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如何实现信号全流程自动优化 | 青岛信号优化实践案例

2020年以后,结合前期信号控制工作经验和问题总结,青岛市正在逐步推进全流程信号自动优化。

青岛智能交通项目始建于2013年10月,分为两期,一期二期项目建设总投资8.5亿,主要在市内三区。

通过项目建设,我们不断深化信号控制系统应用,实现了800余处路口信号联网控制,设备联网率达到90%,绿波协调率达85%。项目建成以后,在实际运行过程中,给青岛城市交通缓堵工作带来了极大的便利。

由多家权威机构共同发布的中国主要城市交通分析报告中,青岛市交通拥堵延时指数连续几年大幅下降,被评为治堵最典范城市。

2014年之前,主要依靠信号单点控制,少数路段应用了定周期定方案绿波控制,信号自适应控制应用水平总体不高。

2014年到2019年,青岛市交警支队在信号控制不断提升的同时,结合交通组织优化,推进交通缓堵深入实施。在信号控制和交通组织两方面优化并重,实施了包括路口路段潮汐车道、综合待行区等交通组织措施,购买了信号调优服务模式,信号控制策略得到丰富和发展,但是仍然在一定程度上存在依赖信号调优团队的人工调优工作模式。

2020年以后,结合前期信号控制工作经验和问题总结,青岛市正在逐步推进全流程信号自动优化。

应用实践

结合智能交通管理服务系统深化应用,对不同路段、路口匹配实施相应信号控制策略。

目前青岛信号控制策略总结起来有14种,主要包括:单点感应、单点优化、瓶颈控制、行人二次过街控制、环岛控制、匝道控制、无缆协调、拥堵协调、协调优化、中心瓶颈优化、区域需求控制、可变车道控制、潮汐车道控制、特殊勤务控制。

自适应信号控制创新应用体现在几个方面:

第一,基于多目标雷达的周期单点优化。针对特定路口,通过对路口交通流量数据的收集、分析,计算相应的路口信号方案,并下发实施。

以山东抚顺路路口为例,实施优化方案以后,路口的绿损减少71.9%,通行效率提高了7%,平峰平均周期相应绿损小于一秒。

第二,基于多目标雷达的动态干线协调。在交通流检测器布置比较全面的路段上,实施基于多目标雷达的干线协调。以东海路为例,东向西的行程时间减少了26.3%,西向东的通行时间减少了6.46%。

第三,基于多目标雷达的感应式绿波优化。针对协调路段,实现绿灯时长实时优化。在香港中路延安三路路口,实施感应式绿波以后,路口平均延误下降了7.53%,绿损平均下降42.4%。

结合路口信号优化的实施,同时推进了路口交通组织优化,具体思路就是对道路资源的精耕细作,在空间上对路口渠化寸土不让,在时间上信号配时分秒必争,提高路口和路段的通行能力,满足通行需求,缓解交通拥堵。

具体的交通组织优化,应该是从2012年起,到目前为止,累计完成了交通组织优化方案553个,路口交通组织优化方案481个,区域单向交通微循环的方案101个,潮汐车道8处,可变车道9处,待行区38处,主辅分控11处。

创新探索

经过近几年的信号控制优化过程,我们认为信号自适应和精细化设置应该是进一步提高信号控制工作水平的发展方向。

但是,自适应对场景有较高需求,只有经过人工挑选的一些场景自适应才能够持续稳定运行,所以自适应控制很难做到全城覆盖。

精细化需要投入巡检力量,受到人力资源限制,存在问题发现不及时、效果跟踪不闭环。因此,我们考虑要在今后通过交通医生来完善形成一个闭合的循环,建立从问题诊断、策略制定、方案优化、效果评价闭环流程,以交通医生的理念来治理交通。

经过智能优化二期项目招标后,目前青岛市交警支队正联合海信实施开发交通医生相关功能,系统预计将在今年年底上线正式运行使用。

交通医生,实际上主要实现基于大数据分析的交通问题发现与诊断功能,解决交通问题发现不及时、问题原因不清楚、人工巡检工作量大等问题,实现问题自动发现。需要通过交通医生项目的实施,然后在相位相序的合理性,交通配时的合理性,是否存在绿灯空放,行人相位的合理性,包括交通组织车辆冲突或者车道划分的合理性上及时发现问题,提出整改措施。

在交通医生功能里有一个策略制定,主要是策略的自动推荐和信号智能控制,实现信号调优策略自动化推荐,辅助人工制定信号优化方案,减少对信号调优专业人员的依赖,同时对信号方案进行持续优化。

信号控制策略推荐主要是基于大数据分析,进行自动识别拥堵热点、策略对比分析、控制策略管理,实现单点控制协调优化、缓进快出、区域拥堵、单点瓶颈和交通组织渠化制度策略推荐,辅助人工制定调优策略。

在信号控制方面,主要基于大数据分析技术,自动持续优化出路口的多时段定周期方案,以及不同优化目标的绿波协调方案,并且可以直接下发到路口进行执行,使得控制策略最终落地,达到整个区域的智能控制。

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这就是(上图)交通医生的方案生成和实施验证的过程。

很关键的是要提供效果评价环节,主要基于信号调优策略,建立评价方法体系,实现对常用的绿波协调、缓进快出、截流控制等策略场景控制效果进行专业性评价,跟踪运行效果,以此促进调优工作的持续开展。

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现在的信号控制实际工作中,效果评价是靠人工通过远程监控,包括现场主观评估。这个功能实现以后,我们就可以实现系统自动效果评价。

工作展望

对于项目下一步发展的工作展望,这套系统包括策略实施以后,在路口档案精细化管理,交通组织和交通信号控制全要素健康评估,包括多来源的舆情接入,对相关问题自动化诊断等方面就可以实现智能化和较为自动化的功能,达到高精度、全要素、精细化的信号控制和交通组织目标,最终通过不断的完善,实现信号全流程自动优化和闭环管理。

*本文是青岛市交警支队程浩于2020年5月29日在“信控中国-云上走进青岛” 活动中的分享内容,经拾梦者编辑整理而成,有删减。

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