智能交通信号控制系统应用现状分析及展望 附让智能交通管理系统发挥更大效能.docx
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1、智能交通信号控制系统应用现状分析及展望【摘要】随着经济持续高速发展,本世纪初开始,我国城市化、机动化进 程明显加快。由于交通基础设施的新建、改善速度始终无法跟上日益增长的机动 化交通需求,各大中城市先后出现了不同程度的交通拥堵问题,且大有向中小城 市蔓延之势。而作为最易发生交通拥堵的道路平面交叉口,交通信号控制是否科 学合理,直接关系到整个区域交通流的畅通有序。基于此,本文从道路交通信号 控制系统规划和使用者角度,对我国智能交通信号控制系统建设、应用现状及存 在问题进行了剖析,并对智能交通系统的发展趋势进行了展望。【关键词】智能交通;信号控制;应用现状;趋势展望Abstract With th
2、e rapid development of economy, the process of urbanization and motorization in China has speeded up since the beginning of this century.As the traffic infrastructure construction and improvement speed cannot keep up with the increasing of motorized traffic demand, large and medium-sized cities have
3、 emerged in varying degrees of traffic congestion, and there is a tendency to spread lo small and medium-sized cities.The intersection is the most vulnerable place for traffic congestion.Whether the traffic signal control is scientific and reasonable is directly related to the smooth and orderly tra
4、ffic flow in the whole area.Based on this, this paper analyzes the construction, application and existing problems of intelligent traffic signal control system in China from the perspective of road traffic signal control system planning and users.Finally, the development trend of intelligent transpo
5、rtation system is prospected.Key words Intelligent transportation system; Signal control; Application status; Expectation0引言道路平面交又口是甬条或两条以上道路的交汇处,是机动车流、非机动车流 和人流的汇集点,是道路交通的瓶颈,更是时空路权分配的重点和难点区域。而 道路交通信号控制作为道路平面交叉口时间路权分配的最主要手段,在交通工 程、交通管理工作中占有极其重要的地位。其系统构架是否科学、运行是否稳定、 控制策略选择是否合理,与一个区域整体交通服务水平的高低直接相关。同时
6、, 随着各类交通流检测设备的不断完善,互联网、大数据、云计算、多维感知、人 工智能等信息化技术的高速发展迭代,给交通信号控制系统智能化水平的提升提 供了新的增长动力。近年来,国内智能交通信号控制系统发展呈百花齐放状态,除了深耕多年的 澳大利亚SCATS,英国SCOOT、美国西门子ACTRA等国际先进系统凭借先入 优势仍长期把持着国内大部分一二线城市外,海信、莱斯、中控、宝康等国内老 牌交通信号控制系统研发企业后来居上,抢占了大量新二线以及三四线城市信号 控制市场。而海康、大华等视频安防巨头也看好信号控制及其衍生行业,纷纷利 用自身视频硬件、算法优势,跨界研发各具特点的智能交通信号控制系统,并通
7、 过道路智能化建设项目总包的形式逐渐抢占道路新建、改建市场。一时间,品类 繁多的各类智能信号控制系统提供了更大的选择余地,同时也给智能交通规划、 建设、决策部门的系统选型工作带来了不小的困惑。1我国主流智能交通信号控制系统应用现状虽然目前国内智能信号控制系统品类繁多,抛开价格因素难以取舍,但通过 追根溯源,我们不难发现,国内各厂家主推的智能信控系统大部分都是通过借鉴 国外成熟系统进行部分本土化,并增加了一些特色功能改进而来,例如,我国的 SMOOTH、NUTCS、Hicon以及大华、海康等等系统。国外主流的SCATS、SCOOT、 ACTRA等系统中,SCOOT系统功能构架最为先进、也最为复杂
8、,借鉴难度较 大,因此国内除少数大企业外,绝大多数信控系统研发厂家均选择参照SCATS 和ACTRA等技术水平相对较低的智能信控系统进行改进研发。尤其是SCATS 系统,由于不牵涉更多的后端仿真模型和运算,技术门槛相对较低,更是成为国 内中小厂商竞相模仿的对象。据不完全统计,上述几类国外或国内借鉴国外智能 信号控制系统占据国内90%以上智能信号控制路口。其中,海康、大华等安防领 域巨头近年来高度重视并不断加大智能信号控制系统研发力度,由于占有后发和 数据采集硬件研发优势,其产品系统构架和衍生功能均较传统信号控制系统有较 大提升,系统采用较为先进的多级分布式递阶控制结构,如下图所示:同时该系统配
9、合大量视频检测和多维感知设备,可以具备一定的区域感应协 调控制能力,包括路口排队溢出、特勤PAD领航、公交优先等个性化控制模块。除此以外,国内也不乏一些院校、企业利用自身技术优势,结合我国交通特 点,研发出一类贴近城市交通管控实战需求的特色智能信号控制系统。如广州运 星康安达和宁波鸿轩智能交通信号控制系统。该类系统以双向绿波(双向线协调) 信号控制技术应用为最大特点,通过对道路交通流特征、流量、平均速度、相位 差、排队长度等数据进行采集分析,运用创新型研发的绿波配时软件对道路不同 时段不同路口条件下的车流进行双向协调控制。2市区智能交通信号控制系统应用情况笔者参与了 2009年至今省市区智能交
10、通信号控制系统的建设和应用工作, 在此期间,也同时接触到了兄弟地市和周边县市包括SCATS、麦肯富顿、宝康、 HICON、浙大中控、莱斯、海康、大华、金科在内的多种信号控制系统,通过 多方面调研、对比、测试,最终于2012年完成了宁波鸿轩智能信号控制系统选 型建设工作。项目主要通过更新、升级市区110处路口交通信号控制机为智能绿波协调自 适应交通信号控制机,并依托已建成的交通指挥中心平台实及新建的交通信号控 制专用物理网,实现市区交通信号由指挥中心联网协调控制,如图2所示。2.1项目主要内容(1)110个路口交通信号机智能化更新。(2)中心两台交通信号控制服务器以主备形式通过交通信号控制专用物
11、理 网实现市区交通信号中心集中协调控制。(3)实现交通信号控制与交通指挥中心系统、交通视频监控系统以及警用 地理信息系统的嵌入和融合。(4)完成市区14条主干道交通信号双向绿波协调控制。(5)实现重大交通事件及特勤警卫指挥中心集中动态远程控制。(6)前端流量采集设备应用安装后具备绿波自适应调整升级能力。2.2项目技术革新鸿轩智能信号控制系统术革新主要体现在:(1)打破了传统的双向绿波建设严苛的路口间距条件,实现任意路口间距、 任意道路长度的多时段、多模式双向绿波协调。(2)形成双向绿波群及双向绿波网络,三条及以上相交干线道路均同时实 现双向协调控制。(3)具备双向绿波中部分路口双周期和大小周期
12、插入能力。(4)动态添加和删除信号机到运行中的双向绿波带中,不影响绿波运行。(5)动态调整信号机相位差,动态调整信号机绿波相位。(6)绿波掉线重连,中心控制服务器软件运行故障重启功能。通过6年的不断建设完善,截至2018年9月,市区智能信号控制系统联网 智能信号控制机数量已增加至280台,已建成包括八一南街、双龙南街在内的 37条双向绿波带,基本涵盖了主城区所有主干道。十字相交、什字相交的两条 甚至多条双向绿波带将传统意义上的线双向协调控制提升到了区域协调控制的 新高度。在基础上,分别于2016和2017年就点完成了双向绿波条件下的BRT 信号优先,以及慢进快出不等速双向绿波等多项全国领先的技
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