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  • 陈冬:城市道路交叉路口信号控制评价浅析

    2019-03-20 11:34:01 来源:赛文交通网 评论:
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    城市道路交叉路口是城市道路网络的节点,其信号控制效果不但直接决定着路网的通行效率,也关系着驾驶人等各类交通出行者对城市交通管理水平和畅通程度的评价。

    但长期以来城市道路交叉路口信号控制效果缺少权威和定量化的评价标准。

    在交通出行者对交通管理水平要求越来越高,以及各地政府先后采取购买服务方式提升信号控制工作水平的背景下,如何定量化的评价交通信号控制效果就成为一个越来越重要的问题。

    ❖ 目前单个路口交通信号控制评价的指标

    目前国内对单个路口交通信号控制效果评价主要有以下几类:

    (一)道路交通信号控制方式第2部分:通行状态与控制效益评估指标及方法通行状态评估指标(GA/T 527.2-2016)

    国标中对单点控制评估指标包括交通流量、饱和度、延误时间、排队长度、占有率、停车次数。单个路口指标在应用到区域时主要采取总和数量(如区域内交叉口交通总流量)和平均数(平均行程车速、平均排队长度、平均停车次数)的计算方式。

    (二)阿里评价指标

    阿里的评价指标中主要有路口饱和度、通行能力、失衡指数、停车次数、平均延误、排队长度、相位一次通过率、相位绿灯利用率。在区域评价时阿里主要应用平均车速、平均延误、拥堵延时指数3个指标进行对比。

    (三)高德、百度评价指标

    高德、百度评价指标都是存粹基于采集浮动车数据的平均速度、失衡指数以及交通流量指标。

    ❖ 目前信号控制效果评价指标存在的问题

    目前的针对信号控制的评价指标都是结果导向型的评价,类似于企业管理中的销售业绩指标和利润业绩指标。

    这种评价指标虽然也比较有效,但也存在明显的缺陷,如只关注现状不关注长期发展,只关注结果不关注过程。为解决只注重单一评价指标考核带来的问题,企业管理中提出以平衡积分卡为代表的绩效评价体系。

    平衡计分卡考核目的就是要建立“实现战略制导”的绩效管理系统,从而保证近期与长期兼顾、过程与结果兼顾。

    笔者认为这种评价方式对信号控制评价十分具有参考价值,信号控制评价应该同样实现战略制导,兼顾过程与结果、长期发展与近期结果。

    ❖ 对单个路口交通信号控制评价的广义指标

    单个交叉路口的交通信号控制效果受制于多种因素,影响因素主要可分为5类:

    第一类是交叉路口的道路客观条件,如路网结构、路口渠化等;

    第二类是交通参与者(包括驾驶人、行人、非机动车驾驶人)在通过交叉路口时的行为条件,如交通秩序、绿灯后的启动速度、驾驶习惯等;

    第三类是交通信号控制系统的客观条件,如控制系统运行情况、信号控制主机和系统的软硬件功能、检测器的类型和设置、交通信号灯的设置等;

    第四类是信号控制人员团队能力,如人员数量、个人技术能力、管理体系、购买服务情况等;

    第五类是信号控制的配时方案合理性。

    信号控制工作具有明显的短板效应特点,如果以上5类因素任何一个因素存在短板,都会对最终的控制效果产生负面影响。

    国标以及各家互联网公司的评价指标都是就事论事,评价指标只限制于路口的各类车辆数据,没有考虑其他因素。

    如果只是通过这些指标评价信号控制成效,会给交通管理者、市政府以及各类交通参与者传达一种信号控制工作只是调调时间简单工作的信息,造成信号控制只关注最后的配时方案设置,而不关注基础条件和管理过程。

    特别是作为专业的交通管理者交警的领导如果只关注结果,很难作出正确的决策和指导。

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    ❖ 对单个路口交通信号控制评价的狭义指标

    在以上广义指标的对比下,我们可以把国标的评价指标和互联网公司的评价指标作为狭义评价指标。如何结合国标和互联网公司指标的各自优势进行更多维度的评价,并同时因地制宜综合考虑成本与准确性的进行评价,笔者提出如下建议。

    (一)3种评价方式的对比

    与国标指标对比阿里相同的是都采用了交通流量/通行能力、饱和度、延误时间、排队长度以及停车次数5个指标,而阿里没有采取占有率指标,又比国标多了失衡指数、相位一次通过率、相位绿灯利用率3个指标。

    与阿里和国标不同的是2家互联网公司对路口信号控制的评价指标较为单一,并把失衡指数作为评价路口控制效果的主要指标,这个原因主要一方面是由于失衡指数可以根据浮动车数据直接进行分析,另一方面也是由于失衡指数能比较直观的判断路口控制效果。

    (二)评价数据采集的方式和难度

    1、交通流量、饱和度、占有率数据可通过在路口布设线圈、地磁或正向设置的视频采集设备获取,目前这也是国内城市交叉路口采集的最主要数据,采集难度不高。

    2、延误时间和平均速度的采集较为复杂,浮动车数据只能是采样数据,进行全量采集和分析必须通过分析两个路口的卡口车牌数据才能获取,采集和分析难度较高。

    3、排队长度需要反向设置的视频检测器才能获取,目前国内路口这类视频检测器设置不多,采集难度较高。

    4、停车次数目前没有较为成熟的全量数据采集方式,只能通过浮动车数据进行分析,采集难度较大、准确性也不高。

    5、失衡指数的全量数据需要通过交通流量数据并结合视频检测分析获取,通过浮动车数据也能获取部分数据,采集难度较大。

    6、相位一次通过率、相位绿灯利用率这两个数据需要结合交通流量数据以及信号控制数据进行分析,采集难度不大,但数据准确性有待评估。

    (三)信号控制数据采集和评价建议

    1、根据以上情况,建议在路口采集设备不足或建设资金较为有限的情况下,应根据实际情况优先考虑建设线圈、地磁或正向的视频检测器,也可建设卡口型电警,并以交通流量、饱和度、占有率3项数据作为评价信号控制效果的主要指标,并参考互联网公司的延误时间和失衡指数作为补充。

    2、如果采集设备较为完善或资金较为充裕,建议在路口建设卡口型电子警察并结合反向视频检测器,同时再对路口各类视频图像进行结构化分析,在这个基础上,建议以6项国标的全量数据并结合互联网公司的失衡指数作为路口总体评价标准。

    3、由于城市高峰期和平峰期的控制策略和对控制效果的评价均不一致,建议在对数据评价时应把首先划分平峰时段和高峰时段,并分别对两个时段的数据进行分别分析评价,再根据时段的重要性进行加权后再统一评价。

    ❖ 将单个路口评价结果应用到区域控制评价的建议

    信号控制的最终目标还是在整个城区内达到信号控制的最优效果,因此如何将单个路口的评价结果应用的区域评价,笔者建议有以下几个问题值得讨论。

    (一)在区域评价中,因为每个路口在路网中的重要性和所处位置都有所不同,不建议在区域评价时对每个路口的评价数据进行直接的平均计算或总量计算,应该按照区域的整体控制策略,根据路口的重要性对每个路口都设置一个加权的评价系数,并在此基础上再进行区域评价数据计算。

    (二)由于区域控制比单个路口控制更为复杂,考虑的因素也更为多元化,因此在对区域信号控制进行评价时应纳入更为多元化的数据,并对区域交通流进行建模分析,以动态的区域交通流模型作为评价基准。

        海口交警支队  陈冬

  • 关键字: 交叉路口信号控制
  •    责任编辑:suyanqin
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