（一）基本概念
1. 信号相位和信号相位方案
信号相位是指在一个交叉口某个方向的交通流(或几个方向交通流的组合)同时得到的通行权或被分配得到这些通行权的时间带。确定信号相位方案,是对信号轮流给某些方向的车辆或行人分配通行权顺序的确定。即相位方案是在一个信号周期内，显示若干种控制状态(每一种控制状态对某些方向的车辆或行人配给通行权)，并合理地安排这些控制状态的显示次序。信号控制机按设定的相位方案，轮流开放不同的信号显示，轮流对各向车辆和行人给予通行权。把每一种控制状态，即对各进口道不同方向所显示的不同灯色的组合，成为一个信号相位。
2. 信号相位切换
信号相位切换是指一个相位向另一个相位的转换过程，与交通流的运行特征及相位的设置有很大的相关性。由此可得出叠加相位的初步定义：叠加相位就是在某相位结束前提前启动另一个相位的一股或多股车流(或者说某相位开始前提前结束其前期相位的一股或多股车流)。换言之，两个相位之间存在部分重叠。或者说,在信号周期中增加了一种特别的小相位。
（二）公交系统微观建模
1. TRANSYT-7F模型
以综合目标函数（P）最小为目标，在维持周期不变的前提下，对路口原始配时方案中各相位的绿信比进行优化，重新分配各相位的绿灯时间。TRANSYT模型的综合目标函数（P）[6]，
(2-1)
其中：
为延误1h的经济损失；
为延误权重；
为延误；
为每100次停车的经济损失；
为停车权重；
为停车次数；
N为节点数；
2. PARAMICS模型
微观交通仿真软件Paramics在信号控制方面具有较强的建模和仿真能力，基于Paramics进行干线协调控制模型的控制效果对比分析是较为可行的[7]。
（三）公交信号优先策略
公交信号优先控制策略分为被动优先策略(Passive Priority Strategies)、主动优先策略(Active Priority Strategies)和实时优先策略(Real-time Priority Strategies)，见表2.1，这一分类方法被广泛接受，进一步对三种优先策略做出界定：
表2.1 公共汽车优先控制基本策略
策略类型
主要方法
被动优先策略
调整周期长度
重复绿灯
绿灯时间分配
相位设计
针对公交运行的协调绿波
主动优先策略
相位延长
提前激活相位
公交车辆专用相位
相位压缩
实时优先策略
延误优化
交叉口控制
网络控制
1)被动优先。针对离线方案进行优化，不考虑交叉口是否有公交车辆到达，同时不需要车辆检测/优先申请生成系统。
2)主动优先。为检测到的特定车辆提供优先，包括相位延长、提前激活相位、公交车辆专用相位等多种方法。
3)实时优先。基于实时检测数据提供信号优先的同时，以某一指标为目标优化方案。公交信号优先控制策略还可以依据控制范围、优化目标及控制策略依托的设施类型进行划分。
1. 被动优先策略
设有设置信号检测器，根据历史数据，如公交车的行驶速度、发车频率、站点位置等，预先进行交叉口公交优先信号的配时。这是目前我国城市交叉口最常见的控制方法，也是投资最为节省的一种方案，适用于饱和度较低的交叉口。
被动优先策略是通过固定信号的配时来减公交车辆延误的方法。该策略主要有以下几种实方法：
(l)调整绿波比，为公交线路集中的车道加有效绿灯时间
这种方式可以降低公交车到达时遇红灯的概率，减少公交车辆的等待时间。
(2)缩短信号周期长度，减少公交车等待绿灯启亮的时间
这种方式以减小交叉口通行能力为代价，因为周期的缩短会造成信号损失时间增加。如果交叉口己接近饱和，这种策略甚至会造成延误增加。通常缩短周期的方式在交叉口通行能力很富余的情况下使用效果较好。
(3)公交车所在道路绿灯相位分离策略
这种方式在实现上类似于缩短周期。其原理是周期长度不变的情况下，将公交车所在道路的绿灯相位分开，用相交道路相位插入其间的方法。当交叉口有两个相位时(A相和B相)，可用其中的一个相位(如B相)把另一相位(C相—公交车所在相位)的绿灯时间分成两段，分别列在B相的前后(这时相位次序成为A—C1—B—C2)。这样可以在周期不变的情况下，增加公共汽车的通车次数并降低延误时间。这种方式只增加了一个相位转换时间，因此信号损失时间增加不多。
(4)绿波带设计中的考虑公交优先
该方法是在确定绿波带的时候，以公交车的路段平均运行速度代替一般车辆的平均运行速度作为线控参数确定的标准。由于公交车停靠的原因，会造成公交车辆运行速度不均匀且不易确定。这就决定了用静态的协调方法在应用中的局限性。
被动控制策略通常会使交叉口的总体运行效率降低，特别是公交车流量比不高的时候。因此，被动控制策略在一些时候并不适用，尤其是对饱和度较高的交叉口。这时采用缩短信号周期和增大公交车有效绿灯时间可能会加剧交叉口的拥堵，而造成实际运行效果不佳的情况。尽管被动控制策略有很多局限，但在很多时候却是唯一的选择，主要是因为这种控制方式不一定要有公交专用进口道的配合，并且是投资最为节省的一种方案。
