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        1. 描述

          城市交通信號系統,如何塑造智慧交通的未來

          4月11日,第二屆(2018)中國交通信號控制發展年會在北京成功召開。在大會上,上海駿碼交通科技有限公司副總工程師宋高發表了《城市交通信號控制系統的現在與未來淺談》主題演講。

          4月11日,由信控中國俱樂部和賽文交通網聯合主辦的第二屆(2018)中國交通信號控制發展年會在北京成功召開。在全體大會上,上海駿碼交通科技有限公司副總工程師宋高發表了《城市交通信號控制系統的現在與未來淺談》主題演講。

          宋高主要分享了3部分內容:

          第一,回顧過去,不同飽和度下的分層信號控制策略應用;

          第二,展示現在,我們現在在實施的城市公交信號優先項目中的技術應用與實施效果;

          第三,暢想未來,移動互聯大數據快速發展的大環境下城市交通信號控制行業能做些什么事情。

          以下為宋高發言全文,內容有刪減。

          一、不同飽和度下的分層信號控制策略應用

          從研究生開始接觸信號已將近10來年時間。2008年以前聯網型以進口設備居多、國內設備多為單點控制,極少數能實現簡單的聯網;現在國內+國外設備聯網、集中協調式為主、單點控制為輔;將來會是怎樣?按照這種發展趨勢,加之網絡安全、售后維護等問題,未來將全部采用國內品牌的智能型信號機。這是國內信號控制廠家努力的方向和動力。

          回顧在不同時期參與的一些項目,上圖可以精細地表示出來在不同時期交通管理部門和用戶對于信號控制提出的需求。這個圖可以看作是一天之內飽和度的變化,也可以理解成2008年到現在城市不同的飽和度的變化。

          從開始飽和度特別低的情況下,交通管理部門提出的要求是各方向綠燈損失最小或者綠燈利用率最大,我們會采用感應控制或者定周期的協調控制。隨著技術發展及管理水平的提升,發展到需要協調控制,這個時候有雙向綠波,干線方向延誤最小。

          隨著車輛保有量的增加,很多城市出現了中心區擁堵,這個時候提出了擁堵控制,有單點的,也有區域的,有區域平衡控制,也有溢出控制?;驹砗妥饔檬且粯拥?,要緩解區域內的擁堵。

          從08年、10年以前各城市開始大規模引進智能交通控制系統,從全國信號控制策略應用層面上來說,主要是無纜協調和單點控制為主,加上中心勤務控制。從10年至14年逐漸開始自適應綠波控制,但也只是部分子區,大部分還是以無纜為主。

          從14年至18年,城市擁堵加劇,中心城區尤為嚴重。此時管理部分或使用方不僅僅滿足于綠波控制,管理部門對信號控制提出更高要求,擁堵控制策略開始受到重視。

          我們是如何應對此問題的呢?

          劃分保護區域,設置擁堵檢測器,從外向內階梯式,對交通需求進行層層控制及分流,配合信息發布等手段,減少單位時間內駛向中心城區的車輛數,緩解中心城區路口的交通壓力。

          很多城市智能交通系統引起來雖然取得了一定的效果,但與真正應該發揮的作用還有一定差距。我們都知道,城市交通還包含以下主要環節:城市規劃、交通規劃、道路設計、道路建設、交通組織、交通管理。前一個環節限制了后續環節所能達到的程度。首先從全國近幾年的交通控制系統建設項目來看,100%都是單獨進行建設,與交通信號息息相關的交通組織、路口渠化項目沒有有效結合。限制了信號控制預期效果的實現。

          例如,潮汐現象特別明顯,沒有設置潮汐車道,導致早高峰或者晚高峰部分的道路資源使用率不均衡,包括車道屬性分配不合理也導致車道使用率不均衡,日益緊張的道路資源沒有達到充分利用。

          另外一方面,一是集成的項目重建設,輕服務。這種情況在“兩化”出臺以后有所緩解,部分地方將后續的服務外包。二是在服務外包方面,可能存在經驗不豐富、理念欠缺等問題,還需要管理部門與服務部門之間相互磨合探討。

          近兩年互聯網數據開始和交通信號控制進行結合,雖然還沒有深度融合,但是未來數據量逐漸增大,傳輸速度逐漸加快,將會給信號控制系統帶來一定的變革。

          二、城市公交信號優先技術應用與實施效果

          對于公交優先的需求,需求點可以分為兩個部分。

          首先,現在交通面臨的問題,是居民出行需求的增長與道路資源供給的發展不平衡的矛盾越來越嚴重,供不應求,加之尾氣、噪音等污染原因,解決這些問題最有效的途徑就是發展人均占有道路資源更少的公共交通。從國家層面也開始制定了發展公交的各種規劃,掀起了建設公交都市熱潮。

          第二,公共交通面臨一系列例如運營成本高,準點率低等等一系列影響運行、乘坐體驗、公交吸引力的問題。

          那么,如何解決這些問題,信號控制行業在解決方案中能做些什么?

          創新性的公交信號優先控制策略,結合中心軟件產品和前端產品的功能和特點,經過討論和商議,我們最終確定了多模式識別與自適應公交優先控制策略。主要采用車牌識別、RFID短程通信技術和智能車載系統等技術,在對社會車輛信號放行影響不大的基礎上實現公共交通車輛的優先通行,被動優先、主動優先和實時優先三種優先方式相結合。

          被動公交優先主要是根據路口間距、車流量和站臺位置,駐站時間等基礎信息進行子區綠波協調。這種被動公交優先的方式對于社會車輛的影響最小。

          主動公交信號優先的策略,無非是綠燈延長、綠燈提前,插入相位,可能還有相位跳躍等四種優先策略,但是這種公交車是有條件的優先??紤]到交叉方向社會車輛的擁擠程度,還考慮到公交車輛滿載率等因素,綜合起來設計了一套算法,然后實現了主動公交優先。在主動公交優先的基礎上,然后再加入短程通訊,還有采用多種檢測手段共同作用的檢測機制,確保主動公交優先信號效果的實現。

          在這個項目中,我們采用的是RFID+地磁雙重檢測,這樣可以更加準確地知道檢測斷面中公交車的運行狀態。然后利用車路短程通訊將信號機的信息傳輸給公交車,實現公交車車速引導,時間優化。

          我們從協調子區內所有路口的整體情況考慮公交優先策略,確保協調子區內公交優先的效果,避免單個路口的優先效果被后續交叉口的延誤抵消。

          優先執行后在本周期或下周期恢復原有協調方案,保障被動優先協調方案不會因此而破壞。

          對于檢測器的設置,在項目過程當中通過實踐得到了一些結論。該路口上游300米的地方設置預備檢測器,提前檢測到公交車輛,然后先給出公交優先策略。當公交車在停車線上方150米的時候,系統載著優先的方式進行調整。到達檢測器布設在停車線上游2米,檢測車輛是否通過口路,觸發綠燈提前、插入相位等策略。進站、出站檢測器布設位置在公交站進出站初,檢測公交車站電車??繝顟B和時間。

          三、移動互聯與城市交通信號控制結合思考

          移動互聯網在交通中的應用越來越廣泛,主要包括交通信息發布、大數據和云計算和交通管理與決策的制訂,包括以移動互聯網為載體的交通信息發布與延伸服務,那我們做信號的也一直在思考與研究移動互聯網數據怎么更好的與信號控制相結合。

          傳統的信號系統采用3層架構,兩級或者一級優化的模型。數據來源于項目建設的各種檢測器,線控或者區控的效果受到檢測器建設范圍,布設數量的限制。

          這兩年我們開始在上海、湖州部分試點與滴滴合作,研發了基于互聯網數據的三級優先模型,利用成本低、覆蓋面廣的互聯網數據制定作宏觀層面的控制戰略,控制戰略下發至傳統意義上的信號控制中心層面,制定中觀層面的控制戰術并下發至路口層。利用傳統路口檢測器相對較微觀層面的數據對戰術進行微調,這樣就形成了自上而下的戰略層=戰術層=執行層的連貫及統一。當然,這個研究和應用還在初期階段,會逐漸深入。

          滴滴已經可以直接生成方案,下發到信號機正常執行,目前正在對數據有效性和方案效果進行考證。

          我們可以從滴滴或者移動互聯網數據上得到一些東西,但是我們能為這些移動互聯網做一些什么?

          我認為可能有這幾點。首先將我們的信號數據推送給互聯網廠家,比如在導航上,可以與信號系統無縫對接,提醒駕駛員前方進入綠波帶,駕駛速度多少就能一路綠燈。

          或者提醒駕駛員前方為公交信號優先路口,請謹慎駕駛,防止優先級別較高的公交策略執行時對駕駛員的影響等。

          移動互聯網與信號系統相結合還有一些瓶頸問題需要解決,比如數據的實時性、數據的樣本量、數據的有效性等。

          因此,我們需要腳踏實地做好現有技術的應用落地,深挖信號控制系統潛能,真正實現緩解交通擁堵目的。


          活動推薦:“5G物聯峰會”

          作為信息社會通用基礎設施,時下5G產業建設以及發展如火如荼,并將最終帶動數十萬億規模的社會經濟發展。但5G在正式進行商用化普及應用前的態勢如何發展?5G將為哪些領域的變革帶來有益賦能?5G將在各行各業掀起什么樣的市場風暴?系列問題依然困擾著各界人士。

          為進一步深入了解產業發展脈絡,理解5G產業現狀以及未來趨勢,讓各界人士更清晰的洞察5G產業發展過程中的機遇點。6月14日,經上海市經濟和信息化委員會、上海市商務委員會、上海市長寧區人民政府指導,由億歐公司聯合承辦的“5G物聯峰會”將于上海虹橋世貿展館舉辦。

          億歐“5G物聯峰會”將特邀政府、學界、商業、投資機構等領域的專業人士,以多領域視角切入,深究5G產業發展脈絡,探索5G賦能各行各業的新思路、新方法,供行業內外各界人士參考?;顒釉斍檎埓粒篽ttps://www.iyiou.com/post/ad/id/824

          當前位置:

          城市交通信號系統,如何塑造智慧交通的未來

          時間 :2023-12-22 來源: 瀏覽 : 分類 :行業動態

          4月11日,由信控中國俱樂部和賽文交通網聯合主辦的第二屆(2018)中國交通信號控制發展年會在北京成功召開。在全體大會上,上海駿碼交通科技有限公司副總工程師宋高發表了《城市交通信號控制系統的現在與未來淺談》主題演講。

          宋高主要分享了3部分內容:

          第一,回顧過去,不同飽和度下的分層信號控制策略應用;

          第二,展示現在,我們現在在實施的城市公交信號優先項目中的技術應用與實施效果;

          第三,暢想未來,移動互聯大數據快速發展的大環境下城市交通信號控制行業能做些什么事情。

          以下為宋高發言全文,內容有刪減。

          一、不同飽和度下的分層信號控制策略應用

          從研究生開始接觸信號已將近10來年時間。2008年以前聯網型以進口設備居多、國內設備多為單點控制,極少數能實現簡單的聯網;現在國內+國外設備聯網、集中協調式為主、單點控制為輔;將來會是怎樣?按照這種發展趨勢,加之網絡安全、售后維護等問題,未來將全部采用國內品牌的智能型信號機。這是國內信號控制廠家努力的方向和動力。

          回顧在不同時期參與的一些項目,上圖可以精細地表示出來在不同時期交通管理部門和用戶對于信號控制提出的需求。這個圖可以看作是一天之內飽和度的變化,也可以理解成2008年到現在城市不同的飽和度的變化。

          從開始飽和度特別低的情況下,交通管理部門提出的要求是各方向綠燈損失最小或者綠燈利用率最大,我們會采用感應控制或者定周期的協調控制。隨著技術發展及管理水平的提升,發展到需要協調控制,這個時候有雙向綠波,干線方向延誤最小。

          隨著車輛保有量的增加,很多城市出現了中心區擁堵,這個時候提出了擁堵控制,有單點的,也有區域的,有區域平衡控制,也有溢出控制?;驹砗妥饔檬且粯拥?,要緩解區域內的擁堵。

          從08年、10年以前各城市開始大規模引進智能交通控制系統,從全國信號控制策略應用層面上來說,主要是無纜協調和單點控制為主,加上中心勤務控制。從10年至14年逐漸開始自適應綠波控制,但也只是部分子區,大部分還是以無纜為主。

          從14年至18年,城市擁堵加劇,中心城區尤為嚴重。此時管理部分或使用方不僅僅滿足于綠波控制,管理部門對信號控制提出更高要求,擁堵控制策略開始受到重視。

          我們是如何應對此問題的呢?

          劃分保護區域,設置擁堵檢測器,從外向內階梯式,對交通需求進行層層控制及分流,配合信息發布等手段,減少單位時間內駛向中心城區的車輛數,緩解中心城區路口的交通壓力。

          很多城市智能交通系統引起來雖然取得了一定的效果,但與真正應該發揮的作用還有一定差距。我們都知道,城市交通還包含以下主要環節:城市規劃、交通規劃、道路設計、道路建設、交通組織、交通管理。前一個環節限制了后續環節所能達到的程度。首先從全國近幾年的交通控制系統建設項目來看,100%都是單獨進行建設,與交通信號息息相關的交通組織、路口渠化項目沒有有效結合。限制了信號控制預期效果的實現。

          例如,潮汐現象特別明顯,沒有設置潮汐車道,導致早高峰或者晚高峰部分的道路資源使用率不均衡,包括車道屬性分配不合理也導致車道使用率不均衡,日益緊張的道路資源沒有達到充分利用。

          另外一方面,一是集成的項目重建設,輕服務。這種情況在“兩化”出臺以后有所緩解,部分地方將后續的服務外包。二是在服務外包方面,可能存在經驗不豐富、理念欠缺等問題,還需要管理部門與服務部門之間相互磨合探討。

          近兩年互聯網數據開始和交通信號控制進行結合,雖然還沒有深度融合,但是未來數據量逐漸增大,傳輸速度逐漸加快,將會給信號控制系統帶來一定的變革。

          二、城市公交信號優先技術應用與實施效果

          對于公交優先的需求,需求點可以分為兩個部分。

          首先,現在交通面臨的問題,是居民出行需求的增長與道路資源供給的發展不平衡的矛盾越來越嚴重,供不應求,加之尾氣、噪音等污染原因,解決這些問題最有效的途徑就是發展人均占有道路資源更少的公共交通。從國家層面也開始制定了發展公交的各種規劃,掀起了建設公交都市熱潮。

          第二,公共交通面臨一系列例如運營成本高,準點率低等等一系列影響運行、乘坐體驗、公交吸引力的問題。

          那么,如何解決這些問題,信號控制行業在解決方案中能做些什么?

          創新性的公交信號優先控制策略,結合中心軟件產品和前端產品的功能和特點,經過討論和商議,我們最終確定了多模式識別與自適應公交優先控制策略。主要采用車牌識別、RFID短程通信技術和智能車載系統等技術,在對社會車輛信號放行影響不大的基礎上實現公共交通車輛的優先通行,被動優先、主動優先和實時優先三種優先方式相結合。

          被動公交優先主要是根據路口間距、車流量和站臺位置,駐站時間等基礎信息進行子區綠波協調。這種被動公交優先的方式對于社會車輛的影響最小。

          主動公交信號優先的策略,無非是綠燈延長、綠燈提前,插入相位,可能還有相位跳躍等四種優先策略,但是這種公交車是有條件的優先??紤]到交叉方向社會車輛的擁擠程度,還考慮到公交車輛滿載率等因素,綜合起來設計了一套算法,然后實現了主動公交優先。在主動公交優先的基礎上,然后再加入短程通訊,還有采用多種檢測手段共同作用的檢測機制,確保主動公交優先信號效果的實現。

          在這個項目中,我們采用的是RFID+地磁雙重檢測,這樣可以更加準確地知道檢測斷面中公交車的運行狀態。然后利用車路短程通訊將信號機的信息傳輸給公交車,實現公交車車速引導,時間優化。

          我們從協調子區內所有路口的整體情況考慮公交優先策略,確保協調子區內公交優先的效果,避免單個路口的優先效果被后續交叉口的延誤抵消。

          優先執行后在本周期或下周期恢復原有協調方案,保障被動優先協調方案不會因此而破壞。

          對于檢測器的設置,在項目過程當中通過實踐得到了一些結論。該路口上游300米的地方設置預備檢測器,提前檢測到公交車輛,然后先給出公交優先策略。當公交車在停車線上方150米的時候,系統載著優先的方式進行調整。到達檢測器布設在停車線上游2米,檢測車輛是否通過口路,觸發綠燈提前、插入相位等策略。進站、出站檢測器布設位置在公交站進出站初,檢測公交車站電車??繝顟B和時間。

          三、移動互聯與城市交通信號控制結合思考

          移動互聯網在交通中的應用越來越廣泛,主要包括交通信息發布、大數據和云計算和交通管理與決策的制訂,包括以移動互聯網為載體的交通信息發布與延伸服務,那我們做信號的也一直在思考與研究移動互聯網數據怎么更好的與信號控制相結合。

          傳統的信號系統采用3層架構,兩級或者一級優化的模型。數據來源于項目建設的各種檢測器,線控或者區控的效果受到檢測器建設范圍,布設數量的限制。

          這兩年我們開始在上海、湖州部分試點與滴滴合作,研發了基于互聯網數據的三級優先模型,利用成本低、覆蓋面廣的互聯網數據制定作宏觀層面的控制戰略,控制戰略下發至傳統意義上的信號控制中心層面,制定中觀層面的控制戰術并下發至路口層。利用傳統路口檢測器相對較微觀層面的數據對戰術進行微調,這樣就形成了自上而下的戰略層=戰術層=執行層的連貫及統一。當然,這個研究和應用還在初期階段,會逐漸深入。

          滴滴已經可以直接生成方案,下發到信號機正常執行,目前正在對數據有效性和方案效果進行考證。

          我們可以從滴滴或者移動互聯網數據上得到一些東西,但是我們能為這些移動互聯網做一些什么?

          我認為可能有這幾點。首先將我們的信號數據推送給互聯網廠家,比如在導航上,可以與信號系統無縫對接,提醒駕駛員前方進入綠波帶,駕駛速度多少就能一路綠燈。

          或者提醒駕駛員前方為公交信號優先路口,請謹慎駕駛,防止優先級別較高的公交策略執行時對駕駛員的影響等。

          移動互聯網與信號系統相結合還有一些瓶頸問題需要解決,比如數據的實時性、數據的樣本量、數據的有效性等。

          因此,我們需要腳踏實地做好現有技術的應用落地,深挖信號控制系統潛能,真正實現緩解交通擁堵目的。


          活動推薦:“5G物聯峰會”

          作為信息社會通用基礎設施,時下5G產業建設以及發展如火如荼,并將最終帶動數十萬億規模的社會經濟發展。但5G在正式進行商用化普及應用前的態勢如何發展?5G將為哪些領域的變革帶來有益賦能?5G將在各行各業掀起什么樣的市場風暴?系列問題依然困擾著各界人士。

          為進一步深入了解產業發展脈絡,理解5G產業現狀以及未來趨勢,讓各界人士更清晰的洞察5G產業發展過程中的機遇點。6月14日,經上海市經濟和信息化委員會、上海市商務委員會、上海市長寧區人民政府指導,由億歐公司聯合承辦的“5G物聯峰會”將于上海虹橋世貿展館舉辦。

          億歐“5G物聯峰會”將特邀政府、學界、商業、投資機構等領域的專業人士,以多領域視角切入,深究5G產業發展脈絡,探索5G賦能各行各業的新思路、新方法,供行業內外各界人士參考?;顒釉斍檎埓粒篽ttps://www.iyiou.com/post/ad/id/824

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