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马靖:重庆城市道路交通组织与信控创新运用

面对山城重庆路窄、坡陡、弯急、异型路口多、转盘多等道路交通特点,重庆交警在交通组织和信号控制方面是如何以问题为导向,创新运用,解决困境。

8月14日,围绕“城市交通智能化管理”为主题的“2018年西南智能交通论坛”在重庆成功举办。

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(重庆市公安局交巡警总队 马靖) 

重庆市公安局交巡警总队马靖在《重庆市城市道路交通组织与信号控制创新运用》主题演讲中指出,面对山城重庆路窄、坡陡、弯急、异型路口多、转盘多等道路交通特点,他们在交通组织和信号控制方面是如何以问题为导向,创新运用,解决困境。

以下为马靖演讲全文,经赛文交通网编辑整理(内容有删减): 

一、重庆道路交通特点

重庆是典型的山地城市,以重庆传统意义上的核心区为例,两座南北走向的山脉把重庆城区夹在中间,两条东西走向的的大江作一个横向切割,两江交汇处就是重庆的母城,到现在为止这个地方仍然是重庆市政治、经济中心,具有强大的向心力。两山两江的阻隔形成了“一城三片多组团”的城市布局,路网也呈沿江自由式布局。

组团与组团见通过桥隧相连,遇水架桥、遇山穿洞,城市发展确实不易!

所以,重庆也被成为“桥都”。仅主城区跨江大桥29座,穿山隧道16座;城市立交也比较多,据不完全统计,各种立交至少有260座以上。可能这些数量在全国范围内不是最多的,但比例可能是最高的。

另外重庆还有一个特点,城市主干道与主干道相交一般会采用分离式立交的方式来处理,(如上图)我们讨论的左下角的这个转盘就是红旗河沟转盘,上层是一个东西向直行上跨桥、中层是一个南北向直行上跨桥,底层是一个转盘,满足转向需求。

二、问题和挑战

说完重庆的道路交通特点,我们再来看一下带来的问题和交通管理所面临的挑战。

一是在城市道路路网方面,密度小、级配低。重庆城市道路密度很小,去年的数据是5.5公里/平方公里;级配很低,主次支道路是1:1.5:1.4,这个比例是极其不合理的,特别是次支道路比例倒挂,也就是说我们城市道路毛细血管太少了,大量的交通都集中主干道上去了,造成这种千军万马过独木桥,不管你怎么绕行,你始终得到主干道上去,始终得上桥。

二是道路间高差大、间距小。我们从这个俯视图(如上图)可以看到,这个地方城市道路,这两条城市道路横向距离可能只有70米左右,但高差有30多米,车行道根本无法做短距离的横向连接。所以在重庆很多地方,可能走路比开车快。

三是城市道路路窄、坡陡、弯急。重庆特有的地貌条件造成了城市道路具有路窄、坡陡、弯急的特点,核心区内的城市主干道一般都是双向四车道,能达到双向六车道的是比较奢侈的道路。

四是异型路口多、转盘多、出口不畅。由于路网呈沿江自由式布局、道路坡陡、弯多,在道路交叉口也就比较“自由”,核心区很难找到一个像平原城市常规的、横平竖直的平交十字路口,错位路口、多路交叉路口、异型路口较多,有的地方实在不好交叉了,就用一个“转盘”来组织交通,所以重庆的转盘比例也很高。

最后,路口“出口不畅”也是一大特点,给交通控制、特别是信号控制带来很大的麻烦。

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三、创新运用

针对问题和挑战,重庆交管部门因地制宜,以问题为导向、创新管理,逐步破解难题。下面,简要介绍一下近年来我们在交通组织和信号控制方面开展的创新应用,这些“创新”更多的不是“技术”上的创新,而是“方法”上的创新。

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 (一)多车道汇入自适应控制

1、存在问题:短距离交织,多道汇少道,宽路变窄路导致瓶颈路段秩序混乱、事故频发、通行效率降低。

2、解题思路:针对这类问题,我们首先想到的是规范交织或者交汇区段的通行秩序问题,用信号灯先控起来,把车流阻拦在外面;然后根据下游出口的“容量”大小来放行上游进口的车流量;最后再考虑上游各个进口放行量的分配问题。

所以,我们就想到了“车道控制”+“自适应控制”相结合的方式(如下图),将每一个“车道”进行单独控制,而且各个车道之间可以任意组合放行,再加上路口上下游各个断面的检测信息作支撑,这样既解决了下游道路“吃不下”的问题,又解决了“吃不饱”的问题。

3、运用效果。首先是规范了交织区的通行秩序,交通事故大幅下降,其次是提高了瓶颈路段的通行效率。

我们发现,实施多车道控制前,车辆在这个区域反复停-走-停-走,而且随时想着变道,效率非常低,而控制后,车辆是带着速度匀速甚至加速通过,而且完成了变道,减少了下游路段的交织量。

比如下图这个地方,三个方向共8条车道汇入到前方3个车道,控制前交织区非常混乱,日均事故报警6-7起,还不包括小擦挂、追尾自行撤除的,控制后基本上很少有事故报警了。

第三方监测平台的数据也显示,该区域通行速度、延误等指标均得到明显改善。自2016年创新运用以来,我们已经在主城区各大桥隧、立交节点实施了42处,其中主城区有9座跨江大桥建了12处。

(二)定向车道。

1、存在问题。我们经常会遇到这种问题,比如下图,一条主干道上有一个出口,主线有四个车道,而出口只有两个车道,因为出口连接的是一个商圈,车流量非常大,这个出口就导致主线四个车道全部走不动,我们把这种现象叫“包饺子”。

2、解题思路。出口不畅是重庆城市道路的通病,这个问题在短期内我们很难解决,但是不能因为某一个出口不畅,就让这条道路的所有车都走不了,因为还有很多车是不到这个出口去的。

所有我们就想,能不能在进入这个路口前,提前把道分出来,类似于为“出口不堵”的方向设置一条“定向匝道”,让不该堵的方向不堵。这个“提前”的距离一般1公里左右,同时在起点、终点设置一些标志、标线予以明确和提示。

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3、运用成效。如上图,定向车道很好的解决了桥面的交汇和交织问题,虽然右边两个车道还是比较堵,但是左边的两个车道很好的用起来了,不至于造成道路资源的浪费。

另外,在上桥合流处,还增加了多车道汇入控制,解决在桥头交织的问题。

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(三)共享转换车道。

在去年4月部局召开城市交管工作会上,我们注意到有的城市介绍了灯控路口“借道左转”的做法,下来之后我们也认真学习,借鉴其思路、结合重庆实际提出了“共享转换车道”的解题思路。

因为这种通行方式很“新”,还有“逆行”,在做之前我们也有很大的顾虑,运转不畅的话就存在安全隐患,所以我们首先考虑的是,如何用最简洁的“语言”让驾驶员知晓这种通行方式。

经过多次尝试,对共享转换车道的配套交通设施的设置以及基础的信号配时相位进行了固化,还增加了彩色地面标识和动画提示,让驾驶员一看就明白、一看就知道什么时候走、什么时候停。

这是我们去年做的第一个路口,出口只有两个车道,为了确保出口畅通,试验初期还安排了拖车随时候命拖移违停车辆。

试验还是比较成功的,在信号配时不变的情况下,每个周期下来可以多通过8到9辆车,整体算下来路口通行能力可以提升10%左右。现在我们也在有必要、有条件的地方推广运用这种方式。

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(四)可变导向车道

可变导向车道应该来说算不上特别新的东西,但是一般的驾驶人还不是很熟悉。就像上图左侧画面,直行、左转车都比较多,但是没有一辆车进入可变车道。

为什么呢?

因为可变标志的提示距离路口较远,接近导向车道的时候看不到提示了,驾驶员拿不准到底该不该走、能不能走,心里内地就干脆都不走。这样反而造成了道路资源的浪费。

针对这种情况,我们对信号灯做了一个小“改造”,做一个“可变信号灯”,和可变标志的的箭头联动变换,这样就给驾驶人一个连续的提示,明确了可变车道的方向,提高车道的使用效率。

另外,我们还将可变导向车道和自适应控制相结合:在某一时段左转车流逐渐增大的时候,先通过增加左转绿信比来适应;当继续左转车流继续增大到某一数值时,就不能再增加绿信比了,这个时候启用可变车道,给左转增加一个车道,同时降低绿信比,以缓解其它相位的压力。

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(五)调头/左转右置

重庆的道路比较窄,主干道双四、双六,双四的车道靠左侧车道是没办法调头的,小车也不行;双六的话大车靠左侧车道也调不了头,转弯半径不够。但是由于路网的原因,或者交通组织的原因,一些路口有调头需求,设置还很大。

比如上图片,这条路是一条货运通道,紧邻货运市场,大量的大型货车需要在这里调头,其它没有地方了。

刚好这个地方有一个路段信号灯,我们就把调头车放到最右侧,这样转弯半径就达到了20米,利用人行过街的时间,车辆能够一次性的完成调头。

还有一种情况如下图,下方立交接上方平交路口很近,不足200米,如果右侧道路(红线)要左转的话,排队会将左侧道路“关”里面,相互交织挤压,通行效率很低。同样,我们也利用路口信号灯的控制,将该路段全线隔离,右侧道路道路口去左转,减少在路段交织变道的冲突。

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    (六)灯控路口待行引导

重庆的不规则路口、异型路口比较多,我们在设计渠化路口的时候,采用可变LED屏引导车道进出待行区,一是可以减少车辆通过路口的时间,二是可以增加导向车道的数量,这在使用运用中单位时间內的通过量确实有所提升。

另外就是,结合待行区的“多相位”控制。设置待行区后对信号相位、相序的约束比较大,需要更精细化的配时,不然会得不偿失。

比如上图这个路口,西进口左转、北进口左转为主要交通流,东进口有待行区,我们配时的时候就用了九个“步骤”,整个周期不长,123秒,但是东进口的绿信比和北进口的绿信比都是比较高的,合计达到了0.7以上。

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(七)公交信号优先

公交优先在路段是比较好处理,可以做全时段和部分时段的优先道,但是在路口比较困难,如果单靠信号灯来实现优先的化,对社会车辆的影响也比较大,还有一个就是路口公交港或者公交站设置的位置,设置在路口进口的话出港比较困难。

而重庆受地形条件限制,有的路口还只能设置进口,高峰时段公交出港更困难,比如上图,公交车要想穿插社会车队顺利进入直行车道排队,除了靠胆量还需要靠运气,看社会车辆让不让,一旦发生交通事故公交全责。

这个时候我们就想到,能不能通过车道瘦身的方式,把进口道这个区域重新渠化,给公交车单独划一个导向车道出来,同时也不减少社会车辆的车道数。

这样的化,公交车就不用考虑如何穿插社会车队的问题,直接道路口排队,而且永远排队第一位,在不改变配时的情况下,同样也实现了公交信号优先。

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(八)信号应急控制

现在我们每个路口的信号机箱上基本上都有一个简易“控制面板”,目的是便于路口现场民警调控信号灯,一般可以实现黄闪、关灯、全红、步进等功能,这是一个很好的设计,可以应对一些突发的情况。

但是,我们在实际工作发现,这个简易“控制面板”很少有民警去用,宁愿多安排几个人去指挥交通都不用这个面板去控制。

为了原因,大多回答“看不懂”、“不会操作”。

我们看了以下,确实很难看懂,面板上要么是123456的数字,要么是ABCD的字母,和实际道路和信号灯很难看出直接关联,还需要做一张“比对说明”才行,而且这个“比对说明”是分“东南西北”在描述,重庆一般是分不出东南西北的,造成现场民警想放或者想控制某一方向的是够,不知道按哪一个按钮,所以宁愿人去指挥,也不用信号面板控制。

针对这种情况,我们提出了图形化控制面板的解题思路,如上图右下角面板,根据每个路口形态、机箱位置,刻画路口示意图,站在现场民警的角度标注道路名称和功能按钮,同时简化按钮过程,采用一键启用、一键恢复的方式,这样每个民警在任意路口都能根据需要调控信号灯。

现在重庆市,大部分在用路口和所有新建路口,我们都要求采用这种方式,在日常高峰现场调控、突发事件应急管控等发挥了很大的作用。

每个路口的“个性化”定制,对信号机厂商或者施工单位来说,技术上是没有难度的,仅仅是增加了一道工序,但是对于我们用户来说,不仅提高了效率,还节约了警力、也降低了工作强度。 

以上就是近年来我们在交通组织和信号控制方面所做的一些尝试,这些举措当中,有些是我们根据重庆交通特点独创的,有些是借鉴其他城市做法改良的,还有些是纯粹是为了适应交通管理业务的需要,但总的来说,都是以解决某一个或者某一类问题为最终目标。

我们也始终坚持以问题为导向,在传统或者常规方法难以奏效或者不具备实施条件的时候,拓展思路、创新方法,破解难题。在城市交通治理路上,我们一直在努力!

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