准确的检测车辆、区分车型，因此可以将感应控制方法应用在BRT交叉口优先通行上，这种利用感应控制设备给予车辆优先通行的方法称为主动优先控制。主动优先是当BRT车辆接近交叉口时采用的优先控制方法，该方法依赖于车辆感应传感设备。依靠车辆检测器，如地感线圈、地磁检测器等检测手段对到达交叉口影响区域的BRT车辆进行检测和识别，完成对BRT车辆的优先放行控制。主动优先控制策略主要有以下5种方法。 3.2.1绿灯延长
绿灯延长就是延长BRT相位绿灯的时间，当BRT到达交叉口时，若BRT相位的绿灯信号时间即将结束，则延长该相位的绿灯时间，以使BRT车辆能够有富裕的绿灯时间通过交叉口,但是绿灯时间必须限制在相位最大绿灯时间下。当BRT通过交叉口后，系统继续原有信号配时。 3.2.2绿灯提前
绿灯提前就是缩短BRT车辆等待绿灯信号的红灯时间，当车辆到达交叉口时，BRT相位处于相位红灯状态，此时通过缩短交叉口当前相位绿灯执行时间，减小BRT在交叉口的等待时间。 3.2.3跳跃相位
跳跃相位就是跳过一个或者多个相位信号。当BRT车辆到达交叉口时，BRT车辆通行方向为相位红灯，且下一个绿灯执行相位仍不是BRT相位，只有等该相位及一个或者多个后续相位执行完之后才能给与BRT车辆通过。此时跳过下一个或者多个后续执行相位，直接执行BRT相位绿灯。使BRT车辆通过交叉口。跳跃相位信号控制相位图如图3.5所示。相位插入相位插入就是在原始的固定运行的相位相序中为BRT车辆增加一个相位。当BRT车辆到达交叉口时，BRT通行方向为相位红灯，且交叉口当前相位的下一个或者多个绿灯执行相位仍不是BRT相位，那么为使BRT车辆优先通过交叉口，则在两个相位之间插入一个BRT相位。相位插入信号控制相位图如图3.6所示。与跳跃相位不同的是，相位插入控制方法在插入的BRT信号相位执行完之后，继续执行之前的跳过的相位，而跳跃相位控制方法在跳转至BRT相位之后，不对之前跳过的相位进行信号补偿。 3.3多模式控制模型 3.3.1控制思想
经研究表明：在空间资源一定时，交叉口交通流饱和时（或者交通流量较大），采用感应控制会造成非BRT相位的排队长度过长，总延误增大，交叉口的通行效率降低，因此在饱和交通流的情况下采用优化的固定配时控制，以人均延误为优化控制目标，合理使BRT优先通过交叉口。当交叉口交通量较轻或者交通流强度中等时，固定配时控制不能够充分的利用交叉口的时间资源，从而造成交叉口延误的增加。为提高交叉口的时间利用率，在非饱和交通流下采用依赖于感应控制设备的主动优先控制策略，并且在交通量区别明显时，使用不同的主动优先控制方法。利用主动优先，在BRT到达交叉口时，使其能够获得较大程度的通行权。基于以上描述，根据交叉口的通行能力和实时的交通流量采用多模式控制模型给予BRT车辆的优先通行权。多模式控制模型如图3.8所示。
图3.7 BRT交叉口多模式控制模型
3.4优化的固定配时模式
优化的固定配时模式属被动优先的使用范畴。在2.3.1小节中曾对基于固定配时的优先通行控制方法做过原理解释与适应性分析，可以将其中的理论方法、延误模型直接的应用于此处设计BRT优先通行方法。但是对于上一节中给出的交叉口交通模型，BRT仅在东西向设有物理隔离的道路上行驶，通行模式比较特别，此处使用针对性较强的遍历搜索法求取最优配时。在使用遍历搜索法之前先要先对固定配时的主要控制参数周期时长和绿信比
周期时长应选择在最长和最短周期限制下使交叉口人均延误相对最小的周期。绿信比在选择上要正比于各相位的客流辆，而非车流量，但每个相位的绿灯时间不应小于最短绿灯时间。根据遍历搜索法的原理，按照一定的步长，如5s，向上搜索确定信号周期时长和绿信比，选取各种方案中所产生的社会车辆的平均
延误和BRT车辆的平均延误加权最小的方案作为优化的固定配时控制方案。
图3.8绿灯延长和绿灯提前控制算法流程图
4 乌鲁木齐的公共交通现状
随着人民生活水平的不断提高，近年来，乌鲁木齐的机动车保有量在不断的增加，城市道路的交通拥堵情况日益严重，为此乌鲁木齐市政府引进了BRT快速公共交通系统。到目前为止，乌鲁木齐一共开通了4条BRT线路：BRT1号线（机械厂-火车南路）、BRT2号线（银川路-红桥）、BRT3号线(儿童公园-县水泥场)、BRT号线（南湖东路-骑马山）。据乌鲁木齐交通建设部门透露，在未来几年内还将增开两条BRT线路，以方便市民的出行，这也从很大程度上缓解了乌鲁木齐城市交通拥堵的现状。
图4.1 BRT线路线
4.1乌鲁木齐BRT信号优先的分析及优化
目前，乌鲁木齐很多的平面交叉口都出现了拥堵和长时间排队状况，延误现象十分严重，特别是在上下班高峰期该现象尤为明显。在有BRT公交沿线的平面交叉口出行车辆的拥堵与延误现象也十分严重。因此对BRT沿线的信号的优化控制，对于市民的工作出行有重要意义。
为了说明本文提出的BRT优先通行控制技术算法模型能够有效的应用于实 际道路背景下的交叉口以及交通干道，本章以乌鲁木齐市友好路主干道为研究对象，对西虹西路-友好南路交叉口进行研究为例，调查交叉口调查BRT及其他机动车的交通特性，并考察BRT连续通过交叉口的延误情况，分析BRT沿线交叉口的的信号优化配时。目前乌鲁木齐市友好路已经处于BRT线路正常运营阶段，其建设的站点类型、BRT通行车道以及交叉口的渠化方案与本文研究的物理背景吻合，可以使用本文提出的优先控制方案。在搜集、调查了友好路各主要交叉口的车流情况下，对西虹西路-友好南路路交叉口进行信号配时分析。 4.2调查方案及目的
调查地点选择了西虹西路-友好南路的十字交叉口，在早、晚高峰时段对该路口的各种车型的各个方向的流量以及延误统计和处理分析，通过这些数据的统计，分析和处理，了解BRT十字交叉口的拥堵情况并分析产生的原因（主要是在信号配时方面）为后面的信号优化配时提供依据。
4.3 调查方法
对于交叉口车流量的调查，本人采用人工观测的方法。在平面交叉口的各个路口分配观察人员每人一个进口相位，每5分钟记录一次数据。
表4-1 城市道路车辆换算系数
交通环境/车型 环形平面交叉口 小客车 1.0 8
信号灯管制交叉口
1.0
表4-2西虹西路-友好南路高峰小时交通量/pcu/h
进口道
左转
东 西 南 北
根据表 ，表数据可以得出北进口高峰小时的流量最大，其次是南进口，然后是西进口，最小的是东进口，而东西进口的交通量，在一定程度上影响了该进口BRT的通行，因此可以对该路口进行信号优化配时以保证该交叉口通行畅通。 4.4 交叉口BRT信号优化配时
交叉口的信号配时设计从原理上可以分为：定时控制、感应控制和自适应控制。根据交通流历史数据，利用合适的优化算法离线计算各种信号控制参数，然后将控制方案参数（周期、相位、绿信比）设置到信号控制器中，对交叉口进行稳定控制。定时控制稳定可靠，适用于流量大，车流变化规律明显的交叉口。感应控制是依赖于车辆检测设备的信号配时方法。感应控制是一种绿灯追加控制策略，在检测相位的最小绿灯结束之前，检测该相位是否有车辆到达，如果有则追加一个绿灯时间，否则信号切换至下一相位，当最大绿灯时间到来，无论该相位
109 327 159 99
方向 直行 393 216 462 438
右转 165 135 183 471
667 678 804 10008 合计交通量/pcu/h
普通客车 1.4 1.0 1.6
说明 中小城市适用