2020年公安部交管局印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市道路交通信號(hào)控制應(yīng)用工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱指導(dǎo)意見(jiàn)），指出了當(dāng)前信控實(shí)踐工作中“重建設(shè)，輕應(yīng)用”的問(wèn)題，對(duì)提升交通信號(hào)控制應(yīng)用效能提出了明確的措施和要求。那么實(shí)踐中如何提升信控應(yīng)用效能，落實(shí)有關(guān)的措施和要求？下面筆者結(jié)合近年來(lái)在信控一線實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，選取策略控制體系、綠波帶與干線協(xié)調(diào)、控制方式及數(shù)據(jù)支撐4個(gè)宏觀方面，就信控實(shí)踐應(yīng)用中的部分熱點(diǎn)問(wèn)題和誤區(qū)談?wù)勛约旱恼J(rèn)識(shí)和體會(huì)。實(shí)行劃片分區(qū)管理與建立策略控制體系做為一個(gè)城市交通信號(hào)控制的管理者和實(shí)踐者，我常常在想如何做好一個(gè)城市級(jí)的交通信號(hào)控制工作呢？由于城市中信號(hào)控制的路口并不是孤立的存在，相互之間存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，簡(jiǎn)單地通過(guò)對(duì)各個(gè)路口按交通需求進(jìn)行單點(diǎn)的控制和優(yōu)化堆砌，亦或?qū)⑾噜徬嘟穆房诩奥范魏?jiǎn)單協(xié)調(diào)起來(lái)的方式顯然不能高效實(shí)現(xiàn)一個(gè)城市級(jí)的信號(hào)控制。城市級(jí)的信號(hào)控制必然是有控制目標(biāo)的，必然是在圍繞對(duì)城市交通管理的總體戰(zhàn)略目標(biāo)下實(shí)施的策略控制，所以要保障城市交通日常高效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)常態(tài)化的城市級(jí)信號(hào)控制，很有必要建立一套立足城市特點(diǎn)的策略控制體系。那么當(dāng)前如何建立策略控制體系呢？其實(shí)指導(dǎo)意見(jiàn)已經(jīng)通過(guò)“研究出臺(tái)交通信號(hào)控制策略”要求的具體內(nèi)容給出了原則性的指引。筆者通過(guò)近年來(lái)的實(shí)踐探索，還有以下4點(diǎn)認(rèn)識(shí)供大家參考：1、策略控制體系的建立必須要基于對(duì)所在城市的道路條件和交通運(yùn)行規(guī)律特點(diǎn)的深刻認(rèn)識(shí)和理解上，需要一個(gè)相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的積累過(guò)程。這種認(rèn)識(shí)和理解要體現(xiàn)在對(duì)道路空間資源特點(diǎn)及交通流時(shí)變規(guī)律的充分掌握和利用上，諸如一條道路哪些路口間的路段具有蓄車能力，哪些不具備而需要強(qiáng)化協(xié)調(diào)；一條隧道或出入通道有多股車流匯入時(shí)，是同時(shí)匯入還是有時(shí)間差等等。2、控制策略要有著力點(diǎn)，沒(méi)有著力點(diǎn)的策略無(wú)法落實(shí)，就會(huì)趨于虛化。我們熟悉的緩進(jìn)快出、以出量進(jìn)的策略就多用在進(jìn)出城的通道和節(jié)點(diǎn)上。策略的著力點(diǎn)要盡量落在重要交通節(jié)點(diǎn)、主要交通通勤通道、交通樞紐和重要區(qū)域周邊，比如進(jìn)出城通道、城市出入關(guān)口節(jié)點(diǎn)、區(qū)域間銜接的道路和節(jié)點(diǎn)、大型商圈、學(xué)校及醫(yī)院周邊路口等。要根據(jù)城市日?？刂颇繕?biāo)和策略需要，結(jié)合交通誘導(dǎo)設(shè)施，構(gòu)建一張多層級(jí)、點(diǎn)線結(jié)合的策略著力點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，使控制策略能夠迅速有效落實(shí)，成為我們管控城市交通流的重要閥門和支點(diǎn)。3、要實(shí)行劃片分區(qū)分類管理。這個(gè)劃片分區(qū)不是單純從行政轄區(qū)意義上來(lái)劃分，而是從交通組團(tuán)、交通關(guān)聯(lián)性及控制實(shí)戰(zhàn)需要等方面來(lái)劃分的若干個(gè)交通控制“戰(zhàn)區(qū)”。筆者所在?？谑芯褪歉鶕?jù)不同季節(jié)的交通特點(diǎn)和關(guān)聯(lián)性將全市劃分為了8～12個(gè)控制片區(qū)，在片區(qū)內(nèi)梳理出干線協(xié)調(diào)、關(guān)鍵交叉口及重要單點(diǎn)控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有目標(biāo)、有體系、有分工的重點(diǎn)優(yōu)化管理。這樣從全市的角度來(lái)統(tǒng)籌片區(qū)，從片區(qū)的角度來(lái)統(tǒng)籌點(diǎn)線，化面控為片控，化片控為點(diǎn)線控制，有利于我們利用成熟的點(diǎn)線控制技術(shù)手段較容易地落實(shí)常態(tài)化的基本控制策略。
(圖1 海口市控制片區(qū)劃分與部分片區(qū)策略控制點(diǎn)線分布圖)4、要樹(shù)立時(shí)間交通組織的控制理念，特別是高峰期的策略控制。基于目標(biāo)的策略控制本質(zhì)上是在現(xiàn)有道路空間資源條件基礎(chǔ)上進(jìn)行的從時(shí)間上有效組織交通流通行的措施。這種時(shí)間交通組織需要我們巧妙的運(yùn)用道路空間特點(diǎn)和交通流變化時(shí)間差等，來(lái)組織控制交通流在一條道路上停車等待與連續(xù)通行或多股交通流在特定道路及區(qū)域的交替通行等，以分離過(guò)快、過(guò)度集中的交通需求，從而實(shí)現(xiàn)策略控制均衡交通流的目標(biāo)。
(圖2 ?？谑泻５閸u與長(zhǎng)堤路交替控制策略示意圖)
科學(xué)設(shè)置綠波帶，發(fā)揮干線協(xié)調(diào)控制基礎(chǔ)框架作用“綠波帶”是當(dāng)前信控應(yīng)用中的一個(gè)熱點(diǎn)，各地都在建設(shè)各式各樣的綠波帶，有動(dòng)態(tài)的、有網(wǎng)狀的、也有環(huán)狀的，呈現(xiàn)出花樣式應(yīng)用。然而綠波帶并不是一項(xiàng)新技術(shù)，而是一種歷史悠久、技術(shù)成熟度高、常用的干線協(xié)調(diào)控制技術(shù)手段。綠波帶的實(shí)現(xiàn)從原理上看相對(duì)比較簡(jiǎn)單，通俗來(lái)講即通過(guò)在連續(xù)相鄰的燈控路口間設(shè)置綠燈啟動(dòng)時(shí)間差，從而實(shí)現(xiàn)不停車綠波通行的效果。單向綠波按照基本原理設(shè)置公共周期和相位差就很容易實(shí)現(xiàn)，雙向綠波則可能需要通過(guò)調(diào)整相位相序設(shè)置和更加精準(zhǔn)的相位差設(shè)計(jì)，以進(jìn)一步考慮和平衡雙向的綠波需求，實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)復(fù)雜些。總體來(lái)說(shuō)，綠波帶單純從技術(shù)手段看是比較容易實(shí)現(xiàn)的。也就是說(shuō)拋開(kāi)其他因素，只要是在間距不太遠(yuǎn)的相鄰路口間通過(guò)調(diào)整周期一致或成倍數(shù)，根據(jù)間距及綠波速度等計(jì)算和設(shè)置相位差，就能夠從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)綠波帶。然而綠波帶的適用條件是比較嚴(yán)苛的，這一點(diǎn)也是我們?cè)趯?shí)踐中極容易忽視的問(wèn)題。此處主要談?wù)劼房诮煌P(guān)聯(lián)性和交通流條件2個(gè)方面的有關(guān)認(rèn)識(shí)，這兩個(gè)方面的因素直接關(guān)系和指引著當(dāng)前科學(xué)設(shè)置綠波帶的要求。第一個(gè)方面，路口交通關(guān)聯(lián)性是指相鄰路口間在交通上的關(guān)聯(lián)程度，主要包括了軟硬件2個(gè)方面的關(guān)聯(lián)性要求。硬件上的關(guān)聯(lián)性主要是考察相鄰路口的間距和路段的橫向干擾，具有地域性特點(diǎn)；軟件上的關(guān)聯(lián)性則主要考察各相鄰路口以信號(hào)周期為主要指征的交通運(yùn)行狀態(tài)及上下游交通流的連續(xù)性，具有時(shí)變性特點(diǎn)。筆者認(rèn)為路口交通關(guān)聯(lián)性是實(shí)踐中指導(dǎo)綠波帶設(shè)置的路段和時(shí)段選取的重要因素，路口間距均勻較小而交通狀態(tài)較接近時(shí)是綠波帶協(xié)調(diào)設(shè)置的最佳情形。其中軟硬件兩方面的關(guān)聯(lián)性又是相輔相成的，路口間距緊迫的情況下，基本不考慮交通狀態(tài)的相關(guān)性；交通狀態(tài)關(guān)聯(lián)程度較高時(shí)，路口間距的要求又可以適當(dāng)放寬；路口間距處于一般性范圍時(shí)，因路口間距越大，橫向干擾離散可能性就越高，且時(shí)差進(jìn)一步拉長(zhǎng)就可能會(huì)損耗綠波帶寬和增加次路延誤，此時(shí)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)根據(jù)交通狀態(tài)的關(guān)聯(lián)程度和路口分布的均勻程度考量綠波帶設(shè)置的必要性、效益性價(jià)比、時(shí)段和形式，盡量使相鄰路口間實(shí)現(xiàn)順其自然的軟銜接，而不是硬連接。所以實(shí)踐應(yīng)用中，對(duì)于路口間距較近的路段，應(yīng)鼓勵(lì)全天綠波帶協(xié)調(diào)的設(shè)置；對(duì)于路口間距處于一般性范圍，因平峰期多數(shù)路口間交通狀態(tài)相近的可能性高、差異度相對(duì)小，應(yīng)鼓勵(lì)平峰期的綠波帶協(xié)調(diào)設(shè)置，盡可能地將更多相鄰路口串接起來(lái)；而高峰期則應(yīng)根據(jù)路口分布均勻程度及交通狀態(tài)的差異情況，將分布均勻而交通狀態(tài)相關(guān)度高的路口分段協(xié)調(diào)連接起來(lái)，將間距過(guò)大或交通狀態(tài)差異明顯的路口作為分段協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)管理更為有利。
(圖3 海口市長(zhǎng)堤路干線綠波協(xié)調(diào)控制策略示意圖)另一個(gè)方面，交通流條件主要是指需要有非飽和狀態(tài)下的均勻連續(xù)的通過(guò)性主要交通流。非飽和狀態(tài)的要求是顯而易見(jiàn)的，路口間處于首尾相接的飽和狀態(tài)，設(shè)置相位差已沒(méi)有意義，更無(wú)從談起綠波帶協(xié)調(diào)。此處更需要強(qiáng)調(diào)的是要有均勻連續(xù)的通過(guò)性主要交通流，這是我們綠波帶的主要服務(wù)對(duì)象，是設(shè)置綠波帶的目的和初衷。如果不搞清楚這個(gè)問(wèn)題，找不準(zhǔn)對(duì)象，就會(huì)出現(xiàn)“為了綠波而綠波”的現(xiàn)象，違背了主要交通流優(yōu)先的原則。比較典型的就是一些路口間距較大的路段在輕交通低峰期（如夜間）仍然設(shè)置綠波帶。這種情況下，路口各方向交通強(qiáng)度均較小，實(shí)際周期需求低，車流隨機(jī)性和離散度高，采用單點(diǎn)控制簡(jiǎn)化相位和降低周期，提高路口信號(hào)的轉(zhuǎn)換效率以降低各方向延誤，其綜合控制效益更高。反而采用綠波帶僅僅換來(lái)少量主線車輛停車次數(shù)的減少，但卻會(huì)浪費(fèi)綠燈時(shí)間，增加相交進(jìn)口延誤，提高行程車速和行人闖紅燈風(fēng)險(xiǎn)，造成較大的安全隱患，既不效率也不安全。綠波帶是一種重要的干線協(xié)調(diào)控制方式，而干線協(xié)調(diào)控制基本設(shè)置在主、次干道，所協(xié)調(diào)控制的對(duì)象基本是道路的主要交通流向，可見(jiàn)干線協(xié)調(diào)控制是管理交通主動(dòng)脈和調(diào)控主要交通的重要手段，在城市整體信控中必然要發(fā)揮基礎(chǔ)性框架作用。在應(yīng)用實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)基于城市路網(wǎng)特點(diǎn)、交通特點(diǎn)和管理控制需要，逐步規(guī)劃和建立干線協(xié)調(diào)控制體系，使干線協(xié)調(diào)控制形成體系化、網(wǎng)絡(luò)化、互聯(lián)化，以更好發(fā)揮其基礎(chǔ)性框架作用。從常用控制方法分類看，控制方式主要有定時(shí)控制、感應(yīng)控制及自適應(yīng)控制3種，而這3種控制方式從基本原理和適用條件上看，均應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的交通流情況和信控系統(tǒng)功能配置來(lái)具體靈活選用。簡(jiǎn)單概括來(lái)講，定時(shí)控制對(duì)應(yīng)穩(wěn)定性交通流，強(qiáng)調(diào)規(guī)律性；感應(yīng)控制對(duì)應(yīng)長(zhǎng)時(shí)（高頻）隨機(jī)性交通流，強(qiáng)調(diào)波動(dòng)性；自適應(yīng)控制對(duì)應(yīng)短時(shí)（低頻）隨機(jī)性交通流，強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性。然而當(dāng)前信控發(fā)展和應(yīng)用中存在一種控制方式優(yōu)劣區(qū)分的認(rèn)識(shí)趨勢(shì)，認(rèn)為感應(yīng)控制、自適應(yīng)控制就是先進(jìn)高階的控制方式，而采用定時(shí)控制就是落后低階的控制方式，進(jìn)而盲目一味追求感應(yīng)和自適應(yīng)控制。之所以產(chǎn)生這種認(rèn)識(shí)，究其原因，一是忽視了各控制方式的適用條件，在選用控制方式時(shí)缺乏對(duì)交通狀態(tài)的先行判別意識(shí)；二是從形式上看待控制方式，因感應(yīng)控制和自適應(yīng)控制從形式上看具有根據(jù)流量靈活調(diào)節(jié)的自適應(yīng)特點(diǎn)，顯得更加智能；三是對(duì)當(dāng)前各控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)缺乏深入的認(rèn)識(shí)和把握，過(guò)分放大定時(shí)控制的缺點(diǎn)，忽視感應(yīng)控制和自適應(yīng)控制存在的局限性，比如其高度依賴檢測(cè)器和信控系統(tǒng)算法功能，又如感應(yīng)控制受最大綠無(wú)法自適應(yīng)調(diào)節(jié)限制，頻繁達(dá)最大綠時(shí)實(shí)際上變成了定時(shí)控制。在實(shí)踐應(yīng)用中，準(zhǔn)確合理選用控制方式對(duì)充分發(fā)揮信號(hào)控制系統(tǒng)的功能，提高信控效率是至關(guān)重要的。筆者對(duì)此有以下4點(diǎn)體會(huì)供大家參考：1、當(dāng)前城市日常交通運(yùn)行變化仍然以穩(wěn)定性和規(guī)律性為主要特點(diǎn)，定時(shí)控制仍是一種有效的、基礎(chǔ)性的控制方式選擇。及時(shí)精準(zhǔn)研判和把握交通運(yùn)行變化規(guī)律，充分發(fā)揮多時(shí)段、多方案的基礎(chǔ)性作用，精細(xì)劃分控制時(shí)段和細(xì)化配時(shí)方案，仍然能夠在較大程度上適應(yīng)城市日常交通需求變化。2、定時(shí)控制依賴于對(duì)歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和交通流規(guī)律性的準(zhǔn)確把握，在交通檢測(cè)方式落后和數(shù)據(jù)處理能力缺乏的傳統(tǒng)年代，需要耗費(fèi)大量人力和較長(zhǎng)的周期，難以及時(shí)適應(yīng)交通流的變化，確實(shí)具有較大局限性和低效性。但在現(xiàn)今檢測(cè)技術(shù)方式成熟、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算等新技術(shù)大幅提高數(shù)據(jù)處理能力和效率的條件下，將賦予定時(shí)控制靈活適應(yīng)性和新的生命力。3、感應(yīng)和自適應(yīng)控制高度依賴檢測(cè)器和信控系統(tǒng)算法，在檢測(cè)器和系統(tǒng)算法功能完善有效情況下，可以根據(jù)適用條件優(yōu)先選用。但是需認(rèn)識(shí)到感應(yīng)控制適用范圍較窄，其主要優(yōu)勢(shì)在于解決輕交通、低頻需求下的控制效率問(wèn)題，其適用范圍仍受到行人及非機(jī)動(dòng)車交通尚無(wú)法有效檢測(cè)和感應(yīng)控制的限制。而自適應(yīng)控制的效能則取決于選用的信控系統(tǒng)的功能和算法，不同系統(tǒng)和算法有不同理解，目前看來(lái)多數(shù)仍處于感應(yīng)控制的進(jìn)階版。即在對(duì)相位時(shí)間進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，增加了根據(jù)流量變化自適應(yīng)調(diào)節(jié)周期和綠信比分配功能。因此當(dāng)前的自適應(yīng)還是局限在戰(zhàn)術(shù)控制層面的自適應(yīng)，是比較有限度的自適應(yīng)，還尚未實(shí)現(xiàn)相位相序設(shè)定、控制時(shí)段劃分、協(xié)調(diào)關(guān)聯(lián)判別等戰(zhàn)略層面的自適應(yīng)突破，離智能化自適應(yīng)控制要求其實(shí)還有較大差距，所以選用時(shí)不能有過(guò)高期待。4、有必要樹(shù)立戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)兩個(gè)維度的控制思維，二者具有相對(duì)性。戰(zhàn)略控制著重于研究應(yīng)對(duì)交通流的規(guī)律性和穩(wěn)定性；戰(zhàn)術(shù)控制則著重于研究應(yīng)對(duì)交通流的隨機(jī)性和波動(dòng)性，是戰(zhàn)略控制的一種靈活補(bǔ)充和糾偏。戰(zhàn)略控制需要在一定時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定而更傾向選取定時(shí)控制，戰(zhàn)術(shù)控制追求靈活的實(shí)時(shí)反饋而更傾向選取感應(yīng)控制。戰(zhàn)略與戰(zhàn)術(shù)控制相結(jié)合，既把握和適應(yīng)全局的規(guī)律性變化，又在戰(zhàn)略下有戰(zhàn)術(shù)的局部靈活補(bǔ)充調(diào)節(jié)，是當(dāng)前自適應(yīng)控制應(yīng)該追求的一個(gè)方向。
高效的信控要靠數(shù)據(jù)來(lái)支撐，絕不可能單純依靠人工經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)。信控方案的科學(xué)制定需要依靠數(shù)據(jù)支持，信控的效果評(píng)價(jià)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)應(yīng)用幾乎貫穿了信控的全過(guò)程。
隨著新技術(shù)的蓬勃發(fā)展，我們掌握的數(shù)據(jù)更加豐富，數(shù)據(jù)的處理能力和效率更高，然而信控應(yīng)用工作的效率卻沒(méi)有根本性提升和改善，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和引領(lǐng)的高效信控模式，這一點(diǎn)是值得我們深入反思的。
(圖4 信控?cái)?shù)據(jù)支撐體系構(gòu)想示意圖)
當(dāng)前我們?cè)谛趴財(cái)?shù)據(jù)應(yīng)用認(rèn)識(shí)上可能仍然有一些不足和偏差：
1、信控依賴的是數(shù)據(jù)，而不是單純依賴檢測(cè)器，檢測(cè)器未必能完全直接產(chǎn)生信控需要的數(shù)據(jù)。完善檢測(cè)器是必要的，但只完善檢測(cè)器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
2、我們需要聚焦的是對(duì)信控有效的數(shù)據(jù)，而不是盲目的追求數(shù)據(jù)的多而全。我們需要搞清楚哪些數(shù)據(jù)對(duì)信控效能起著決定性作用，有側(cè)重點(diǎn)的去加強(qiáng)和保障這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集和分析處理。
3、我們?cè)诮o路口信號(hào)機(jī)配置檢測(cè)器和提供數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)充分考慮不同控制系統(tǒng)的算法和控制需要，提供相適配的檢測(cè)手段和數(shù)據(jù)。
4、我們對(duì)數(shù)據(jù)的采集處理及融合應(yīng)用，不能只停留在感應(yīng)控制和低階自適應(yīng)控制的戰(zhàn)術(shù)層面。要遵循信控不同階段、層級(jí)和方式的基本需要，統(tǒng)籌戰(zhàn)略數(shù)據(jù)和戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、方案支撐數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)支撐數(shù)據(jù)等，合理選用、布設(shè)和融合不同檢測(cè)方式，構(gòu)建覆蓋信控全過(guò)程的數(shù)據(jù)支撐體系。
轉(zhuǎn)載自：賽文網(wǎng)
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