感应式协调信号控制的技术架构下，以加快BRT车辆的运行速度、高效服务常规车辆的通行需求为目标，定义若干交通事件，根据实时采集的数据管理通行权分配状态、实现BRT信号优先。 仿真实验结果表明，在单点层面下，实施信号优先后，BRT车辆的车均延误至少降低33%，社会车辆的车均延误至多增加9%；同时，在实施信号优先的前提下，途径环形交叉口的车辆相较于途径十字交叉口拥有更低的车均延误，且随着交通需求的增加，环形交叉口的优势将逐渐扩大，但由于途经环形交叉口的左转车辆需要进行至少一次停车才可驶出，使得途经环形交叉口的社会车辆整体停车次数偏高；在干道层面下，实施信号优先后，BRT车辆的车均延误至少降低26%，社会车辆的车均延误至多增加7%。综上所述，本研究针对改造后的大型环形交叉口所提出的信号控制策略，能够在基本不影响社会车辆通行效率的基础上，显著改善BRT系统的服务质量。同时，本研究所提出的信号控制策略，能够有效提升车辆在途径大型环形交叉口时的通行效率，为交叉口的设计与改造工程提供了参考。

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