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城市公共交通优先信号配时与需求响应式调度协同机制分析1

城市公共交通优先信号配时与需求响应式调度协同机制分析

摘要

随着城市化进程的加速和交通需求的持续增长，城市公共交通系统面临着前所未

有的挑战。本报告系统分析了公共交通优先信号配时与需求响应式调度协同机制的理

论基础、技术路线和实施方案。研究表明，通过建立智能化的协同机制，可以显著提升

公共交通系统的运行效率和服务质量。报告基于国内外先进经验，结合我国城市交通特

点，提出了分阶段实施的协同机制建设方案，并对其经济效益和社会效益进行了量化评

估。研究结果显示，该协同机制可使公共交通车辆平均运行速度提高15%20%，乘客候

车时间减少25%30%，同时降低系统整体能耗10%15%。本报告为城市交通管理部门和

公共交通运营企业提供了科学的决策依据和技术参考。

引言与背景

1.1城市交通发展现状

当前，我国城市化率已突破65%，城市人口持续集聚，交通需求呈现爆发式增长。

据《中国城市交通发展报告》显示，2022年全国36个主要城市早晚高峰时段平均车速

仅为22.5公里/小时，较十年前下降约18%。公共交通作为城市交通体系的重要组成部

分，承担着约30%的日常出行需求，但其运行效率和服务质量仍有较大提升空间。传

统固定线路、固定班次的调度模式已难以适应动态变化的出行需求，亟需引入更加灵活

高效的调度机制。

1.2公共交通优先发展政策

国家层面高度重视公共交通优先发展战略。《交通强国建设纲要》明确提出要”优先

发展城市公共交通，提高公共交通吸引力”。2021年，交通运输部发布《关于促进城市

公共交通健康发展的指导意见》，要求各地加快构建以公共交通为主体的城市出行服务

体系。这些政策为公共交通信号优先和需求响应式调度的发展提供了制度保障和政策

支持。

1.3智能交通技术发展机遇

随着5G、物联网、大数据和人工智能技术的快速发展，城市交通系统正经历深刻变

革。车路协同技术(V2X)的成熟为实时交通数据采集和信号控制提供了技术基础；边

缘计算能力的提升使得复杂交通算法的实时应用成为可能；云计算平台则为海量交通

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数据的存储和分析提供了支撑。这些技术进步为公共交通优先信号配时与需求响应式

调度的协同创造了有利条件。

1.4研究意义与价值

建立公共交通优先信号配时与需求响应式调度的协同机制，对于缓解城市交通拥

堵、提升公共交通服务水平具有重要意义。一方面，通过信号优先可以减少公共交通车

辆在交叉口的延误；另一方面，需求响应式调度能够根据实时客流动态调整运力配置。

两者的有机结合可以实现资源的最优配置，最大化公共交通系统的整体效益。本研究将

为城市交通系统的智能化升级提供理论指导和实践路径。

研究概述

2.1研究目标与范围

本研究旨在构建一套完整的公共交通优先信号配时与需求响应式调度协同机制，涵

盖理论模型、技术架构、实施方案和评价体系。研究范围包括城市常规公交、快速公交

(BRT)和有轨电车等多种公共交通方式，重点关注高峰时段和特殊天气条件下的系统

运行效能。研究将选取国内35个典型城市作为实证分析对象，确保成果的普适性和可

操作性。

2.2核心问题界定

研究主要解决三个核心问题：一是如何建立基于实时交通流的信号优先配时模型；

二是如何设计需求响应式调度的决策算法；三是如何实现信号配时与车辆调度的动态

协同。这些问题的解决需要综合考虑交通工程、运筹学、计算机科学等多个学科的理论

和方法。

2.3研究方法体系

本研究采用多学科交叉的研究方法，包括：1)文献分析法，梳理国内外相关研究成

果；2)数学建模法，构建协同优化模型；3)仿真实验法，通过交通仿真平台验证模型

有效性；4)案例研究法，分析典型城市的实践经验；5)专家咨询法，征求行业专家和

一线管理人员的意见建议。多种方法的结合确保研究结论的科学性和可靠性。

2.4技术创新点

本研究的创新主要体现在三个方面：一是提出了基于强化学习的协同优化算法，能

够适应动态变化的交通环境；二是设计了分层式的系统架构，兼顾了实时性和可扩展

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