之前讨论的通道协调控制是针对干路上所有机动车的。然而，基于公交优先的治堵原则，有必要考虑通道(干线)上的公交信号优先控制技术。

干线公交优先是在干线信号协调控制的基础上，从提高公交车辆运行效率角度对干线信号配时进行优化的一种控制方式。相关研究有很多，这里介绍一种基于双层优化思想的公交优先信号协调控制方法[17]。

考虑到干线信号协调控制是城市交通控制中一种常见的控制方式，以社会车流为研究对象，通过设置相位差的方式来协调干线车流的运行，以提高控制效益。然而，公交车只是城市交通流中的特殊群体，公交信号优先是对城市交通信号控制功能的一种完善和补充。所以二者相比，干线协调控制的优先级别要高于公交信号优先。

根据上述优先级别的分析，建立双层优化思想：①上层为干线信号协调控制，优化干线交叉口公共周期、绿信比和相位差，并计算绿波带宽度；②下层为公交优先控制，在不破坏干线绿波带的条件下，采用绿灯延长和绿灯提前启亮两种方式为公交车辆提供信号优先。

图8-9　干线公交优先控制中的检测器布设示意

公交信号优先控制需要有车辆检测器的配合。车辆检测器的布设方法以图8-9为例。L1为社会车辆检测器到交叉口停止线的距离，一般取值为30～50 m；L2为公交车检测器到停止线的距离，为保证信号机顺利处理本周期公交车辆的请求，建议取值为60～150 m；L3为检测线圈长度，建议取值为2 m；L4为检测线圈宽度，取值与L3相同。在设置公交专用车道后，公交车辆和直行社会车辆运行属于同一相位。

公交信号优先控制的基本流程为：当检测器在协调相位绿灯期间检测到公交申请时，若公交车辆到达交叉口停止线时刻协调相位仍为绿灯，则保持原信号配时不变，否则，进行绿灯延长控制；当检测器在协调相位红灯期间检测到公交申请时，若公交车辆到达交叉口停止线时协调相位为绿灯，则保持原信号配时不变，否则，进行绿灯提前启亮控制。干线公交优先信号协调控制总流程如图8-10所示。

图8-10　干线公交优先信号协调控制总流程

图8-11　绿灯延长模块流程图

可见，该控制算法的核心是：绿灯延长模块和绿灯提前启亮模块。其中的关键是：在不破坏绿波带的条件下，为公交车辆提供尽可能多的优先机会。

对于绿灯延长模块，若协调相位最大可延长绿灯时间能满足公交优先所需的延长时间，则确定协调相位延长时间为公交优先所需延长时间；否则，保持信号配时不变。其流程如图8-11所示(其中， 表示当前周期的最大可延长绿灯时间)。

对于绿灯提前启亮模块，根据协调相位最大可提前启亮绿灯时间是否满足公交优先所需提前启亮时间来给公交优先时间以假定值。若公交车辆提前启亮后破坏了协调相位绿波带，则确定公交优先时间为未破坏绿波带情况下的最大提前启亮时间，否则，分别按上述假定确定公交优先时间。其流程如图8-12所示(其中， 表示当前周期的最大可提前启亮绿灯时间)。

图8-12　绿灯提前启亮模块流程图

由此可见，该研究基于双层优化思想，在考虑干线协调绿波带约束的情况下，建立了干线公交优先控制方法流程以及绿灯延长、绿灯提前启亮子流程。其中，绿灯延长和绿灯提前启亮代表了公交信号优先的基本策略，因此该研究还是比较具有代表性的。此外，该研究兼顾了社会车辆绿波通行和公交车辆优先，没有因公交信号优先而过多地损害社会车辆的效益。模拟结果表明，实施该算法后，协调相位公交车辆延误和人均延误均有显著降低，干线各交叉口总体车均延误略有增加，但人均延误有一定的降低。

参考文献(www.daowen.com)

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.城市道路工程设计规范：CJJ 37—2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]姚崇富，付强，林航飞.上海快速路网宏观基本图特征研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版)，2016，40(3)：519-525.

[3]贺正冰，关伟，樊玲玲，等.北京市快速环路宏观基本图特征研究[J].交通运输系统工程与信息，2014，14(2)：199-205.

[4]岳园圆，于雷，朱琳，等.基于速度里程分布的快速路宏观交通状态评价模型[J].交通运输系统工程与信息，2014(4)：85-92.

[5]北京市质量技术监督局.城市道路交通运行评价指标体系：DB11/T 785—2011[S].北京，2011.

[6]邢珊珊，谷远利，沈立杰，等.基于速度的城市快速路交通拥堵预测研究[J].交通信息与安全，2016，34(2)：48-54.

[7]涂辉招，王颖，谢欣睿.基于定量分层模型的多匝道协调控制次序[J].同济大学学报(自然科学版)，2017，45(1)：39-45，52.

[8]TU H Z，LI H，WANG Y B，et al.When to control the ramps on freeway corridors? A novel stability-and-MFD-based approach[J].IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems，2014，15(6)：2572-2582.

[9]美国交通研究委员会.道路通行能力手册(精)[M].任福田，刘小明，荣建，等译.北京：人民交通出版社，2007.

[10]Administration F H.Manual on Uniform Traffic Control Devices[M].Washington D.C.：Federal Highway Administration，1978.

[11]公安部交通管理局，建设部城市建设司.城市道路交通管理评价指标体系[S].北京，2012.

[12]胡启洲，刘英舜，郭唐仪.城市交通拥堵态势监控的时空分布形态识别模型[J].交通运输系统工程与信息，2012，12(3)：41-45，58.

[13]张昌禄，翟润平.交通干线信号协调控制方法综述[J].中国人民公安大学学报(自然科学版)，2007，13(1)：87-90.

[14]唐克双，孔涛，王奋，等.一种改进的多带宽干线协调控制模型[J].同济大学学报(自然科学版)，2013，41(7)：1002-1008.

[15]曲大义，万孟飞，王兹林，等.基于交通波理论的干线绿波协调控制方法[J].公路交通科技，2016，33(9)：112-119.

[16]马亚锋，刘澜.干线局部拥堵的绿波带与红波带协调控制策略[J].城市交通，2017，15(1)：66-71，97.

[17]王殿海，朱慧，别一鸣，等.干线公交优先信号协调控制方法[J].东南大学学报(自然科学版)，2011，41(4)：859-865.