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公交信号优先系统（Transit Signal Priority, TSP）是一种智能交通技术，旨在提升公共交通的运行效率、准点率和可靠性，通过在交叉口为公交车提供优先通行权（如延长绿灯或缩短红灯），减少公交车在路口的等待时间。
系统原理
公交信号优先系统通过以下方式工作：
- 检测：公交车接近交叉口时，通过车载设备（如GPS、RFID、专用短程通信）向信号控制机发送请求
- 决策：信号控制机根据预设的优先策略（如是否延迟、跳过或插入相位）决定是否给予优先
- 执行：通过调整信号配时，为公交车提供绿灯延长、红灯早断或专用相位等优先措施
主要类型
- 被动优先：基于历史数据或固定时刻表，提前优化信号配时，无需实时检测
- 主动优先：依靠实时检测公交车位置，动态调整信号，可进一步分为：
- 完全优先：无条件给予公交车优先权（适合低交通流量）
- 部分优先：在确保不严重干扰其他交通的前提下给予优先（适合高流量）
- 自适应优先：结合实时交通流量、公交车载客量、准点情况等，智能决定是否优先（最优方式）
关键技术要素
- 车辆检测：GPS、地磁、视频、RFID、V2I通信等
- 通信：4G/5G、DSRC（专用短程通信）、Wi-Fi
- 控制策略：绿灯延长、红灯早断、相位跳跃、插入专用相位
- 系统集成：与公交调度系统、信号控制系统、交通管理中心对接
实施效益
| 维度 | 典型效果 |
|---|---|
| 公交效率 | 行程时间减少5%–30%，准点率提升10%–25% |
| 乘客体验 | 减少等待时间，提升出行可靠性 |
| 运营成本 | 降低油耗、减排，减少车辆需求 |
| 交通整体 | 可能降低交叉口总延误（需优化），提高公交吸引力 |
实施挑战与对策
- 对横向交通的影响：优先措施可能导致其他方向拥堵，对策：采用部分优先、动态阈值、自适应控制
- 系统可靠性：通信延迟、检测误差影响效果，对策：冗余设计、多模式检测、边缘计算
- 平权与公平性：公交车与私家车、应急车辆优先权冲突，对策：分层优先策略（应急>公交>常规）
- 跨部门协调：公交公司、交管、信号提供商需协同，对策：统一接口标准、数据共享平台
典型应用场景
- BRT快速公交：全线路优先信号（如广州、厦门）
- 城市主干道：优先兼顾社会车流（如深圳、成都）
- 特定时段：早晚高峰重点优先，平峰期仅准点触发
- 与绿波协同：公交优先信号与干线绿波协同，提升整体通行效率
未来趋势
- 车路协同V2I：公交车与信号灯直接通信，实时共享位置、速度、载客量
- 深度学习优化：利用历史数据训练信号控制模型，动态调整优先策略
- 多模式融合：公交、有轨电车、应急车辆、慢行交通的统一信号管理
- 数字孪生：在虚拟环境中模拟优先策略效果，辅助决策
公交信号优先系统通过智能化信号控制,显著提升公交运行效率，成功实施需平衡公交优先与社会交通需求，结合本地交通流特征、信号控制能力和基础设施建设水平，采用适当的优先策略和技术方案。
