陈宁宁：交通信号控制优化实战中积累的一些观点和经验
2016-07-05 20:58:57   来源：www.ladysslipper.com   作者:    评论：0

　　过去几年，我所在的团队一直在为广东及周边省份近20个城市做交通信号控制优化工作，至今已经优化了超过3000个路口。在信号控制优化的实战工作中，我们尝试了不少方法，也碰过不少钉子，犯过不少错误，吃过不少苦头，磕磕碰碰中也积累了一些"写不了论文、成不了体系"的观点和经验，希望能给各地交通管理部门一些借鉴。

　　一、正确看待多时段定周期控制和自适应控制

　　从理论上说，自适应控制是比多时段定周期控制更高级、更智能化的控制方法。但在交通管理的实战中，需要根据实际条件进行选择。以我所在团队的经验来看，在路口交通流参数检测条件不好或数据准确度不够高的情况下（这也是大多数路口的普遍现象），精细化的多时段定周期控制（像广州一般会划分成10多个时段），效果并不比自适应控制差；当检测条件有限、自适应参数不够精确，自适应控制不能很好地适应交通流的变化，容易出现"失控状态"。如果检测条件完备、自适应参数调整足够精确的话，自适应控制可能会是一个"一劳永逸"的好手段；而多时段定周期控制则需要根据交通流的变化不断地优化调整，是个持续的"人工调优"过程。因此，从路口硬件条件和信号控制的可靠性上考虑，我们在很多城市通常都会推荐先进行多时段定周期控制方式的优化。

　　二、相位相序优化是信号控制优化的第一步

　　相位相序的优化，通常能比周期和相位时间优化产生更好的效果。过去几年，一些城市出于交通安全和市民交通行为习惯等方面的原因，规定"全市统一放行方式"，要求每个路口的放行方式都是一致的。这种做法相当于给路口交通信号控制带上了"紧箍咒"，人为地给信号优化制造了很多困难，让信号优化工作的开展给人"巧妇难为无米之炊"的无力感。我们建议每个路口都应该根据各进口方向流量的特点，以及各流向相互之间的比较，来选择合适的相位相序，灵活应对交通流的变化。此外，在做干线绿波控制优化时，绿波带宽提高的空间通常来自于交通信号相位相序的调整。

　　三、尽量采用简单而且容易实施的方法

　　我们在实战中遇到的信号控制优化问题有很多类型，缓解问题的方法也各有不同，但我们建议尽量"从简"，尽量采用简单而且容易实施的方法。先考虑只优化配时是否能解决；再考虑是否要重新设计相位相序（有些城市的市民对旅行方式的敏感度比较高，修改相位相序的压力较大）；如果还不行，才考虑交通标志标线改造或路口交通组织改造。

　　四、该截流时还是要截流，把高峰拉平

　　我们在实战中遇到的一些交通黑点已经不存在"时间空间浪费"的问题，根本原因是道路通行能力明显小于通行需求，比方说不少城市的跨江桥梁，实际上是交通瓶颈问题。这个时候，应该通过对上游路口的截流，把通行需求的高峰在时间轴上拉宽，把原来可能20分钟涌入的车流分散到30分钟，把交通瓶颈的通行需求控制在通行能力临界点以下，避免发生"堵死"的状态。如果交通瓶颈出现"堵死"的状态，不但实际通行能力就会急剧下降，而且需要很长的时间才能把这个"死锁"解开。在条件允许的进出城主干道上，还可以尝试采用"红波带"的方法，使进行拥堵区域或交通瓶颈区域的车流在连续几个信号控制路口都停一次车，把这批车流进入拥堵区域的时间拉长5至10分钟，给交通瓶颈喘息的时间。

　　五、好的信号控制系统是"狙击枪"，但仍需要有好的"狙击手"

　　很多城市都建设了智能化的交通信号控制系统，针对各种交通情况或功能需求都有系统性的解决方案，是一把高性能的"狙击枪"，但在实际应用中的效果却没有表现出应有的"精准性"。这不是说交通信号控制系统不好，再智能化的交通信号控制系统，也需要有"智慧"的使用者来调协各种参数，对交通控制问题进行精准的"打击"，充分发挥信号控制系统的智能性。因此经验丰富的交通信号优化工程师才是用好信号控制系统这把"狙击枪"背后的"狙击手"。

　　六、现阶段的技术水平，还很难在实用层面做好"自适应区域协调"控制

　　在交通信号控制智能化的推进过程中，我们作为从业者，也应该从实际出发，正确认识我们当前的技术水平。当前，区域化的自适应协调国内外学者提出了很多方法，但大多数方法还停留在研究和实验阶段，在实战中还很难做好。就现阶段的技术水平来看，针对干线的绿波协调控制、通过信号灯控流缓解区域高峰期压力、干线高峰"红波带"控制等还是比较靠谱的，虽然不怎么"高大上"，但在广州、深圳、中山等城市都有比较成熟的应用。

　　七、不求"通解"，潜心于"特解"

　　交通问题由于有人的参与，随机性很强，实战中的问题也多种多样。为解决某类交通问题（如交通信号控制），如果希望找到一种通用的方法（"通解"），那可能只在理论上存在。交通环境的千差万别，决定了其问题不存在"一刀切"的通解方案，应该是具体情况具体分析、特殊问题特殊解决，每个问题或每种状态下的交通都存在有效的"特解"。在交通信号和交通组织优化中，每个城市都会有一些特别"老大难"的黑点，如果可以针对这些黑点，进行长期的数据、解决方案、效果评价等方面的积累，建立交通黑点的"历史档案库"，那就可以不断更新 "特解"，切实解决老大难问题。

　　基于以上总结的一些观点及经验，我们建议在开展城市交通信号控制工作的过程中，应该根据交通环境、软硬件条件，结合当地交通流的特点，从简到繁，做适应性的控制；即使已经建设了智能化的交通控制系统，也要培养或聘用专业的信号优化人员，将系统用好用活；交通问题的解决是由一个又一个的"特解"实现的，潜心寻找"特解"比死磕研究"通解"更靠谱；交通流会随时间发生变化，交通信号控制方案也需要定期跟踪维护。