第370期 南宁丨如何打造一条优质的双向协调“绿波”

优控黑板报

专家导读

点评专家洪波

点评专家:洪波

案例来源:南宁项目

实战中的路段绿波协调控制方案设计要达到理想的效果,需要进行不断的测试调整及优化,调整手段包括调周期、调协调相位绿信比、调整相位等等,而测试中采用仿真则是一个效率颇高的验证手段。本案例概述了一条优质双向绿波的打造优化之路,其中不少优化细节值得参考借鉴,特别是华强路口西向东放行时的早启动和早切断,其中的巧妙之处,各位读者可以细细琢磨。

路段概况

中华路位于南宁市中心商业区周边,毗邻南宁火车站,道路东西两端连接南宁市东西快速路上下匝道口,日常车流量大,道路交通饱和度高,属于南宁市日常交通拥堵排行靠前道路。

图1 中华路沿线路口区位图
图1 中华路沿线路口区位图

由于沿线三个路口都属于T型路口,为了保障中华路主要车流通行顺畅,原信控方案采取的是中华路方向二次放行的信控方案,并进行了西向东单向协调控制设计。

图2 中华路沿线路口原信号放行方式
图2 中华路沿线路口原信号放行方式

存在问题

一、随着东西快速路从匝道驶入中华路的车流日益剧增,原来的单向协调方案已经难以解决中华路东向西车流的通行需求,原有的中华路二次放行方案导致车流中断,同时东向西无协调效果,高峰期经常出现车流排队长,回溢至快速路桥上,影响快速路主道正常通行现象。

图3 优化前东向西匝道车流溢出情况
图3 优化前东向西匝道车流溢出情况

二、原方案中华路西向东方向虽同样存在二次放行,随着车流量增加,原有的协调控制无法适应道路交通需求,一般从下午开始,华强路到南京路(间距115米)之间道路就会开始出现车流溢出现象,影响其他方向车辆正常通行。

图4 中华路西向东车流溢出情况
图4 中华路西向东车流溢出情况

方案设计

中华路作为南宁市中心区域的主要道路,同时也是外地群众坐火车到达南宁后看到的“重要城市明信片”,要求工程师必须发挥最优的技术水平,打造一条优质的双向协调绿波来解决目前的道路拥堵问题。

  • 优点一

充足的研讨准备,计算平台和交通仿真同时启用。中华路沿线道路交通压力大,路况复杂,为了更好发现现有方案的问题,挖掘道路的最大通行潜力,在进行绿波协调方案重新设计的过程,除了利用常规的绿波设计平台计算外,还对不同绿波协调方案进行交通仿真模拟测试,并输出测试数据用以参考,多方面分析不同方案的优缺点。

通过仿真模拟发现,增加配时周期或者减少主协调方向绿波带宽的常规手段2套方案并不能对道路的整体通行效率有所改善,从而综合两者优缺点设计出方案3。

图5 对多套协调方案进行交通仿真测试
图5 对多套协调方案进行交通仿真测试
图6 协调方案交通仿真数据
图6 协调方案交通仿真数据
  • 优点二

双向协调效果稳定可靠。根据交通仿真运行的参考数据,采用了总体优化效果最佳3号协调方案进行实施。结合三个都是T型路口的交通条件,将原中华路二次放行改为一次放行,增加东西直行左转同放的搭接相位,虽绿信比有所下降,但能保障西向东主车流绿波协调效果的同时,也实现东向西车流绿波协调效果。

根据绿波设计平台计算结果,结合交通仿真数据,东向西车流高峰与平峰时段绿波协调带宽都能保持60秒以上,西向东车流平峰绿波协调带宽为30秒,高峰时段为35秒以上,双向协调效果稳定可靠。

图7 优化后中华路沿线路口放行方式
图7 优化后中华路沿线路口放行方式
图8 中华路优化后绿波协调时距图
图8 中华路优化后绿波协调时距图
  • 优点三

身兼多职,能实现绿波协调也能解决路口车流溢出。从华强路口至南京路口的间距只有115米,原方案中西向东车流虽然设置了二次放行,由于路段车流增大,车流无法及时清空,引发车流溢出等问题。

新的优化方案利用路口相位差和关联相位绿灯时间长短调整,将华强路西向东直行相位设计为早启动、早切断的放行效果,从而保障西向东的车流绿波通行外,还能将路段车流有效清空,车流溢出问题得到很好解决。

图9 优化后西向东车流无回溢情况出现
图9 优化后西向东车流无回溢情况出现

优化效果

经实地测试,除半夜低峰时段路口周期小,只保障了东往西单向协调,其他时段沿线道路都能实现双向不停车通过的绿波协调效果,方案运行效果良好。

图10 中华路东向西道路拥堵指数(高德地图)
图10 中华路东向西道路拥堵指数(高德地图)
图11 中华路西向东道路拥堵指数(高德地图)
图11 中华路西向东道路拥堵指数(高德地图)

根据高德地图数据,中华路沿线路口实施双向协调控制方案后,道路双向拥堵指数总体都有所下降,协调效果良好。

特别是快速路东段匝道到朝阳路口之间,由于路段协调效果良好,路段拥堵指数最高全天下降了35%,匝道车流达到朝阳路口后能够快速疏散,有效缩短匝道车辆的排队长度,减少了高峰期匝道回溢车流对桥上车流的通行影响。

图12 快速路匝道至朝阳路口拥堵指数(高德地图)
图12 快速路匝道至朝阳路口拥堵指数(高德地图)
图13 优化后东向西匝道车流通行顺畅
图13 优化后东向西匝道车流通行顺畅

案例小结

本案例从道路单向协调方案转为双向协调方案,充分利用路口间距近、车流集中连续的特点,经过多轮方案研讨和仿真模拟,最终在不增加方案周期、不减少主协调方向绿波带宽的前提下,实现了双向绿波协调的效果。

在日常绿波协调方案设计和改善的工作过程中,首先尽量避免简单粗暴地利用增加协调相位绿信比、增加配时周期或者牺牲主协调方向带宽来实现双向绿波,可以多考虑放行方式的重新搭配、相位差和相位时间长度灵活组合等方式,善用绿波计算平台、交通仿真平台等多种工具,优化方案由单向协调最优向整体协调最优方向靠拢。同时也不要盲目增加绿波协调路口范围,要保障合理的路口间距以及车流的连续性,才能保障最终的协调效果稳定可靠。