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突破“貪婪”的感應控制

【作者】拾夢者   【來源】賽文交通網   【發布時間】2019年7月28日

20世紀30年代初,美國最早開始用車輛感應式信號控制器,之后是英國。1974 年,中國研制出第一臺感應式交通信號機。至今,感應控制在國內發展已有四十余年。

事實上,由于對檢測器的要求高、交叉口復雜性等原因,感應控制的發展之路并不平坦,目前在國內的利用率較低。但是也有部分城市在大力推進感應控制。

賽文交通網了解,西安這座古城自2016年開始建設了感應控制路口,未來還將計劃擴大規模。

什么情況下適合應用感應控制?效果究竟如何?通過走進西安交通,了解感應控制的魅力。

西安交通流現狀

西安市古城墻內道路繼承了唐代“棋盤式”路網布局結構,明城墻外的道路網結構以環狀加放射狀為主要形式,形成了 “兩軸、三環、十輻射”的城市道路網主骨架。西安城市道路總長2473公里,平面交叉口多,受古城墻等因素影響,立體交通不夠發達。

整體而言,西安路網快速路短缺,缺少連接東西、南北的快速走廊,加之城市布局不盡合理,造成早晚高峰時段道路交通擁堵較為嚴重。

西安信號控制系統建設歷程

2016年之前,西安市信號控制系統聯網率較低,以單點信號機為主。

2016年,借助世界銀行貸款項目進行智能化改造,引入了杰瑞信號控制系統,建設了杰瑞智能聯網信號機251臺,其中部分應用了感應控制,檢測器主要是地磁。

針對西安正處于大建設期間,道路修整較為頻繁,地磁容易被破壞的實際情況,為了減少道路條件對感應控制的影響,西安交警支隊和杰瑞電子在2018年底開始使用視頻檢測器來做感應控制。

賽文交通網了解,目前西安市燈控路口有1350個左右,信號機品牌也較多,西安市公安局交通警察支隊仍在大力推進智能化改造工作。

感應控制方式

感應控制是指道路交通信號控制機根據檢測器測得的交通流信息來實時、動態調節各相位放行時間的控制方式。需要給各相位設置最小綠燈時間和最大綠燈時間,其中最小綠燈時間通常是根據行人過街的最小時間來確定,最大綠燈時間根據路口的實際流量來確定。

在最大綠燈和最小綠燈時間之間,信號燈根據實時到達的車流情況進行動態的調配。

以西安豐登南路—豐慶路十字路口為例,交警部門根據該十字的實際情況,將該十字分為南北混放(直行、左轉一起)、東西直行、東西左轉三個相位放行,并利用視頻檢測器實時監控車流情況。

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路口設備布置情況

綠燈時間波動區間為南北混放25秒-45秒、東西直行20秒-50秒、東西左轉15秒-30秒。

感應控制亮點與難點

感應控制實際上是非常貪婪的算法,每個方向會按照本方向來車的情況增加時間。

西安的感應控制在算法層面,突破了傳統的完全貪婪式的算法模式,綜合考慮其他方向交通特征參數,例如考慮其他排隊方向占有率因素等。

視頻檢測器實時檢測各方向交通情況。當前放行相位車流較稀疏時,如果其他方向交通壓力較大,則會切換放行。相較于其他感應控制系統,有一個相對完備的邏輯流程。

實現感應控制穩定運行,對交通工程師、信號機、檢測器等也都有一定的挑戰。

首先,交通工程師需要深入調查交叉口交通情況,要兼顧行人過街及其他方向車輛,以此來確定最小和最大綠時間,并不斷優化調整。一般在路口布設的時候會調試2-3天。

其次,感應控制對信號機算法的先進性、穩定性和檢測器數據的實時性、準確性要求較高。要確保感應控制的效果,靈活的“大腦”和敏銳的“眼睛”缺一不可。

控制效果

西安交警支隊秩序處相關負責人表示,感應控制設備在豐登南路—豐慶路十字投入使用后取得不錯的效果,可以達到減少綠燈損失時間、減少紅燈等待時間、提高路口通行效率以及降低車輛尾氣排放等效果。

豐登南路-豐慶路原方案周期120秒,每小時運行30個周期,實現感應控制后,平均一個小時可以運行36-40個周期。有效減少了紅燈等待時間,提升了通行效率。

通過西安交警大數據平臺,對比設置感應控制前后同時期內豐登南路-豐慶路的交通指數,交通狀況明顯提升,如下圖中黑框內標注部分所示(顏色越深代表越擁堵):

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圖1.豐登南路-豐慶路南進口(2018.4.12)

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圖2.豐登南路-豐慶路南進口(2019.4.12)

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圖3.豐登南路-豐慶路西進口(2018.4.12)

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圖4.豐登南路-豐慶路西進口(2019.4.12)

另外,感應控制用于非飽和、交通流變化較大的交叉口,效果最為突出。在一些交通流變化不明顯的交叉口,或者交叉口大部分時間超飽和以及達到飽和的情況下改善效果就沒有那么明顯。

據悉,西安交警部門對感應控制效果進行了多次宣傳,下一步會結合道路情況,逐步擴大建設規模。并在此基礎上,將感應控制與行人過街請求、干線協調等控制方式相結合,運用多種控制策略,充分發揮智能信號機作用,提升道路通行效率。

 

 

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