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长沙交警:基于智能网联的公交信号优先

2020-06-30

来源 : 赛文交通网

作者 : 冯睿

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信号控制作为智能交通系统中的一个重要技术,是城市交通管理的一个关键环节。长沙交警通过多年来的系统建设、应用和探索,一直努力通过信号控制手段来不断的提升城市道路交通管理水平。

作为国家智能网联测试区,长沙交警积极探索,将信号控制系统与智能网联技术融合对接,开展了建设、摸索了路径、验证了技术。

发展回顾

长沙市智能交通系统已经完成了一二三期项目建设,2019年年末,又开始了三期续建项目的建设工作。总体上已形成四张网,并在四张网上创建了大联合交管中心+大联合交管情报平台、指挥调度平台的“一中心,两平台”管理模式,充分运用“大数据+大交管”方法手段,积极推动公安交管工作由传统粗放向精准高效转型升级。

 态势网方面,建成了地磁348个路口、微波70套、事件检测46处,融合互联网数据,实现城区38条主次干道、1300 余条路段全面监管和突发警情自主检测。

指挥网方面,围绕“一中心,两平台”,初步构建了支队、大队、中队的“三级指挥体系”,实现了“情指勤”一体指挥调度的扁平化、精准化和可视化,在2018年的勤务改革现场会向全国推广。

视域网方面,建成了电子警察627个、电视监控891处,实现二环内主要路口全覆盖,全市城区主要干道、重要交通节点可视化管理。

信控网方面,建成了智能交通信号控制系统444处, 2017年长沙市全年拥堵排名下降12位,2018年城区高峰拥堵指数同比降低2.2%。

在信号控制系统方面,除了常规的精细化定周期控制、节假日控制以外,长沙交警也通过区域自适应控制,实现高峰缓堵、平峰提速的整体效果。

已经实现河东1个拥堵区域、7个拥堵片区的缓进快出,使得高峰拥堵里程减少10%,拥堵持续时间缩短12%;19条主干道的绿波控制,平均行车速度提升5公里/小时,可不停车通过多个路口;37个独立路口的自适应控制,路口锁死次数降低70%,绿灯空放时间降低到5%以内,取得了良好效果。

应用实践

第一,在“多维数据感知”层面做了一些工作。

一方面利用电警、微波和视频检测器等前端设备对交通数据进行实时的采集,另一方面将高德、百度、滴滴等互联网公司的浮动车数据作为一个补充。

此外,长沙交警还成立了警企联合实验室,与行业内优秀的企业进行合作,实现交通数据的融合共享,从多个维度为信号系统提供数据支撑。

第二,在“绿波控制”方面做了一些工作。

一共对全长沙市19条主次干道,186个主要路口采取绿波控制。以潇湘大道为例,潇湘大道总长15公里,共24个路口,路口峰值流量达到了8500辆/小时,在平低峰采取了双向绿波协调控制,绿波设计车速使60公里/小时。

实施以后也取得了“一升三降”的优化效果,具体为:交通拥堵指数下降15%,道路通行效率提高20%,停车次数减少15%,平均通行时间缩短10%,取得了科学技术成果登记,获得了2018年湖南省公安交通管理科技创新项目一等奖,目前正在申报公安部科学技术奖励。

除潇湘大道以外,还对湘江大道、韶山路、枫林路等19条主次干道实施了绿波控制。

第三,在“信号优化服务”方面也做了一些工作。

正在开展的信号优化服务主要围绕“信号优化、专项研究、基础工作、效果评价、总结汇报”五项工作。支队成立了信号优化专班,由专班负责长沙市信号优化工作。

与此同时,长沙交警也充分运用VISSIM仿真、信号优化运营平台等科技手段,使信号优化工作更加科学、严谨,为信号优化持续发展奠定基础。

信号优化服务团队成立以来,也取得了很多成绩:

在路口优化方面,累计调整213个路口信号配时,有效响应了大队信号调整需求,保障了路口级信号不断优化。

在路段优化方面,共优化23条路段,优化后高德指数同比下降约4.5%,停车次数减少约1.65次。

在智能网联区域优化方面,共优化4条路段,19个路口,优化后高德指数同比下降约5%,停车次数减少约1.75次。

在重大活动保障方面,全年重大活动、交通警卫保障任务60余次,圆满完成“省两会”、“中非经贸论坛” 等重大活动信号保障;

第四,复用电警数据,复用电警数据就是将电警所采集的流量数据转换后供信号优化和各类平台应用。

通过对比分析发现:

一是5分钟的流量、时间占用率准确度达到95%以上。

二是可取代地磁、线圈等设备,解决维护难度大、故障率高的问题,同时实现单路口节约投资约5万元。

创新探索

2018年6月,国家智能网联汽车(长沙)测试区开园;2019年9月,两个一百公里城市开放道路测试区启用,长沙交警信号控制系统与智能网联技术开始逐步对接碰撞。

两个100公里智能网联开放测试区内,共有238个信控路口,我们选取了其中的几段道路,发掘一些可以利用智能网联技术开展信号控制工作的场景,首先选择的就是公交信号优先。

以长沙智能网联技术发展态势,长沙交警率先在全国提出“智能网联+公交车”信号优先控制方案,借助车路协同技术,通过“信号机+公交车OBU”通讯方式,通过融合公交车实时位置、行驶轨迹,开展路口信号配时优化方案,结合车速引导方式,实现智能网联公交车的优先放行。

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那么基于智能网联的公交信号优先具体是如何实现的呢?

简单来说,就是首先路口的智能信号机获取到公交车实时位置、速度、行驶方向、交通路况、车辆满载率等信息,智能信号机通过内置的信号优化算法,结合信号灯当前红绿灯的状态,分析公交车所需的绿灯通行时间,采用绿灯延长、红灯截断或相位保持优先机制,确保公交车能够快速通过路口,实现了公交车的等级优先控制,将公交优先由“被动式”变为“主动式”。

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2020年5月1日,长沙智慧公交315线正式启用运营,总计26个信号交叉口,全程约14公里,共设置28个公交站点。

智慧公交315线运行后,通过数据分析发现:

(1)到站时间“准起来”:各站点车辆平均到站时间偏差由60秒缩短至28秒,实现了出行精准预测,让公交真正“准起来”。

(2)行车速度“快起来”:车辆平均行程时间由32.14分钟缩短至27.86分钟,平均缩减约13.3%;平均行程速度由18.67km/h提升至21.54km/h,平均提升约15.4%。

工作展望

近期展望,开展多元数据融合的优先算法研究,下一阶段,将引入其他数据,如公交车自身数据(公交车满载率、准点情况、公交车的数量、位置等)、道路数据(其他方向流量、占有率等)等,通过融合多元数据,研究适用不同方向、不同线路、不同载客量的的多线路多方向公交优先控制算法,区别公交优先等级,有选择的为公交车提供优先放行服务。

开展区域交通效果分析及影响评价,引入公交优先效果评价,为公交优先的实施、公交优先线路优化、运行效果做好科学数据支撑,指导下一步工作。

远期展望,结合地铁3号、5号线开通,开展基于干线公交、接驳公交、定制公交的智能网联公交优先技术算法研发。

注:本文是长沙市公安局交警支队科信大队室主任冯睿于2020年6月18日在“信控中国-云上走进长沙” 活动中的分享内容。

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