优先控制（Priority control ）是指优先通行权的控制方式。一般适用于载客量较大的公共交通车辆，重要贵宾的车辆，以及执行任务的救护车、消防车、工程抢险车、警备车等特种车辆。包括优先控制车辆的检测技术、交通信号的绿波技术等，还可辅以交通管理人员的人工指挥。

最早的优先控制是1967年在洛杉矶所做的公交信号优先控制实验。在现实巨大需求和美好预期的驱动下，公交信号优先控制理论逐渐吸引了交通控制领域、公共交通领域乃至交通设计和交通安全领域众多研究者的注意。早期公交信号优先控制研究倾向于将公交信号优先(bus signal priority)与强制信号优先(priority and preemption)归结为同一类问题。随着研究的深入，二者的区别逐渐被指出NTCIP(National TransportationCommunications for ITS Protocol)1202第二版给出了公交信号优先的定义:“在信号控制交叉口给予公交车辆相对于其他车辆的优先权，这种优先不应导致相应的信号机脱离正常运行状态”。而强制信号优先的定义为“交通信号从正常状态切换到特殊状态，以满足紧急救援车辆、轨道交通等的通行，即需要中止正常的信号运行来提供特殊信号服务”l司。这两个定义从本质上体现了优先级思想：一般公交车辆的优先级大于普通社会车辆，紧急车辆(紧急救援车辆、轨道交通等)的优先级最高。

(1)同时向置位端和复位端进行愉入时，能使复位输入优先起作用的触发器，叫做复位优先触发器。

(2)在发生误操作或电路发生异常等情况下，它将能作为使触发器的置位端和复位端同时发生输入的安全措施。

(1)运用复位优先触发器的构思，可以使触发器之间具有优先工作的功能。

(2)图1中所示的电路具有使负载A的驭动愉入优先的功能。即在驱动负载A以后，即使有驱动负载B的信号输入，负载B也不能驱动。

(1)任一个最早加进来的输入信号被优先采用，以后，其他输入端子既使有输入，也不再起作用。

(2)可应用于电功机的正、反向控制电路等。

(1)是使各种电路按照某种顺序进行工作的方法。

(2)图示的电路，必须按照A→B的顺序输入，否则触发器不能工作。

(3)可用于传送带的顺序启动、暖风机的风扇和加热器的启动电路等。

结合相应观点和研究成果，将优先控制策略分为被动优先策略(passive priority strategies)、主动优先策略(activepriority strategies)和实时优先策略(real-timeprionty strategies)，见表，

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:

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，见图1。

直观判断，被动优先在降低公交车辆延误上应有一定作用，但以加拿大多伦多皇后大道为案例、利用下RANSYT一7F模型进行的研究表明，被动优先在这一点上并没有明显作用。认为这是由下RA N SYT-7F模型本身的局限性以及假定车辆固定时刻、固定间隔到达车站决定的。而在实际运行中，受停靠时间、道路状况等影响，公交车辆到达车站的时刻是随机的。研究一种被动优先的公交信号周期优化模型，但没有描述模型的稳定性。给出一种利用被动优先和主动优先策略进行干线协调控制的方法，指出公交车辆流量较大且运行状态稳定时，被动优先能实现较好的控制效果。研究了基于时空优化和发车频率的被动优先方法，将被动优先扩展到交叉口时空资源组合优化和控制与静态调度的协调层面。将被动优先策略与左转相位设计及公交停靠站的布局关联起来进行研究。尚无文献给出在常见的信号配时软件(如PASSER, MAXBAND,SYNCHRO或SOA P等)中整合被动优先策略的方法。

相对于主动优先和实时优先策略，国外被动优先策略的研究成果较少。这与欧洲特别是美国的应用背景即公交车辆流量较小有关，因为被动优先策略在流量较小时适应性较差。近年来，在中国等公交车辆流量较大的国家和地区，被动优先策略得到了一定发展。

主动优先策略随着公交信号优先控制研究的诞生而出现，是早期研究的重点，有很多研究成果。提出的无条件优先策略能使公交车辆行程时间缩短25%，但在公交车辆发车频率较低的情况下，相交道路车辆延误增加。对加州3.8英里(约6.1 km)道路上9个信号控制交叉口的公交信号优先控制系统分析发现，公交车辆行程时间减少23%。通过建立微观仿真模型研究了5种优先控制策略:

1)仅有绿灯延长;

2)绿灯延长加红灯缩短，无恢复算法;

3)绿灯延长加红灯缩短加恢复算法;

4)红灯缩短，无恢复算法;

5)红灯缩短加恢复算法。

提出一种新方法评价主动优先控制系统的效果，创造性地引入了感受延误(perceive delay)和预计延误(budgeted delay)两个参数，在公交信号优先控制评价中产生了很大影响。感受延误是实际延误在心理上的度量值，预计延误定义为行程时间(或延误)的平均值与标准差的和。研究发现，公交车辆预计延误(而非平均延误)的降低是公交信号优先控制更加可行的原因，即使公交车辆平均延误有所增加，也可提供较好的服务(即延误的波动性减小)。假设公交车辆到达交叉口时服从泊松分布，同时将绿灯时间的起始时刻作为变量，构建公交优先条件下交叉口公交车辆延误解析模型，结果表明：调整总的信号配时方案可提高公交优先的效益；公交优先方向社会车辆流量显著大于相交方向社会车辆流量时，公交信号优先带来的效益并不明显；公交车辆流量越大，效益越明显。提出了实行公交信号优先控制的4个标准:

1)人均延误降低;

2)高峰时段公交车辆流量至少为1015辆 ;

3)全天公交车辆双向流量不小于100辆;

4)相交道路绿灯时间在满足最小绿灯时间的前提下可适当减少。

使用UTCS/BPS模型，发现公交信号优先控制带来的效益受信号相位结构和公交车站位置的约束:多相位信号使优先效益降低，随着公交优先相位的增加，信号协调效益消失，车均延误增加;公交车站设置在交叉口下游时，有利于发挥公交信号优先效益。根据研究建议，在公交信号优先策略中引入了限制条件：仅当前一信号周期没有提供优先信号时，后一信号周期才能提供，并指出实施公交信号优先时必须权衡获得的效益与带来的交叉口通行能力损失。是降低公交信号优先对非优先车流影响的典型研究。为了优化公交信号优先控制策略，后续研究逐渐考虑了交叉口上下游公交车站影响、道路等级和功能、交通是否拥挤等因素。

20世纪90年代中期起，主动优先策略研究逐渐被实时优先代替，研究成果较少。公交信号优先也由绝对优先阶段发展到相对优先阶段。越来越多的研究者开始考虑以时刻表或车头时距为依据的优先策略。从这一阶段起，国内学者开始陆续发表公交信号优先控制策略的研究成果:研究了基于逻辑规则的控制方法，增加公交信号优先控制策略的多样性;对主动优先控制逻辑作了改进。同时，公交信号优先控制策略的效益评价也得到了深入分析。

总体来看，主动优先控制策略围绕基本方法及其改进方法进行研究，并试图通过仿真和实践评价控制策略的效果，其总体研究框架见图2。引入补偿策略和限制策略的目的在于降低公交信号优先对社会车辆的不利影响，对于单点交叉口非优先相位而言，这两种策略会使社会车辆获得一定的效益，但同时也使本信号周期的公交车辆丧失获得优先的机会。单点交叉口优化范围的局限性使公交信号优先常常打断交叉口间社会车辆的信号协调。同时，由于公交信号优先策略相对独立，即在进行公交信号优先时较少考虑社会车辆的运行状态，主动优先控制系统尚不能对公交车辆与社会车辆的运行效益进行合理平衡与协调。主动优先控制策略的这些缺陷驱动了实时优先策略研究的开展。

实时信号优先策略以研究为标志性开端。使用元胞自动机模型预测车辆行程时间、排队长度、饱和交通量以及信号运行状态，但没有考虑下一秒钟决策对未来长期控制效果的影响，而仅仅是为下一秒作出最优决策。研究的SPPORT(Signal Priority Procedure forOptimization in RBI Time)程序基于用户预先设定的交叉口请求绿灯事件的优先级列表运行，对几套信号控制方案进行评价并从中找出最符合原定事件优先级的控制方案。由于SPPORT基于预先设定的优先级列表寻找方案，因而其生成的方案并非最优。

将自适应公交调度(adaptive transitoperation)策略和自适应交通控制(adaptive signalcontrol )策略同时进行应用研究。自适应控制以公交车辆、社会车辆延误费用和社会车辆停车费用组合为目标函数优化控制方案。指出影响公交优先策略选择及其效益发挥的因素有路网结构和特征、路网交通状态以及公交车辆发车频率与运行特征。研究了公交车辆在交叉口的有条件优先方法，并在荷兰Eindhoven实施，结果显示，在绝对优先条件下社会车辆延误成倍增长，但在有条件优先下却没有明显变化。研究了整合公交信号优先控制功能的自适应交通控制系统框架，指出公交信号优先与整个信号控制系统融为一体时才更有效，集协调控制、单点交叉口控制和公交优先控制为一体的控制系统能显著降低公交车辆延误，且对社会车辆影响较小。

公交信号优先控制的研究历程可分为两个主要阶段，即以主动优先为主的第一阶段和以实时优先为主的第二阶段。被动优先的研究在两个阶段中都有一些成果，但相对较少。

该阶段的公交信号优先控制实验为开端，以降低交叉口延误为目标，主要针对混行车道(公交车辆与社会车辆混行)研究单点交叉口主动优先策略，研究成果在欧洲及美国得到了一定应用。20世纪80年代，公交信号优先研究和实践转入低潮，其原因可归结为:公交信号优先系统不能较好地满足社会车辆需求，经常打断社会车辆的信号协调，社会车辆受到显著的不利影响。这一阶段的公交信号优先策略独立于社会车辆信号控制策略，且大多针对单点交叉口。研究结果没有很好地解决信号优先程度、优先频率等问题，没能解决信号协调问题，也没能在公交车辆和社会车辆的运行效益间找到平衡点。车辆信息检测手段及通信手段落后也是造成公交信号优先控制效益未能充分发挥的重要因素。

进入20世纪90年代后，随着交通拥堵加剧以及公交优先相关技术的发展，公交信号优先研究重新成为热点。这一阶段的研究主要从三方面展开:

①如何降低公交信号优先对社会车辆的影响;

②如何协调公交信号优先控制策略与社会车辆信号控制策略;

③如何将公交信号优先控制融入整个信号控制系统。

这一阶段，公交信号优先策略的控制对象逐渐从单点交叉口转向沿线相邻交叉口群，控制目标逐渐从单纯追求公交车辆延误最小转向最小化性能指标(Performance Index,PI )值，或最小化公交车辆时刻表延误以及车头时距偏移;控制方法由逻辑判断转向基于规则和优化方法;优先策略不再独立于社会车辆信号控制，而是与社会车辆控制策略一起进行协调优化。该阶段的研究一定程度上缓解了第一阶段出现的问题，并推动了UTOPIA/SPOT , SU PPORT等一系列具有公交信号优先控制功能的系统研发和应用。