随着社会的发展,快速增长的城市居民交通需求与有限的交通道路资源之间的矛盾日益尖锐,大力发展公共交通是缓解城市中交通、能源和环境矛盾的关键措施。为有效实施公交优先的政策,我国许多城市在道路中划分出一条车道专供公交车使用,但公交专用道占用了一部分道路资源,且存在阶段性闲置的现象,造成城市道路资源浪费。而公交专用道时分复用策略可以实现在不影响公交优先原则的前提下,提升公交专用道中道路资源的利用效率。本文基于公交专用道时分复用策略的预研,进一步对其运行过程所需要的数据预处理方法、公交到达时间预测、公交专用道开放条件等关键技术进行深入探究;随后开发了公交专用道时分复用控制管理系统,实现公交时分复用策略的动态应用。文章主要研究工作如下:(1)多源数据采集与预处理方法研究:首先根据原始多源交通数据进行特征分析与数据提取,随后利用KNN特征匹配策略和隐形马尔科夫模型对原始数据进行时空匹配,运用相应预处理方法剔除数据误差值,插补数据缺失值;最后通过实例验证了多源数据预处理方法的有效性,为下一步公交时分复用策略的计算提供数据基础。(2)公交车到达时间预测研究:根据车辆到达时间预测的特性,构建证据理论优化的高斯过程回归公交到达时间预测模型(D-S Evidence Theory Gaussian Process Regression,DS-GPR)。首先分析影响公交车到达时间的影响因素,随后通过历史融合数据训练得到模型的超参数集合,并且最终通过D-S证据理论为高斯过程的回归输出分布分配全局信任度,得到对当前时刻信任度最优的预测输出值。最后通过实例对DS-GPR模型的预测性能进行对比分析,证明了DS-GPR模型良好预测性能以及与时分复用策略良好的适配性。(3)公交专用道开放密度窗口分析研究:根据混行交通流特征,结合BPR(Bureau of Public Road)模型定义了公交车和社会车辆标准化密度;随后根据路段标准化密度利用Edie模型优化交通波理论,建立优化ETW(Edie-Traffic wave)模型,对其参数进行本地化标定,并通过实例验证了模型的准确性;最后根据优化ETW模型的计算结果结合公交车行驶状态数据以及路段增益等信息,得出公交专用道的开放密度窗口,制定出公交专用道的智能控制方法。(4)公交专用道时分复用控制管理系统的研发与应用:首先分析系统运行的需求,设计开发了基于客户端/服务器(C/S)架构的公交专用道时分复用控制管理系统,实现道路和车辆信息实时监测分析、时分复用策略计算分析、可变信息板信息控制、数据管理查询四大功能;随后进行实际道路试验,展示了系统的各个模块间的协调运行过程,验证了系统运行的可行性和稳定性,表明系统可以满足公交专用道时分复用策略的应用需求。