随着经济的发展,私人小汽车占有量高速发展,导致城市交通负担过重,甚至“瘫痪”。城市交通问题成为限制城市发展的关键。为缓解城市交通压力,大力发展“公交优先”,形成以公共交通为主,个体交通为辅的城市交通格局至关重要。因此,提高公共交通的服务水平,增强其客流吸引力是公交优先的关键目的。本文主要研究公交车在交叉口处的信号优先控制。本文首先对公交车GPS轨迹数据进行了基础处理,主要工作包括数据清洗、地图匹配、投影校正等。根据预处理后的数据截取研究路段并对截取的数据进行公交车运行特征的进一步分析研究。在此基础上结合时间序列模型中的ARIMA模型建立公交车到达交叉口处的行程时间进行预测模型。得到公交车行程轨迹时空关系。通过对预测轨迹数据和实际轨迹数据的对比,证明本文基于ARIMA的预测模型在公交车行程时间预测模型方面具有良好的适用性。其次,将交叉口各相位绿灯时间均能被有效利用作为公交优先优化模型的出发点,求出随机到达各相位的交通流通过交叉口实际需要的绿灯时间与相位绿灯时间之间的差值。将差值最小作为目标函数,建立最小绿灯时间差模型。并将公交车行程时间可靠度作为模型的判定条件,本文定义的公交行程时间可靠度是基于ARIMA模型预测得到的行程时间小于理想行程时间的概率。约束条件中引入非公交相位不停车通过概率。建立交叉口公交优先信号控制优化模型。最后,模型采用粒子群算法进行求解。根据求解得到最小绿灯时间差交叉口的基础信号配时方案,将该方案与现状信号配时方案进行比对。仿真实验结果表明,本文建立的模型适用范围较广,且能够在保证公交优先的前提下有效减少交叉口的人均延误。本文以公交车GPS轨迹数据为基础,对公交车的运行特征进行分析,根据利用时间序列法中的ARIMA模型,建立预测模型对公交车到达交叉口的时间进行预测。考虑交通流在交叉口处到达的随机性,利用机会约束规划的理论与方法建立了考虑人均延误的绿灯时间差最小单点交叉口公交优先信号控制优化模型。本文提出的最小绿灯时间差模型,能够适应交叉口各进口道到达率的波动性,找到最合理的信号配时方案。模型中的公交相位作为信号配时的关键相位不仅能保证交叉口公交车的通行效率,也能兼顾优化交叉口整体效益。模型能够在公交优先的前提下有效降低交叉口的人均延误。