第123期 大数据|利用“互联网+”数据辅助信号优化工作

优控黑板报

在“互联网+”时代到来的今天,我们交通攻城狮也必须紧密贴合时代潮流,在交通信号优化工作中善于利用“互联网+”企业提供的数据来辅助进行信号控制工作,从发现路口问题到评估优化效果等,提高信号优化工作效率和准确性。

这期黑板报君将会带大家见识交通攻城狮们如何利用高德浮动车数据进行交叉口信号方案优化

发现问题

今天的猪脚是AA路与BB路交叉口。AA路是双向十车道的东西向城市主干道,日常车流量大,尤其早、晚高峰时段东进口直行及西进口左转车流量;BB路是双向六车道南北向城市次干道,北进口早、晚高峰时段车流量大,南进口车流量相对较小。交叉口渠化信息如图1所示。

图 1 AA-BB交叉口渠化信息

图 1  AA-BB交叉口渠化信息

在早、晚高峰时段,该交叉口经常出现东、西、北进口车辆排队长,而南进口空放的现象。因此,我们的交通攻城狮对该交叉口工作日的拥堵指数失衡指数(高德提供)进行了分析,结果如图2所示。

图 2 AA-BB交叉口工作日时段指数分析

图 2 AA-BB交叉口工作日时段指数分析

高德提供的数据显示该交叉口早高峰时段为7:30-10:00,晚高峰时段为18:00-20:00,高峰时段拥堵指数均大于2,属严重拥堵。

备注:城市、区域拥堵指数等级划分:畅通[1,1.6),轻度拥堵[1.6,1.9),中度拥堵[1.9,2.2),严重拥堵[2.2,2.5)】

同样,早晚高峰时段交叉口的失衡指数较高,尤其晚高峰时段更是严重失衡。

【备注:当一个交叉口某个方向非常拥堵,而其他方面运行顺畅,则称之为路口失衡】

高德的数据显示该路口的信号控制可能存在问题,为此我们的攻城狮对该交叉口的路口运行情况及控制策略进行了实地调研,发现存在如下问题

1、交叉口为SCATS控制路口,运行最大信号周期为155秒,采用3相位放行方式A-B-C,B相为主相位,主要优先南北进口放行。南北进口直行对放相位(B相)的放行时间较长(47s-67s),导致北进口车流到达比较离散、车头时距较大,而南进口绿灯空放,绿灯利用率较低;

图 3 AA-BB交叉口放行方式及配时方案

图 3  AA-BB交叉口放行方式及配时方案

2、西进口左转及掉头车流大,在运行最大信号周期155秒时,机动车等待时间长,需二次排队甚至多次排队才能清空上个周期累积车流;

3、东进口左转车流受BRT专用车道及BRT站台的影响,只能从直左混合车道转向左转专用车道,由于直行车流量较大,排队较长(30辆车以上),左转车容易被直行车流阻挡,直行与左转两股车流互相影响导致该进口道的通行效率较低。

解决措施

发现上述问题后,我们的交通攻城狮首先检查了交叉口的线圈检测器,发现检测器均完好无损,SCATS系统中设置的四套绿信比方案能够自适应运行,但配时不尽合理,有优化的空间;综合交叉口的流量与交通运行情况、现行信号配时方案、路口渠化条件等因素,交通攻城狮主要从以下2个方面对该交叉口进行优化:

降低路口周期

从减少机动车等待时间,加快各流向的车流轮转的角度出发,尝试降低路口的最大运行周期,经下发测试方案及现场调研观测效果,运行最大周期为140秒时效果最佳,同时将东西直行对放相位(A相)设置为主相位,并调整其他相位的绿信比方案,主要是侧重东西双向绿灯放行,适当减少南北直行绿灯时间,使SCATS系统能够从四套绿信比方案中自适应选择最佳的方案,以适应交叉口车流变化,降低人工调控的风险;

调整相序

调整交叉口的运行相序为A-C-B,先放行东进口直行车再放行左转车流,以缓解东进口直行车流阻挡左转车流的问题,提高东进口通行效率。

图 4 AA-BB交叉口优化后放行方式及配时方案

图 4  AA-BB交叉口优化后放行方式及配时方案

优化效果

路口实施优化措施后,东进口直行车流与左转车流汇流冲突减少,西进口左转车流等待时间缩短,各向车流轮转加快,各进口基本消除两次以上的排队情况。

图 5 优化前后效果对比

图 5 优化前后效果对比

对比优化前后交叉口的拥堵指数和失衡指数, AA-BB交叉口在优化后拥堵指数和失衡指数均有较大幅度的下降,早高峰时段拥堵指数下降了约27%,晚高峰下降了约48%;早高峰时段路口失衡指数下降了约64%,晚高峰下降了约47%,优化效果十分明显,全天都没有出现严重拥堵,与实地观测结果一致。

案例小结

①本案例利用“互联网+”企业提供的拥堵指数与失衡指数来发现城市路网中交叉口的运行问题,以判断交叉口的信号控制策略是否合理,提高信号控制策略与实际交通流的适配性,并大大提高交通攻城狮的工作效率;

②虽然有“大数据”的帮忙,但具体的信号控制还需要攻城狮们根据具体的情况,制定合理高效的对策。我们也期待着“大数据”够从更多的侧面反映交通运行规律与信号控制的问题,为交通健康管理添砖加瓦。