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  • 【前沿】多伦多交通信号优化计划的效益测算

    2019-04-02 09:21:09 来源: ITS114 评论:
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    多伦多是北美第四大城市,也是加拿大最大的城市。其交通运输部数据显示,2012年到2016年,多伦多实施交通信号配时优化,其中每个信号灯已经为当地居民节省了42.4美元。该计划涵盖了沿着46条交通走廊,1275个信号(截止今年1月9日,为2346个),总共节省了408万美元。

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    成本比率

    年度总收益/成本比率(BCRs)从计划第一年的75:1到最后一年的33.1,其产生的总估计BCR为53.1作为加权平均数。该市还为每条走廊生成独立的成本效益分析(CBA)。优化期间取得的具体效益,以效力指标(MoEs)来表示,所有46条走廊的平均速度累计增加3.9%(1.12公里/小时)。其中,车辆停车次数减少3.4亿次;燃油消耗量为4.8%(1860万升);温室气体排放量为4.7%(43万千克)。CAN总计510万美元是一个全面的数字。它包括城市工作人员,交通顾问和电气承包商的成本,包括数据收集,建模开发和校准,以及信号优化时序计算,现场施工改造等成本。

    宏观分析

    该系统利用宏观分析和软件优化应用程序,针对信号交叉口引入标准通行能力等,旨在支持美国公路通行管理标准等协议。用户在程序中输入相关交叉口数据,包括其几何形状,典型交通量和信号时序,然后,由系统计算每个交通模型的预期延迟和队列长度的结果,最终馈入信号定时优化算法,达到交通流量优化,提升通行效率的目的。多伦多交通运输服务部发言人告诉记者:“值得注意的是,所有引用MoE以及利益/成本比率的部分都是通过Synchro建模设计的,因为它们在现实世界中几乎不可能量化。”。

    成本问题

    关键问题是成本。在每个独立测量模型里,逐个车道去测量关键因素可能是一项极其耗费时间和劳力的工作,因为还需要去预测该计划未来可能应用的环境条件,例如,是否有利于提升交通效率。城市开始重新制定配时过程,收集测试路线上每个交叉路口的可用数据,以建立最新的旅行模式,然后在整条路线和每个交叉路口的基础上,利用计算机程序实现最佳信号时序计划。这些计划通常适用于六个预定时期中的一个:早高峰,高峰日,下午高峰,非高峰时段,夜晚和周末。信号设备被分组到控制区域,以便交通管理人员在一天的时间内实现计划之间的平滑转换,一般来讲,控制区域在高峰时段通常覆盖范围比较大,如有特殊情况,管理人员还制定了高速公路临时疏解车道的计划。城市主干道上的信号24小时全天候协调,小型干道通常需要在22.00和06.00之间进行协调,因为这个时间段道路上的车辆较少,整体协调的效果会比较好。

    交通拥堵

    推动多伦多信号优化计划一个最主要因素是该城市的交通拥堵程度很高,其中造成拥堵的主要原因是该城市超过70%的机动车属于私家车,公共交通出行的比例很小。根据2016年交通分析公司INRIX 的一项研究结果显示,在多伦多的上班族每年平均拥堵时间大概是45小时,仅次于蒙特利尔的52小时。2017年加拿大汽车协会(CAA)的一份调查报告显示,贯穿多伦多市中心的401号高速公路是整个北美洲第九的拥堵路线。 (CAA通过分析省市交通量数据以及近3000公里道路的GPS数据确定了拥堵情况最严重的路段)。多伦多和汉密尔顿地区的货币估计数表明,交通拥堵造成的通勤费用每年高达26.4亿美元,包括上班延误和额外增加汽车运营成本。由于经济产出的减少和伴随的失业成本,加拿大每年还有21.6亿美元的经济损失。因此,目前政府对道路基础设施进行最小干预,效果最明显的解决方案是确保信号时序的最佳有效性。

    2016 - 2020年城市拥堵管理计划的基本要素是对交通流量加以协调,以确保响应道路使用者最高的需求。多伦多市长约翰·托里将在2018年10月的大选中将该计划作为政治优先事项,争取更大的民意支持,获取下期连任。

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    托里市长发起“多伦多交通优化”倡议

    信号配时优化

    该项目涉及七条交通走廊的交通信号时序优化,旨在改善交通流量并减少5-10%的旅行时间。制定了经常性拥堵主干道五年周期的协调研究,以及一条次干道的十年周期研究计划。(如果路线中某路段受到交通量或土地占用等重大变化影响,则可在周期中期进行调整)。该项目的总体目标是确保最有效地利用城市交通信号,将典型的车辆集群转移到具有紧密间隔的车头时距(指在同一车道上行驶的车辆队列中,通过通过速度限制交叉点时,两连续车辆车头端部通过某一断面的时间间隔。)根据美国环境保护署的温室气体当量计算器,得出结果,2012-2016年的燃料消耗量降低相当于一年内41.68万公顷树木封存的二氧化碳。

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    多伦多的交通控制中心

    交通信号数据

    多伦多交通服务部门将其当前的交通信号定时数据(收费)提供给区域交通机构,邻近城市,学者以及从事交通领域研究的工程顾问或需要交通建模的建设项目。为了进一步优化交通流量,该市现在正在试行两种替代类型的响应交通信号,旨在监控并实时调整交通流量。第一种是使用由美国公司Rhythm Engineering开发的即插即用InSync系统,该系统与已安装的智能设备集成,并使用IP摄像机监控信号流量队列的长度和持续时间。该系统基于以太网传输数据,并利用机柜中的处理器协调交通流量,然后调用最能响应需求的交通信号状态,并将结果与其他交叉路口信号时序进行协调。

    第二种类型是基于协调自适应交通系统(SCATS),该系统现大概已经在40个国家使用。每个装置的费用为每个交叉路口8~12万美元。试点项目结束后,多伦多将根据实施效果进行比较,选取最优技术方案进行推广应用。

  • 关键字: 交通信号优化 多伦多
  •    责任编辑:刘艳
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