智能信号控制提升城市交通管理探析

台州市是浙江沿海的区域性中心城市和现代化港口城市，是“大陈岛垦荒精神”的发源地和实践地。目前，主城区主要道路共有530公里，2021年一季度新增道路10公里，城市建设方兴未艾，但路网结构先天不足，随着城市的发展，越来越多的特勤信号管控需求，也使得有限的警力愈发捉襟见肘。为更好地解决交通信号管控方面存在的不足，有效缓解道路通行压力，近年来，台州市公安局交通警察局聚焦台州城市治理“两智融合”，大力推进“智慧交管”行动，建设和投入使用的交通信号智能控制系统（以下简称系统），有效提高了台州交通信号智能化管控水平和服务水平，提升了城市交通通行效率。

一、动态调控按等级划分路口信号

在项目需求调研之初，台州交警便提出了“动态绿波”概念，在干线协调上，采用绿波动态调控方法。要求系统在固定绿波的基础上，依据公安网上的过车数据和互联网上的浮动车数据来评估车辆速度和行程时间，动态调整协调带宽和相位差，不同时段设定不同的绿波速度。同时，通过安装在路口信号灯杆上的电子情报板向公众提示当前道路当前时段较为合适的绿波行进速度。在项目规划设计时，台州交警明确提出信号调控追求“本周期响应、全过程智能”的建设目标，在路口优化上，采用自适应算法，将路口信号自适应能力按5个等级进行划分。在L1级别（计划调控），系统根据人工预先设定的配时方案，每天按计划执行；在L2级别（周期调控），系统根据实时流量数据，每3-8分钟计算1次“空放指数”“饱和指数”“溢出指数”“失衡指数”“失调指数”等闭环评估指标，当指标发生较大变化时，自动调整并下发新的配时方案；在L3级别（绿时调控），系统根据各个方向的进口实时排队长度和出口溢出趋势，恰当调整每一次的绿灯时长；在L4级别（行非调控），系统在L3的基础上，结合路口行人、非机动车的实际流量，实时调整绿灯时长；在L5级别（相序调控），系统在L4的基础上，结合路口各方向流量的失衡情况，实时插入相位或调整相序。目前，系统的自适应能力已达到L3级别。

二、创新方法优化通行服务

在项目建设准备阶段，台州交警经过多次论证和实际测试，充分比较地磁、线圈、微波等各种交通流量感知设备，决定在数据来源上采用实时多维的微波检测数据。在市区大规模运用微波检测技术，获取各车道、各方向流量、排队长度、车头时距、车辆速度、路口溢出等多维度数据，这些数据既包含交通流的断面数据，也包含交通流的过程数据，实时性好、准确度高，能较好地保障交通信号的实时、动态调控。在项目建设过程中，台州交警与合作伙伴一起不断探索，在优先通行服务上，创新性地提出了服务于车辆“优先通行”的中心协调控制方法，包括“绿灯锁定法”“动态调相法”“周期适配法”“绿波推进法”和“综合调控法”。采用该方法，无需大量增加路口专用检测设备、专用信号灯，以及专用车载设备的建设投入；不受左转待转区、直行待行区的影响，无需进行专用道路和路口渠化改造；可以使享受“优先通行”服务的消防车、救护车、社会求助车辆等应急救援“VIP车辆”，只需通过App选取起点、终点位置自动获取导航路径，提出申请并获得信控中心管理人员批准后，由系统依靠智能化的云计算能力，保障其一路畅行。

三、云控模式让信号控制更智能

系统采用中心智能云控模式，既可以与不同厂商的信号系统对接，也可以跨过中心机、区域机，直接调度路口信号机，减少网络层级，降低故障概率，增强系统的健壮度。云控模式充分发挥了分布式计算、多任务并发等云计算优点，加强了信号控制中心的计算能力和全域协调能力，确保了信号调控的精度、频度和协调性；增强了系统的兼容性、开放性和扩充性，灵活适应城市不断发展的需求，提高了地市级中心城区交通信号管控的智能化水平。系统交互界面上，采用立体式可视化互动场景，以精细化矢量地图为基础，精心刻画路口渠化信息，建立2.5D信号灯杆模型，模拟显示微波的实时车流信息，辅助对接实时监控图像，平面与立体互动、虚拟与现实相映、动态与静态共存、图文与表格并列，数据详实，人机界面极具掌控感，极大方便了信号管控人员的各种操作。另外，为进一步发挥交通信号在“治堵保畅”工作中的作用，台州交警从实际工作需要出发，在《公安交通集成指挥平台通信协议（GA／T1049.2-2013）》第二部分（交通信号控制系统）的基础上，增加了配时方案和调度计划下发、阶段早断与延长、中心校时等接口要求，增加了控制方式、状态类型、日志内容和配置运行等参数要求，形成适合台州市交通信号智能控制所需的新协议。台州市区交通信号的智能控制能力虽然得到了长足的发展，但仍存在不少可以提质升档的空间。台州交警将继续加强前端感知体系建设，优化系统算法、功能和性能，进一步提高交通信号在“提效减排、疏堵保畅”方面的能力；不断拓展系统应用范围，实现跨县市区的信号联网联控，进一步提高全市交通信号的智能化管控水平，提升城市畅通指数；加强高精度卫星定位系统建设，进一步提高信号调控精准度，使“优先通行”不但能更好地服务于“VIP车辆”，还能服务于公交车、有轨电车等公共交通，让广大群众能从台州“智慧交管”建设、应用中体会更多的获得感、幸福感和安全感。

作者:徐长青 单位:无