信控沙龙：区域信号协调控制技术探讨

　　一、前言

　　随着城市路网的建设完善以及交通管理的需求加大，城市中心区的信号控制路口越来越密集，各个路口的关联性逐渐增大，将区域内的所有交叉口以一定方式联结起来，并对各个交叉口进行有效的协调控制设计，可以实现区域的信号协调控制，进一步提高整个区域内的交通运输效率，解决城市交通容量不足、交通拥堵与交通污染等交通问题。

　　二、区域协调中的路网模式

　　城市中的路网形态千差万别，在实施区域协调控制时，根据路网的元素规则不同，可以划为以下几种模式：

　　1.规则路段相交

　　区域内的道路网结构比较规整，相交道路等级一致，断面形式差异不大，可从关键道路着手，逐步向相邻及外围路口和道路进行扩展，形成区域协调控制，路网示意图如下所示。

　　规则路段相交示意图

　　2.非规则道路相交

　　区域内的道路网结构不规则，主要道路与次要道路混合交叉，且路段线性复杂，路口主次差异明显，可结合关键路口进行分块分区的区域协调控制，路网示意图如下所示。

　　非规则路段相交示意图

　　3.特殊道路相交

　　区域内的道路网存在一些特殊的交通组织形式，如单向交通组织、可变车道交通组织，需要结合实际的交通组织情况，进行分块分区的区域协调控制，路网示意图如下所示。

　　特殊道路相交示意图

　　三、不同路网模式的协调控制技术

　　区域协调控制涉及到多个交叉口、多条干道，根据控制目标及路网模式的不同，可以将区域协调控制技术划分为两种模式：

　　1.干道逐步关联协调控制

　　干道逐步关联协调控制是指将区域路网划分多条干道，以干道为最基本的协调控制单元，设定不同的干道有不同的优先级别，通过联接、协调这多条干道形成区域协调，适用于规则的相交路段。

　　具体实施步骤如下：

　　（1）确定各条道路的优先协调级别，一般可设为三个等级（高、中、低），对高等级的干道进行优先协调控制；

　　（2）针对与高等级干道相交的道路，通过联接的方式与高等级干道进行协调，无相交的干道进行独立的协调控制；

　　（3）针对低等级的干道，寻找与高等级或者中等级干道进行协调控制的可能，若可行则进行协调并避免出现闭环的情况，若无则进行独立的协调控制或者单点控制；

　　（4）检查协调方案的可行性，若存在多种协调方式则进行比选，确定最优的区域协调控制方案。

　　2.关键交叉口逐层扩展协调控制

　　关键交叉口扩展协调控制适用于不规则路段相交模式的区域协调控制，其核心思想是以关键交叉口为起点逐层扩展控制子区，最终形成区域的协调控制。

　　具体实施步骤如下：

　　（1）确定区域中的关键交叉口，并以该交叉口为核心将路网中的交叉口进行划分层次，划分原则一般为与交叉口距离越远的层次越低；

　　（2）以关键交叉口为中心，实现一定层次内的交叉口协调控制，该层次以外的交叉口独立进行控制；

　　（3）检查协调方案的可行性，避免出现闭环协调控制，若存在多种协调方式则进行比选，确定最优的区域协调控制方案。

四、应用展望

　　随着信号控制技术的发展和深化应用，信号协调控制技术已经被证实能有效提高通行能力，缓解交通拥堵情况，其中干道信号协调控制技术已在全国各大城市得到有效推广，而区域协调控制却少有地方实施，一方面是技术方法的不成熟，另一方面是难以有合适的路网实施。本文提出针对不同的路网结构提出了两种不同模式的区域协调控制技术，以期为实施区域协调控制提供思路与方法。