交警同行眼中的湘潭感应控制之道
感受与思考
湘潭市在国内地级市中,首个实现城区感应信号控制全覆盖,在交通拥堵治理和便利市民出行方面成效显著,获得交警同行与行业专家的高度认可与关注。
为学习借鉴湘潭交警支队的成功经验,推进南昌市的自适应信号控制工作,笔者于6月27日至28日,采取路口观察、中心观摩、座谈交流,以及参加信控中国精英俱乐部组织开展的“走进湘潭”系列活动,感悟湘潭市城区全域感应控制之道。
一、湘潭市全域感应控制的基本情况
从2018年开始,借助“智慧湘潭”建设的东风,湘潭市交警支队打造了一套集路面感知、信号控制、数字管理和智能调度于一体的智慧交通管理系统。投入2000万元,将225个路口的信号控制机更新为秒级全感应信号控制机,配套安装了1100套视频流量检测器,实行感应控制,按照实时交通流量自动调整信号配时。
截止目前,湘潭市已经建成了320个感应控制的信号灯路口,实现了城区感应信号控制全覆盖,多次被《湖南日报》《湘潭在线》《赛文交通网》等媒体报道。
二、湘潭市教科书式的典型感应控制案例
(一)过江交通合流路口全自动流量感应信号控制
湘潭市与众多南方城市一样,属于沿江城市,湘江把湘潭一分为二,一江两岸,湘潭的一桥和三桥的过江通道车流量集中,早晚高峰极易出现交通拥堵。
湘潭三桥河东桥头东向西方向由6股车道合流到桥面的2股车道。根据交通工程学计算通行能力,并结合视频监控观察判断,机动车平均车速40公里/小时,桥面所能承受的流量极限(安全阈值)为1800辆/小时。
当机动车流量上升超过桥面所能承受的极限,信号灯自动开启,6股车道按三相位放行,每个相位只放行2股车道,与桥面的2股车道对应,有序通行;当桥面机动车流量下降低于安全阈值,信号灯自动关闭,恢复自然合流。
图1 湘潭市三大桥过江交通合流路口
(二)环岛路口全自动流量感应信号控制
建设路口是一个直径50米的环岛路口,湘潭的莲花地标建在环岛内,早晚高峰、周末、节假日极易出现交通拥堵甚至锁死。湘潭交警在环岛四周安装了4台视频流量检测器,实时采集机动车流量。
根据交通工程学计算通行能力,并结合检测器的流量数据和视频监控观察判断,护潭广场环岛路口所能承载的流量极限阈值4400辆/小时。
当实时机动车流量在4400辆/小时以下时,信号灯处于关闭状态,环岛自由通行;当实时机动车流量大于极限阈值4400辆/小时,信号灯自动开启,环岛随即进入二次信号灯控模式,确保环岛不拥堵、不锁死。待实时机动车流量下降至安全值2200辆/小时,信号灯自动关闭。
图2 湘潭市护潭广场环岛路口
三、湘潭市全域感应控制的成效
高德智慧交通公共服务平台的统计数据显示:2017年至2023年,湘潭市交通拥堵指数从1.51连续下降到1.23,且2021年至2023年连续三年保持在1.23的较低水平。在湖南省14个地级市(州)中,拥堵指数最低,是湖南省内最畅通的城市。
笔者在湘潭市城区6次乘车体验并与出租车、网约车司机交谈,基本可以印证湘潭市除早晚高峰的几个截流路口外,其他路口均有可能遇到绿灯直接通行,即使遇到红灯,最多也就是等一次红灯就能顺利通过路口。
图3 湘潭市近年高德地图交通拥堵指数
图4 湖南省各地市高德地图交通拥堵指数
四、湘潭市全域感应控制值得学习借鉴的成功经验
(一)建设标准一以贯之
2017年湘潭市交警支队制定了信号灯路口科技设备的建设标准。
信号灯路口各方向都要建设卡口式电子警察、视频流量检测器;全市采用同一个品牌的秒级全感应信号控制机;视频流量检测器与全感应信号控制机也为同一个品牌产品,避免不同厂商之间因协议不开放互相推诿扯皮,同时也节省不同厂商之间对接协议的开发以及效果校正的时间成本。
市政工程新建、改建道路建成后的信号灯路口,必须符合交管部门提出的科技设备建设标准和技术要求,方可验收。
(二)统一运维简便高效
由于全感应控制系统设备繁多,相较以前普通信号控制系统,维护难度大幅度增加,故障发生机率提高,对于维保单位的要求更高,尤其对网络要求较高。
湘潭市城区范围内的带电交通设施设备(信号灯、视频车辆检测器、电子警察、卡口等)的运维项目,甲方是大数据局,由大数据局负责运维项目的招标以及结算,每三年一招,预算金额1300万元至1500万/年。交警支队作为运维项目中的用户进行实际管理,对运维项目的科技设备在线率以及维护时效进行严格考核。
由于湘潭市带电设备运维归属于同一个项目,所有的电子设备由一家公司进行维保,减少因设备之间共网、取电、管线等问题耽误运维时效。湘潭市城区范围内长期达到99%以上的设备在线率和完好率,为感应控制奠定了坚实基础。
(三)精致优化精彩呈现
1.制定高峰饱和流量的感应控制策略,预防交通拥堵。
湘潭市交警支队对全市11条主干道及过江桥梁和聚集性拥堵区,实行“缓进快出,量出为入”的控制策略,进行保护性感应控制,即:流量超标就自动截流,流量不超标就自动加快相位转换速度。所有路口实现完全自动配时,所有路口高绿信比自动倾向于大流量流向。
2.按照实际交通需求和控制策略,灵活调整检测器的检测方向和检测车道。
湘潭市的视频流量检测器同其他兄弟城市的一样,可以检测3~4个车道,安装位置基本都是附着在电子警察杆上安装。
与众不同的是,湘潭市交警支队按照实际交通需求和控制策略、控制目标,以控制效果为导向,灵活调整检测器的检测方向和所需检测的关键车道。检测器的检测方向既有朝停止线后的近端检测,也有朝停止线后的远端检测,还有朝停止线前的近端检测。
此外,湘潭市交警支队并不是将检测器覆盖所有的进口车道进行检测,而是只检测左转或直行的关键车道。
3.数年如一日,近乎痴迷与执着的对感应控制方案参数进行动态优化调整,对感应控制效果进行持续跟踪观察。
(四)系统联动协同保障
湘潭市交警支队在推进城区感应信号控制全覆盖工作时,并不是简单的就事论事,也不是止步于感应控制方案,而是树立系统思维,部门之间紧密的协同配合,保障感应控制策略的实施。
1.对外推动市政道路建设单位的协同配合,一是在路口设置安全岛和行人二次过街信号灯,二是增设左转和直行的非机动车信号灯。
由于人行横道绿灯时间,是和某一相位的机动车绿灯时间相伴随的,所以可能会出现某个方向通行机动车较少的情况下,相应伴随的行人绿灯时间也较少的情况。通过设置行人过街安全岛和二次过街信号灯,可以将相位最小绿灯时间设置在20秒以内,提升市民对感应控制的良好体验。
增设左转和直行的非机动车信号灯,非机动车的路权分配十分清晰,可以灵活设置或调用跟随相位,既保障了左转非机动车交通安全,也提高了感应控制效果。
图5 湘潭市行人过街安全岛
图6 湘潭市非机动车信号灯
2.对内推动交警支队部门之间的协同配合,一是电子警察抓拍违法行为,确保路口良好的交通秩序,提高绿灯利用率和路口通行效率;二是交通组织、路口渠化协同配合感应控制策略的实施,根据需要及时调整交通设施;三是勤务模式协同配合感应控制策略的实施。路面勤务确保路口之间尽量不出现不可控的干扰堵点,确保路段交通畅通。
五、对推进南昌市自适应信号控制工作的思考
南昌市交管局制定了“在不增加建设经费的基础上,充分利用现有设施设备和技术手段, 2024年完成200个路口自适应控制”的工作目标。截止7月1日,采取将视频流量检测器在“路口直接接入信号控制机”和“中心接入运维管理平台”双技术路径并行的方案,已经完成了78个路口自适应控制。
南昌市的自适应控制与湘潭市的感应控制,只是习惯性的口头称呼与表达上的不同,内涵其实是一致的,都是根据视频流量检测器的实时交通流量自动调整信号配时。湘潭市的“感应控制”与自适应控制一样,也具有反馈机制,而传统教科书所定义的“感应控制”是没有反馈机制的。
借鉴湘潭市全域感应控制的成功经验,结合南昌实际,笔者对推进南昌市自适应信号控制工作,提出如下建议:
(一)打造红谷滩区全域自适应信号控制
考虑老城区的道路正在进行大范围的雨污分流改造施工以及红谷滩区的重要目标多、重点点位多、管理基础好、视频检测器数量多、覆盖面较广的实际情况,2024年下半年,我们要集中检测器资源和运维技术力量,重点打造红谷滩区全域自适应信号控制,发挥自适应控制的区域性整体效果。
(二)打造南昌版的自适应信号控制典型案例
借鉴湘潭市合流控制、环岛控制等教科书式的典型感应控制案例,尽快组织力量对“八一大桥进城方向的合流控制、截流控制,沿江中大道进红谷隧道的合流控制,高架快速路上下匝道与地面路口的协同管控”进行调研论证,利用自适应控制策略缓解节点交通拥堵,打造南昌版的自适应信号控制典型案例。
(三)以效果为导向持续优化自适应控制策略
借鉴湘潭市交警支队“按照实际交通需求和控制策略,灵活调整检测器的检测方向和所需检测的关键车道”的成功经验,以控制效果为导向,对南昌市自适应控制路口的控制策略、控制目标、关键车道进行全面排查和梳理,该调整的要及时进行调整。
本文作者:南昌市公安局交通管理局 谢少平 章丛琳 罗伊菲
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