东营市中心城2019年10月份交通信号调优报告

自今年5月份以来，交警支队对中心城区部分信号灯路口进行了智能化改造，新增联网信号机153处路口，增设了400余套视频流量监测设备及100余套多目标雷达设备，同时搭建交通信号控制系统、交通信号调优和评估平台，以此提高路口交通信号配时的智能化，依靠这些设备和系统实施了“自适应+协调”控制、感应式控制等多种智能控制手段，交通信号协调控制路段已达30条。现对10月份的信号调优工作报告如下：

单点自适应顾名思义就是单个路口信号配时随着车流量变化自动调整，实际上包含了两层含义，宏观上利用历史的15分钟数据进行宏观交通规律的预测，如图1所示，并用预测数据优化路口的周期和绿灯时间，微观上每个相位绿灯放行时，根据车辆实际达到情况再次优化绿灯时间。

图1 路口宏观流量变化

以南二路-郝纯路（228省道）为例，该路口地理位置相对独立，日常过境车辆较多，且以大型挂车为主，是周边运输车辆的必经交叉口之一，常引发交通拥堵，为此对该路口进行智能化改造后并增设了多目标雷达检测器，实施单点自适应控制。

实施前，路口失衡现象较为严重，常造成某一方向压车，如图2所示。

图2 南二路郝纯路实施前东进口

实施后，路口可根据车流量的变化实时调整路口信号放行时间，各方向绿灯空放现象减少，平峰期路口基本无二次排队，高峰期路口各方向排队均衡，如图3 所示。

图3 南二路郝纯路实施后东进口

“自适应+协调”控制即在上述单点自适应的基础上对路段沿线交叉口进行绿波协调控制，意味着路口信号配时既能根据流量的变化而调整，又能保证该路段绿波协调效果，主要分为两种控制模式：方案生成式和方案选择式。

方案生成式

方案生成式下干线的实时自适应控制，周期、绿信比、相位差都是根据交通流特征实时优化出来的。

首先利用历史的15分钟数据及上周同期数据预测下一个优化间隔数据，根据预测数据计算单路口最优方案。其次根据优化周期大小确定关键路口，并以关键路口周期作为公共周期，进而进行相位差调整，保证平峰期绿波带最宽、停车次数最少，高峰期排队均衡，抑制排队，下游排队消散后上游驶入。

以南二路为例，南二路全天车多流量大，且流量起伏不定，信号配时不符合流量变化，容易造成绿灯空放的现象严重，其次，该路段主要为过境的大型车辆，绿波协调又能提高环境、经济效益，因此对该路段实施“自适应+协调”控制。如图4所示，为南二路全天周期随流量变化的曲线图。

图4 南二路全天流量-周期变化曲线示意图

方案选择式

方案选择式下干线的实时自适应控制，周期、绿信比、相位差都是根据交通流特征从预先设定好的方案库中选择运行的。

根据有检测器的关键路口的交通状态，优化路口周期和绿信比，从中选择最大的优化周期，从备选方案中选出与最大优化周期最为接近的无缆协调方案，作为协调方案。

以西四路为例，全天早晚高峰特征明显，因此采取方案选择式优化模式，备选库预留了100-140s周期的5种备选方案，周期可随流量变化自动选择其中一种方案运行，同时又能保证绿波协调效果，如图5所示。

图5 西四路全天流量-周期变化曲线示意图

“感应式协调”控制

感应式协调是在协调优化基础上的路口单点感应控制，在保证协调基础上实时调整绿信比。与自适应协调的区别在于，自适应协调控制更偏重于在周期适应车流的的状态下进行绿波协调，而感应式协调更偏重于在绿波的基础上进行绿灯时间深度优化调整，因此应用的场景不同，感应式协调多用于流量稳定的平峰期路段，主要分为以下两种模式：感应模式和绿损模式。

感应模式

感应模式主要控制原理为依靠路口多目标雷达设备对车辆到达情况进行检测判断，并当前周期实时调整绿灯时间，如果有车到达则进行绿灯时间延长，无车则提前截断绿灯，将时间分配给剩余相位，如图6所示。

该模式主要应用在路况良好，有随机车流的路段，如府前大街和胜利大街等路段，目前上述两个路段均已覆盖多目标雷达检测设备，绿灯可随车辆到达情况实时调整绿灯时间，又不会破坏原有绿波效果。

图6 感应模式控制原理

绿损模式

绿损模式主要控制原理为依靠路口视频检测器设备对上一周期绿灯利用率进行判断，如检测到某一方向绿灯时间有空放或不足，则在下一周期进行绿灯时间再分配，以此适应流量变化波动，如图7所示。

该模式主要应用在主路与主路或主路与次干道相交路口，目前已在东二路、黄河路及东三路等道路进行应用，能够有效应对某一方向车辆变化带来的绿灯时间不足或浪费问题。

图7 绿损模式控制原理

本月通过对中心城区增设的检测器路段实施了高级控制及应用，取得了良好的控制效益，图8为实施前后交叉口平均绿灯损失时间，实施前平均每个周期绿灯损失时间为11秒，实施后每个周期绿灯损失时间6秒，提高了45%的绿灯利用效益。

截至2019年10月份，根据高德公司对10月份与4月份交通数据进行比较，调优路段车辆平均速度提升27.5%，平均停车次数下降31.8，东营区的平均交通拥堵指数由1.37下降到1.21，下降11.68%。

图8 实施前后路口平均绿灯损失时间

十月份通过高级控制的应用，中心城区信号配时更加智能化，合理化。随着冬季的来临，市民的工作时间及学生放学时间也将随之调整，国庆过后，交警支队设施大队对城区内红绿灯时间，尤其是晚高峰放学及下班时间段进行了着重优化调整，十一月份将根据流量变化特点，对城区重要通勤路段进行进一步配时优化，尽最大可能保证路况的畅通性。