欢迎来到赛文交通网!

苏州工业园区信号控制的应用与发展

2022-04-08

来源 : 赛文交通网

作者 : 束云峰

0人评论

一、苏州工业园区的概况

苏州工业园区是1994年2月经国务院批准设立的经济技术开发区,是中国和新加坡两国政府间的重要合作项目,被誉为“中国改革开放的重要窗口”和“国际合作的成功范例”。园区位于苏州市区东部,行政区划面积278平方公里(其中中新合作区80平方公里)。至2021年年底,园区服务人口约130万,机动车保有量36.54万辆,路网总里程964公里,私人汽车千人保有量为338辆/千人(为苏州各区第一)。园区主要产业类型为第二,第三产业,连续六年排名全国经开区综合考核第一。

园区核心区以住宅、商业用地为主,外围以工业用地为主,区内职住分离的用地性质导致出行距离长。路网结构方面,园区主次干道密度基本达标,但是支路比重不足,导致整体路网密度小,很多出入口直接开在主次干道上,使得部分主次干道被迫承担支路的集散功能,弱化了其交通性功能。加上园区极强的区位吸引力,使得园区交通有两个特点:1、职住分离导致跨区域流量大,每天有近12万人开车进入工业区。2、主干道压力大,流量上升迅速,且容易受到异常交通事件、施工等影响,牵一发而动全身,影响整体路网运行质态。

近十年来,为了配合园区一张蓝图绘到底的发展规划,交警部门不断地根据交通流量的变化,因地制宜的寻找方式方法,希望在有限的道路资源下,不断释放通行能力,为园区经济社会发展保驾护航。

二、2013年-2015年的起步阶段

在此阶段,交通工程师通过对全天交通量的调查,掌握交叉口交通量的变化规律,并对其进行科学的时段划分,根据不同时段的到达率情况对信控交叉口进行配时设计。对“两纵两横”(即星港街,星湖街,现代大道,金鸡湖大道)路段上的50个路口设计了737个配时方案,划分了27个子区,最终实施了228个协调方案。在园区环金鸡湖两纵两横上进行的交通信号管理设计极大地提高了驾驶体验,也激发了园区交警的探索热情,寻找更先进的信号控制模式,从而匹配园区国际化、全国经开区第一的站位。

三、2015年-2016年初步尝试阶段

因此,我们和新加坡的团队一起寻找,如何能够自动进行信号管理,让信号系统有自己的大脑。最终找到了SCOOT信号控制系统,其实时检测、精细计算、自适应信控是真正“贴近”需求的信控系统。

自适应系统构建了一个无限贴近真实道路到达与离去能力的模型。首先在建设阶段确定交叉口各个方向检测器的布设位置,更准确的获取车流的信息;其次再连线校准,逐条连线校准SCOOT数据模型,所有连线核对饱和度、排队长度和排队清空时间等参数,最终确认绿信比优化效果与实际运行情况一致性。这样系统就可以模拟道路运行的真实情况,实现道路运行的复现。

对于自适应协调,通过设置MAXC/MINC(最大/最小周期),DFOF(相位差)、BIAS(相位差优化权重)、INOF(禁止相位差优化)等参数,进行自适应绿波协调的初步设置。SCOOT在整个子区运行后,在一天中不同的时间段观察SCOOT优化情况,确认相位差和周期优化与实际交通流的匹配度并启动ASTRID数据记录,再根据运行情况调整各协调参数。

园区使用SCOOT系统每秒钟从设在现场的车辆检测器采集交通数据,中心计算机根据所采集的检测器数据按每5分钟和每15分钟间隔统计各检测截面的交通流量、占有率和阻塞度,根据交通模型精细化地调整各相位时间及周期。经统计,SCOOT系统一天内平均单个路口共调整约285次配时方案,SCOOT应用期间平均2.4min调整一次。

使用SCOOT系统改变了传统的信号管理模式,实现了由维护配时表到维护路口模型的转变,极大地提高了园区运行效率。但也存在一些问题,比如随着园区车流量的增加,路口接近饱和甚至超饱和,大面积施工导致线圈被破坏等等,SCOOT逐渐不能满足管理需求。对此,园区交警更深入的思考,如何持续发挥自适应的效能。

四、2016年-2019年发展阶段

从2016年-2019年,园区交警在对跨区域交通需求、路网的饱和度、施工道路影响等方面进行调研的基础上,从用地、路网、公共交通等方面分析了交通需求与供给,从流量、出行OD、出行特性等方面分析交通运行态势,制定了信号控制策略。

首先,高峰时段在高饱和大流量交叉口,道路已达到承载能力上限时,需实施大周期条件限制的配时方案,尽量均衡各个方向的排队时间,防止路口饱和溢出现象发生。为了保障主干道主要流向的通行效率,实施高峰绿波协调策略,尽量降低路网中运行车辆延误。在车流较少的平峰及夜间时段,交叉口切回自适应模式,减少甚至消除交叉口的空放现象,即根据实际交通特性与需求,设置条件限制与自适应相结合的信控方案。

其次,在日常交通管理方面,我们以自适应控制为基础,制定区域信号控制策略,升级控制方案,为园区老百姓创造良好的出行环境。针对通过性道路、生活性道路等不同的道路功能,根据工作日、周末等不同时段,制定多层次的信号控制策略,与自适应信号配时结合,提高平峰路段驾驶感受。当前,园区范围内信号协调控制子区达到40个,自适应信号控制路口380余个,干线协调绿波50余个。

此外,我们深入贯彻面向场景的专家方案策略,针对大型活动、恶劣天气、特勤保障等等形成各自独特的管控方案,一案一策,一事一议。园区有奥体中心、苏州中心、博览中心,每年承接苏州一半以上的大型活动。以苏州中心为例,作为华东第一大商业综合体,每年举办大型活动30余次,节假日音乐喷泉、灯光秀等大型活动时人流量达到23万人次,车流量是周末的2-3倍,常规的控制手段已无法保障大流量场景下的交通秩序。

我们利用自适应信号系统预案设置功能,活动散场时一键调用绿波预案,保障散场车辆连续通过,减轻路面警力压力。目前该技术已经普遍应用于音乐喷泉散场、奥体大型活动散场等场景。通过第三方数据评估,启用大型活动散场方案后,与无散场方案的情况相比,行人散场时间缩短26%,机动车散场时间缩短20%。

五、2019年-2020年精进阶段

在自适应信号控制的使用中发现,仅针对时间的信控模式无法更好地满足日益增长的交通需求,故研究及试点了时空协同自适应的信控模式。

首先,尝试在城市主干道上实现需求响应式放行。需求响应式放行技术包括机动车及行人按需放行。利用路口现有的电子警察视频流采集机动车需求,利用安装在人行灯杆顶部的摄像机视频流及行人过街请求按钮采集行人需求,通过嵌入式边缘计算主机智能算法实现机动车和行人的按需放行。在试点路段上,需求式放行时段内干线平均速度增加明显,由原来的36.65km/h增加至39.03km/h,增加6.4%。

其次,部分路口试点了自适应可变车道。自适应可变车道是通过安装反向摄像头,对视频流加载视觉分析算法,由人工智能根据检测区域的实际排队长度,计算各转向的车流密度,自动调节可变车道的车道指示方向,从而最大限度利用道路空间资源,提高道路通行能力及智能化管控水平。目前在星港街现代大道北进口、星港街星州街北进口进行试点应用。自适应可变车道系统上线后,星港街-星州街可变车道日均切换20次。对比自适应可变车道上线前,北左转延误指数由原来的24s降低至21s,降低8.6%。

此外,园区交警在方洲路(星华街-凤里街)建设了园区第一条潮汐车道,共涉及3个路口,全长0.85公里,建设有30块可变屏。园区潮汐车道通过可变屏+可移动护栏的组合指示潮汐车道方向的变化,提高车道使用效率。交通工程师提前在系统里输入可变标志转换的时刻表,到点自动切换。此外,控制中心还可以通过视频监控路口路况,适时使用远程控制手段对可变标志进行控制。目前,可移动护栏已与车道灯进行联动,当到达切换时间点,可同步自动进行车道灯切换与移动护栏的移动。该路段还专门设置了潮汐信控方案,在时空结合基础上充分挖掘利用道路空间。

潮汐车道实施后,中环东线北向南主线通行顺畅,早高峰主线北向南通过量提升18%,方洲路下匝道通过量提升35%。方洲路地面道路早高峰西向东通过量提升25%,晚高峰东向西通过量提升21.5%。

六、2020年至今的探索阶段

在此阶段,园区交警主持建设江苏省首条开放道路智能网联示范区,通过车路协同的形式将车端和路端联系起来,并对闯红灯预警、车速引导、绿灯倒计时等控制类场景,前方学校/施工/桥梁/加油站提醒、易发事故路段提醒、禁止停车提醒、限速提醒、停车场信息推送等事件类场景,文明、礼让、秩序通行、禁行区、禁鸣区公告、交通违法宣传等宣传类场景进行研究测试。

最后,对于未来的信控发展展望,我认为是预测模型算法与仿真相结合,指导未来时刻的绿波控制、信号优化、可变车道的设置,并形成预案纳入专家知识库,实现指挥与勤务的高效联动、精准管控。同时,诱导居民的出行路径和停车规划,为道路施工和拥堵区域的限流管控提供可靠的数据支撑,制定出更符合交通特性的分级、分时段的管控方案,如分流管控、信控方案、诱导发布方案。

1.7its.com 遵循行业规范,任何转载的稿件都会标注作者和来源; 2. 7its.com 的原创文章,请转载时注明文章作者和来源,不尊重原创的行为将追究责任; 3. 7its.com登载此文出于传递信息,并不意味着赞同其观点或证实其描述,文章仅供参考。
延伸阅读
软件定义车路协同 | 商汤绝影入局
赛文发布 | 2021年中国交通信号控制器行业十二强
读“徐吉谦教授学术思想文集”有感
阿里云打造云、数、AI“三位一体”的交管数智云脑解...
中控信息赵鸿鸣:智能交通行业的局势、挑战和本质
赛文发布 | “2021中国智能交通规划设计行业优秀企...


微信二维码


新浪微博


交通包打听


360网站安全检测平台