万字长文:感应式信号控制考察报告
现状与案例研究
01、感应式信号控制的发展简史
(一)感应式信号控制的诞生
世界上的第一个感应式信号控制(本章以下简称“感应控制”)应该是由小查尔斯·阿德勒(Charles Adler Jr.)在1928年发明,1928年2月22日,巴尔的摩首次在福尔斯路和当时的贝尔维迪尔大道(现在的北公园路)的交叉口安装了第一个感应控制的信号灯,是一个声控红绿灯。为了应用它,司机们需要把车停在红灯前,按喇叭让绿灯变亮[1]。
图1 阿德勒的声音驱动感应控制
当然,声音的检测确实存在如噪音污染等问题,因此,很快就被基于线圈等的手段给取代。
1929年2月4日,阿德勒在巴尔的摩查尔斯街和冷泉巷的十字交叉口安装了一个行人按钮,这是第一个行人驱动的信号[2]。
(一)感应控制的基本概念
时至今日,虽然“感应控制”四字在国内的城市道路交通信号控制领域似乎有不同的解读,但是在继续探讨之前,似乎有必要略微整理一下有关“感应控制”的定义。
“感应控制”应对应着英文中的Vehicle-Actuated control的类型。
1)Signal Timing Manual (Second Edition) [3]
该报告中对各种感应控制相关的解释原文如下:
Actuated Signal Control—Phase time based on detection.See also Fully-Actuated Control and Semi-Actuated Control.
Fully-Actuated Control—A signal operation in which vehicle detectors on each approach to the intersection control the occurrence and length of every phase.See also Actuated Signal Control.
Semi-Actuated Control—A type of signal control where detection is provided for the minor movementsonly, and the signal timing returns to the major movement because it has no detection and is placed in recall.This is typical for coordinated operations without coordinated phase detection.See also Actuated Signal Control.
感应信号控制——基于检测的相位配时。参见全感应控制和半感应控制。
全感应控制——一种信号运行方式,在这种方式中,交叉口每个进口的车辆检测器控制每个相位的启动和时间长度。参见感应信号控制。
半感应控制——一种信号控制方式,其中只对次要交通流向进行检测,如果次要道路没有检测信号则信号配时返回主要交通流向并被置于“召回”状态。典型用于没有协调相位检测的协调运行方式。参见感应信号控制。
2)Traffic Engineering (Fifth Edition)[4]
应该算是一本经典的交通工程的教科书,书中18章和20章各有对半感应控制和全感应控制的定义和说明,这里取第20章的内容。
Semi-actuated control.This form of control is used where a small side street intersects with a major arterial or collector.This type of control should be considered whenever Warrant 1B is the principal reason justifying signalization.Semi-actuated signals are almost always two phase, with all turns being made on a permitted basis.Detectors are placed only on the side street.The green is on the major street at all times unless a “call” on the side street is noted.The number and duration of side-street greens is limited by the signal timing and can be restricted to times that do not interfere with progressive signal timing patterns along the collector or arterial.
Full-actuated control.In full-actuated operation, all lanes of all approaches are monitored by detectors.The phase sequence, green allocations, and cycle length are all subject to variation.This form of control is effective for both two-phase and multiphase operations and can accommodate optional phases.
半感应控制。这种控制形式用于小街道与主干道或集散路的交叉口。对于使用MUTCD中的Warrant 1B作为设置信号控制主要原因的交叉口,应该考虑这种类型的控制。半感应控制几乎总是两相位的,所有的转弯都是基于许可型的控制。检测器只设置在小街道上。主要道路的绿灯一直启亮,除非小街道有“呼叫”请求。小街道绿灯的次数和持续时间受到信号配时的限制,并且可以被限制为不影响沿主要道路的渐进式协调控制信号模式。
全感应控制。在全感应控制中,所有进口方向的所有车道都有检测器。相序、绿灯时长分配和周期长度都可能发生变化。这种形式的控制对两相位和多相位控制都是有效的,也可适应可选相位。
3)Traffic Engineering Handbook, 7th Edition[5]
在这本手册中,提到感应控制的部分较短,主要如下一段。
Fully actuated control implies a signal operation in which detectors exist on every approach to control the occurrence and duration of every phase.In semi-actuated control, detection is provided for the minor movements and pedestrian crossings only; the major movement phase is without detection and returns to green as soon as the demand on minor phase is served and remains green until demand is registered again on one or more minor movements.
全感应控制意味着如下一种信号运行方式,其中每个进口道都有检测器来控制每个相位的启动和持续时间。而在半感应控制中,只检测次要的流向和行人过街;主要流向的相位不进行检测,当次要流向相位的需求被满足后就尽快返回主要流向的绿灯,直到在一个或多个次要流向中再次产生需求。
02、感应控制的基本原理
典型感应信号控制的基本原理如图所示[6]。某一相位启亮绿灯,感应信号控制机内预设有一个“最小绿灯时间”(Gmin),并且将最小绿灯时间划分为两个时段:初始时段和一个等于“单位绿灯延长时间”(G0)的时段,当在初始时段内检测到绿灯相位有车辆到达,则不需要延长绿灯时间,因为此时最小绿灯时间内尚有一个等于单位绿灯延长时间的时段;当在最小绿灯时间内的最后等于单位绿灯延长时间的时段内检测到绿灯相位有车辆到达时,则需要在当前时刻的基础上延长单位绿灯延长时间,如图中的时刻。
如果在每个单位绿灯延长时间内检测器都检测到绿灯相位有后续车辆到达,则每检测到一辆车,绿灯时间便延长一个预置的单位绿灯延长时间。
需要注意的是,单位绿灯延长时间的开始时刻是检测器检测到车辆的时刻,并不是在之前的单位绿灯延长时间的末期继续增加。
感应控制的某相位绿灯结束的四个原因包括[7]:
(1)达到最大绿灯时间:当某相位达到管理人员提前设定的本相位的最大绿灯时间时,本相位绿灯时间结束,放行下一相位;
(2)绿灯放行车流不再满足绿灯要求:当车头间距大于用于定义的阈值时,控制机将结束本相位绿灯而放行其他相位的交通需求;
(3)系统强制结束:当一个感应相位是一个协调系统的一部分时,系统将在信号周期内预先确定的时刻强制结束感应相位以实现协调控制;
(4)强制优先信号:当一个有优先请求的车辆达到交叉口时,没有优先的绿灯相位可能被停止以放行优先通行车辆。
前两种情况可以出现在单点感应控制中,即只要在预置的时间间隔内车辆中断,则改变相位;若连续有车,则绿灯连续延长。当绿灯一直延长到一个预置的“最大绿灯时间”(Gmax)时,即使检测到后面仍有来车,也中断这个相位的通行权。
图2 感应信号控制基本原理示意图
图中并没有包括行人相位的激活,如果行人相位被激活的话,行人相位计时器(行人绿灯与闪灯)会与车辆相位同时计时。在图所示的情况下行人相位所需时间少于最大绿灯时间限制,在这种情况下如果持续检测到来车,那么行人信号灯会一直显示“行人禁止通行”,直到车辆相位因为没有需求或是到达最大绿灯时间而终止。然而,如果行人相位所需时间大于最大绿灯时间,那么车辆相位会继续放行,直到行人绿闪时间结束。
有关感应控制的关键参数的篇幅比较长,在此不再重复,可以参见李瑞敏,章立辉 编著《城市交通信号控制(第二版)》第六章以及本报告下一章内容。
03、感应控制优劣势
谈论任何控制方式的优劣势时都需要有比较的对象,因此,在此主要将感应控制与定时控制、自适应控制等进行对比。
(一)优势
1)灵活性
与定时控制乃至自适应控制相比,感应控制在交通流未饱和时具有较大的灵活性,能够适应交通流的短期波动。因为感应控制的变化是以秒级为单位的,在满足最小绿灯的时间下能够适应交通流的实时变化。同时,因为其相位顺序、相位时长(相应的周期长)都是实时可变的,因此,具有良好的灵活性,此为感应控制最大的优势。
2)投资适中
与定时控制相比,实施感应控制的成本会高出明显一截,但与更为高端的智能控制相比,其成本会相对节省,与目前的“数字孪生”、“全息路口”等的投资相比,实施较为简单的感应控制的成本要显得相对适中一些。
“我看好感应控制的原因有三:
一是感应控制比较省力,也使信号控制实现一定的智能化,只要路口相位配置是科学的、合理的,路口信号控制就能比较准确的调控路口通行;
二是在路口难以实现更加优化的信号调控方式时,可以用感应控制,最起码感应控制是按路口各相位实际通行需求进行配时,弥补了定配时的一些不足,也是对线协调与自适应控制的一些补充;在我们这些小城市,实现更好的信号控制方式 ,确实很难,人力、财力、以及路网结构,路口渠化方式等等,采用更高级别的控制方式,往往会顾此失彼;
三是感应控制只要是车辆检测设备能稳定的工作,信号控制不用长时间的大量的进行路口数据采集,并经常的进行复杂的运算,参数不要经常的进行调整”(引自群内张志远警官--2018年)
(二)劣势
1)投资较大
与定时控制相比,感应控制在如下几个方面会导致投资的增加:
(1)硬件费用的增加:感应控制在硬件上要增加检测设备,且对信号机硬件有一定要求,因此会带来一定的费用增加;
(2)软件费用的增加:非单指计算机软件,而是包括一些维护、技术人员调试等方面的费用,例如要确保检测器的完好率就需要有一套相对完善的对检测器的监测、维护机制;而感应控制关键参数的调试,例如最大绿灯时间、最小绿灯时间、单位延长时间等关键参数的调整也是需要一定的人力资源,感应控制虽不复杂,但目前亦非安装后即可完全自我优化运行的模式,因此,相对于许久不做调整的定时控制而言(当然定时控制也应当有合理的调整),感应控制需要有更多“软件”层面的费用。
但是与自适应控制等相比,感应控制的投资应该还是相对更低的。
2)应对拥堵的能力有限性
按照基本的感应控制的原理,当饱和度较大时,各个相位都跑在了最大绿灯时间的状态下(虽然此时最大绿灯时间也可以调整),则基本上就变成了定时控制,因此,感应控制有时会被认为是缺乏应对拥堵的能力。但是,当真正的所有流向的绿灯时间都被充分利用后还有绿灯末期排队存在的时候,仅凭本交叉口的信号优化,又有什么“智能”的控制方法能够有效呢?
当渠化一定的情况下,如果各个转向都处于过饱和状态,则从本交叉口而言,则也只能是尽量控制单位时间内交叉口通过量最大、同时控制一些进口道的排队不要溢出,或者再通过与上下游的协调减少排队溢出的可能。从区域性或相邻交叉口而言,或许还可以实施“截流”控制等措施,这些或许不在传统的感应控制能力范围内,但又有几个“智能”的控制能在没有人力参与的情况下实现呢?而如果有人力的参与,即使单交叉口跑在感应控制,也不影响“截流”等策略层级的实施。
3)影响协调控制
逻辑上而言,传统的感应控制没有固定的周期长,而实施协调控制对于周期长有一定的要求,因此,如果各个交叉口实施灵活的感应控制,则会影响到干线协调(尤其是绿波带)的效果——这种说法应该在一定的情况下是存在的。
但是,绿波带能够有效存在的交通流状态也是饱和度较低的状态,在这种情况下,实施灵活的感应控制虽然可能会影响到干线上在协调相位上意欲连续通行车辆的连续性,但是对于单个交叉口而言,由于基本不存在绿灯时间的浪费(除非机动车所需时间小于最小绿灯时间),则整个交叉口的利用效率较高,从整个交叉口的角度而言,也是较优的方案。
04、湘潭实践成功关键
如下为从一个旁观者的角度的体会,具体的更为详尽的湘潭的实践及总结可以参考本报告后面相应章节。
图3 信控中国俱乐部“走进湘潭”活动现场
1)应用“人”的智能
虽然感应控制有相对成熟的控制原理和控制逻辑,但是现实的城市路网状况、交通流情况千变万化,在基本原理相对统一的情况下,要想取得良好的效果,还需要在控制策略、控制方案、控制逻辑、控制参数等多方面下较大的功夫,在这些方面,有些可能是目前的一些“AI”能够起到一定助力作用的,但是也需要众多的前提条件。而在当前的情况下,更多的还是要靠“人”的智能,从策略选择到参数设定,不得不说目前能够自动化的东西真的不多,在实际的应用中,还是需要有人力的投入,而湘潭市指挥中心以蔡小柯主任为主的团队在整个感应控制实践中所付出的努力是确保截止目前为止能够取得良好效果的根本。
“离开湘潭之际,谈一些感受!效果特别好,最大的特点是使用了“人工智能”,将道路运行的需求转换为人的思想和方法去实施,特别佩服小柯主任对交管工作的情怀有责任心,还有就是对信控的理解,短板一是需要对本地的交通环境以及交通流的特征特别熟悉,有体会!二是会导致小柯主任特别累,得时时跟踪,不容易与别人分担!希望能把这些“人工智能”的东西转换为标准的信息与计算机语言交给系统去作,这样的话效率更高且可复制、可传递。”(引自群内张志远警官留言)
2)与控制策略密切结合
感应控制往往只是单交叉口层面在交通尚未拥堵的时候实现减少绿灯空放、提高绿灯利用率的效果,但是当交通流量较大时,单交叉口感应控制已经无法应对的情况下,如果通过协调控制、通过上游交叉口的控制来实现各交叉口的均衡,是策略层面的手段,在实践的过程中,需要结合城市路网特点、交通流特点、出行行为特征等因地制宜地制定不同的控制策略。在湘潭的实践中,可以看到针对控制路网,建设者们进行了一一对应的策略方案的制定,从而使得感应控制的应用取得了相应的成效,具体的内容可以参考本报告后面章节中的介绍。
在此引用刘江鸿老师ppt中的原文如下:
(一)策略分级
一级策略,面控制即区域控制策略;
二级策略,线控制策略即绿波带;
三级策略,点控制即路口控制策略。
其中:
一级策略主要是从宏观层面为制定具体策略而提供指导思想和控制原则。湘潭感应控制的一级策略,那就是简单的14字原则,“缓进快出,主道优先,主向车流优先”。
这个原则几乎适用于所有城市高峰期的交通组织与控制。
二级策略又可以进一步根据快速干道、主干道、次干道和支道等不同道路等级进行分类,并同时考虑道路交通流量大小及其在区域交通网络中的地位和影响。根据湘潭城区交通的实际情况,二级策略重点关注城区交通流量大、压力大、矛盾突出或者保畅要求高的主干道路。
近些年来,可能只要一提到交通信号优化,大家马上就会想到“绿波协调”。似乎这就是唯一能够立竿见影解决拥堵问题的灵丹妙药。事实上,传统的绿波协调往往很难适应缺陷明显的路网条件和复杂多变的交通场景。在以往的信控实践中,一些城市的绿波甚至是双向绿波,为了片面追求某一条或者几条主要道路的绿波效果,很多时候其实只是把矛盾转移到了相邻、相交的其他次要道路。
但是,在感应控制模式下,协调+感应控制的有效结合,会使得协调效果更加高效、灵活,而不是简单的矛盾转移。
三级策略即点控制策略,综合考虑路口日常交通流量大小,以往交通拥堵程度,路口复杂程度等相关因素,分为关键节点,次关键节点和一般节点。三级策略优先关注交通情况复杂、问题突出、拥堵明显的关键节点。
三级策略形成的关键。最大时间、最小时间、灵敏度,这是制定三级策略的三个关键参数,也是直接决定策略实施效果的核心技术所在。每个路口都要根据其实际情况进行个性化的策略设计,也就是每个路口对应一个量身定做的策略。
湘潭三级策略实施的整体效果非常显著而且稳定,是湘潭市全域感应控制应用取得成功的坚实基础。其中,以建设路口(环岛)和三桥的桥头东西两端路口的实际效果最为典型。个人认为:这几个路口的交通组织和信控优化,无论策略还是效果,都近乎完美,是堪称教科书级别的成功范例。”
这里举几个例子:
“一中路口,位于湘潭雨湖核心城区偏北部。是雨湖一桥核心拥堵区北侧外围路口,也是韶山西路核心拥堵区东侧的外围路口,该路口灵活应用双搭桥相位加上全感应控制,在绝对确保非机动车左转弯安全的情况下,很好地实现了平峰期高效通行,以及高峰期整体控制策略的执行,成为保护西侧和南侧两个拥堵区的一个重要截流路口,在高峰期很好地保护了两个核心拥堵区。”(引自蔡小柯警官群内原文)。
“建设路口,是一个直径50米的环岛路口,由于锁死流量在4500~4800标准车左右,2018年以前,由于流量经常突破锁死流量造成路口频繁锁死。由于这个环岛无法拆除,所以我们就运用全感应控制系统实时监测进入环岛的流量。当流量即将突破锁死流量时,信号灯自动开启,信号灯开启时信号灯的配时根据各方流量自动调节,当流量下降至安全流量以后,信号灯自动关闭。实际相当于安装了一个全自动防锁死装置。该种方式控制环岛信号灯,在全国是首创。无锡所的专家评价:该种方式是很好解决环岛拥堵的方式,可以供全国进行借鉴。”(引自蔡小柯警官群内原文)。
“护潭广场,是连接莲城大道出入城、通往三大桥,以及雨湖片区经韶山东路北向进出城的关键路口。该路口小时高峰流量可达12,000辆以上。而且东与西、北与南、直行与左转流量极其不对称,加之行人过路口干扰造成通行效率低下。在2022年的改造中。支队积极争取市政府的支持,将路口进行了完全实体岛的渠化,并且建设了行人二次过街岛,将四段人行信号灯变成八段,分段放行,这样就更有利于全感应信号控制的使用。目前这个路口完善的渠划设施加上全感应控制灵活的调控,已经能够很好地应对平峰和高峰策略控制时各种各样的情况。”(引自蔡小柯警官群内原文)。
“北二环护潭路口,是2023年与新建道路同步建设开通的一个路口。此时由于我市的感应控制已经应用到了较深的程度,所以该路口从设计开始就是完全按照感应控制的要求设计的。比如四个方向的二次过街岛全部可以分两段控制人行灯,这样可以大大节约全感应控制中每个相位的最短时间。在该路口的东西的北二环方向,由于东西的左转弯流量悬殊较大,为了充分利用通行时间,有针对性的设计了西向的搭桥控制,并将非机动车单独控制,结合全感应的控制,能够很好的根据左转弯流量的大小自动调节配时,让路口控制效率最大化。”(引自蔡小柯警官群内原文)。
3)良好的管理模式
感应控制的实施依赖于检测器的支持,如果无法确保检测器绝大部分时间都处于有效工作状态,则感应控制亦无法充分发挥其有效作用。结合现场调研的感受,湘潭在支撑感应控制的设备、系统等方面的运营和维护方面也建立了良好的体系,包括相应的人员、资金等的投入和规章制度的建立等,从而确保了感应控制的良好运行。
图4 信控中国俱乐部“走进湘潭”圆桌讨论环节
当然,感应控制能够在湘潭的成功要素远远不止前述部分,其他的例如管理部门领导的支持、交通出行者对所谓五花八门的“体验感”的不那么的“挚爱”等等都给了湘潭市发展感应控制的相应的环境。更为详细的分析见下一节。
05、国内影响感应控制实施的因素
从当前各地的感应控制的实施来看,影响感应控制在国内实施的因素主要有如下两大方面:非技术性的和技术性的。(仅为一家之言的总结)
(一)非技术性的
非技术性的因素虽有时候感觉不如技术性因素更关键,但是对于感应控制这样一个原理相对成熟的技术系统而言,非技术性的因素往往是决定性的因素,通过交流,总结如下:
1)不被重视
虽然感应控制技术成熟,且投资也并不高(与一些更“智能化”的系统相比),但是典型的基于“延长规则”的感应控制的一个问题是不适用于饱和度较高的情况,届时其将运行在最大周期长的状态。因此,感应控制不是一个用来宣传缓解高峰拥堵的手段,虽然适用于大多数的场景能够很好地减少绿灯空放给出行者以良好的出行体验,但有时似乎不是管理者的关注重点,因为既然平峰期不堵车了,等会儿就等会儿,随便设置个方案即可,由此使得感应控制从根本上就得不到足够的关注。(来自陈宁宁博士等的语言启示)。
2)缺乏人才
虽然感应控制似乎就是三个关键参数,最小绿灯时间、单位绿灯延长时间、最大绿灯时间(当然展开的话还有其他的一些参数,在此不纠结过细),但是对于不同交叉口,这三个参数会不相同,而对于同一交叉口,在不同时间其配置亦可能需要有所差别,因此,感应控制的实施需要有大量的脚踏实地结合具体交通情况的参数设置,如此才能收到预期的效果,而这种工作需要有相应的人才队伍来完成。但是目前受制于种种原因,对城市而言难以形成有效、稳定的此类人才(队伍),由此造成了感应控制的成功或失败。(来自湘潭、鄂尔多斯等的成败及部分专家观点)
3)对感应控制的理解有偏
对感应控制的一个认识是需要花费不菲。确实,相对于只是安装一个信号机实现定时控制,感应控制确实投资较大,但是在非拥堵期确实可以起到明显提高绿灯利用率等效果,产生较大的社会经济效益。当然,不用感应控制而重视交通流的时变规律设置较为灵活的分时段定时控制,也能够取得一定的效果,可是,现实是多少地方的定时控制实现了控制时段的科学合理划分呢?
另一个认识是感应控制只是适用于非拥堵期,在发生拥堵的时候无甚作用。确实,如果一个交叉口所有的进口方向的所有信控转向都已拥堵,则感应控制确实无效。然而,不仅仅是感应控制无效,此时仅仅从该交叉口出发,什么控制也无效,是需要区域性的协调策略或渠化改造了。
这些不同的认识,在一定程度上造成了感应控制应用的限制。
4)管理机制
感应控制需要有良好的检测器的支持,而且对于检测器的要求相对较为严格,例如一个交叉口四个方面的检测器如果有一个进口方向的检测器全部不再工作,则基本就无法实现良好的感应控制,因此,一方面需要选择具有良好技术性能的检测器类型,还需要有良好的管理机制能够实现对检测器的良好维护,从而确保检测器处于良好的工作状态,以支持感应控制的有效实施。例如湘潭目前感应控制的良好运行与其建立的检测器的维护机制密不可分。(现场调研及交流所得)。
(二)技术性的
从技术层面而言,对感应控制的实施影响较为明显的有如下几个要素。
1)检测器
检测器是感应控制的根本,没有实时的检测数据则无法实施感应控制,从感应控制诞生之日起短期内使用了声音检测器外,很长时间以来支持感应控制的主要是线圈检测器。近年来,随着各类检测器技术的快速发展,开始在感应控制中应用各种的检测器,例如地磁检测器、视频检测器、雷达检测器甚至雷视一体检测器等,在一些案例中也都收到了良好的效果,例如鄂尔多斯曾经大量使用的地磁检测器,目前湘潭使用的是视频检测器,而一些城市正在尝试雷达检测器或雷视检测器等。
其次与检测器相关的检测参数,从感应控制的基本需求而言,其控制只是需要一个类似开关信号的检测参数即可,即在一定时间段内“告诉”信号机是否有车辆达到,从而实现基本的感应控制,如果要更为高级一些,可能可以检测较为复杂的参数以支持较为复杂的感应控制。
“检验一个城市信控做的好不好,唯一的指标就是检测器在线率,不用谈用了多高深的技术,不用谈用多高大的设备。一个在线率管总。”(引自群内黄传明警官)
2)信号机
虽然感应控制是一个较为传统的控制方式,但是其实施还是需要有一定水平的信号机的支持,从目前我国有关信号机的国标GB25280-2016来看,B类和C类信号机都会支持感应控制的功能,因此,从信号机而言,满足国标B类和C类要求的都可以实现感应控制。目前阶段从标准要求来看,信号机已经不是影响感应控制的关键因素,但是实际中是否能够实现,则要看各厂商对信号机的设计和使用了。
3)倒计时
倒计时在一定程度上被视为感应控制的“天敌”(本人看法),从传统的感应控制的逻辑而言,在距离绿灯结束前5秒时可能根本不知道是否会结束,因此,在传统的断面检测支持下的感应控制如果要使用倒计时,基本上倒计时的时间都是浪费的。
在部分城市,虽然实现了类似感应控制的功能,但是受制于部分出行者“看不到倒计时不会开车”等的影响,一定要有倒计时,就使用了倒5秒等的方式,一定程度上降低了感应控制的效果。
也有一种潜在的技术手段,使用区域性检测方式,将感应控制的单位绿灯延长时间改为9秒,其判断的基础不是单辆车情况,而是区域范围内的车辆群的情况,在此情况下,从理论上有这种可能,技术上也有可能。(来自现场讨论莱斯工程师的思路等)
4)行人信号灯
当前在我国制约感应控制应用的一个因素是行人信号灯的常规设置,目前我国的行人信号灯往往是和同向的机动车信号灯同时放行,在此情况下,在感应控制的情形下(当然前提是肯定满足最小绿灯时间限制),行人信号灯还是与机动车信号灯同时切换,则会存在行人信号灯绿灯末期进入人行横道的行人无法在下一相位的绿灯启亮前全部通过人行横道,导致一定的潜在交通冲突。
为了更好的支持感应控制,更为合适的行人信号灯控制模式宜为基本的绿灯时间(准许进入人行横道的时间)+闪烁灯时间(红色or绿色还有辩论,清空时间,此阶段内未进入人行横道的行人则不许再进入人行横道)+红灯时间。而绿灯+闪烁灯的时间也基本上决定了感应控制的最小绿灯时间。
5)协调控制
感应控制从某种意义上而言可能会对协调控制形成一定的影响,因为理论上而言,协调控制对于共同周期长有一定的要求和限制,而感应控制的一个特点就是周期长并不固定,但是感应式协调控制也是存在的,因此,感应控制虽然可能在一定程度上会影响所谓的严格的“绿波带”,但是通过相应的设置也可以取得一定甚至良好的协调的效果。
6)交通组织及宏观策略
单交叉口的信号控制需要有交叉口的良好的渠化方案做支持,而区域性的协调控制则需要区域性的交通组织与宏观策略的支持。通常所说的“缓进快出”、“截流”、“均衡压力”等都已不再是一个交叉口的问题,而是需要在相关的区域内进行策略的制定。同时也不再仅仅是简单的信控参数的设置,一定是需要有协同的控制在里面,通过设置阈值等进行相应的触发从而来进行控制策略的切换以实现更优的控制,因此,对于感应控制而言,为了更好的发挥其作用,亦需要有更为宏观的优秀的交通组织措施和宏观的控制策略的支持。
06、后记
前面写了这么多对的感应控制的认识,应该说总体是褒奖为主,那是否代表感应控制就是交通信号控制的尽头?当然不是,现实中也自有效果超过感应控制的控制系统的存在,但是为何又有感而发写下了这么多,主要的一个感触就是,当难以实现更为高级的功能的时候,先从简单的做起,至少让出行者不用平峰期盯着倒计时等着冲突方向的空放来寻求所谓的“获得感”。或许这么说缺乏对科技前沿的追求,但饭毕竟是一口口吃的。
走笔至此,以待收尾,回首这么多年的学习和思考,似乎突然发现,无论信号控制的技术进步宣传如何,直面当下,最关键的还是人的问题,各类人的认知、态度、水准、专业、热爱、定位等等决定了当前信号控制的现状以及未来。
参考资料:
[1]VINSEL L.The Man Who Invented Intelligent Traffic Control a Century Too Early [Z].IEEE Spectrum.2016
[2]Charles Adler Jr.[Z].
[3]URBANIK T, TANAKA A, LOZNER B, et al.Signal Timing Manual (Second Edition) [R].Washington, D.C., 2015.
[4]P.ROESS R, S.PRASSAS E, R.MCSHANE W.Traffic Engineering (fifth edition) [Z].London, UK; Pearson.2018
[5]ITE.Traffic Engineering Handbook, Seventh Edition [Z].John Wiley & Sons, Inc.2015: 688.10.1002/9781119174738
[6]GORDON R L, TIGHE W.Traffic Control Systems Handbook [R].66 Main Street, Westhampton Beach, NY 11978: Dunn Engineering Associates, P.C., 2005.
[7]RIEDEL T.workshop on traffic control and traffic management [R].Beijing: Adaptive Traffic Control Ltd., 2003.
未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明等材料,与我们联系,我们将及时沟通与处理。