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城市級燈控路口感應控制方案實踐 | 信控中國探訪鄂爾多斯

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城市級燈控路口感應控制方案實踐 | 信控中國探訪鄂爾多斯

發布日期:2020-11-21 作者: 點擊:

258個燈控路口,其中207個采用了感應控制方式,并持續使用6年,這一目前國內規模最大、使用時間最長的 “感應控制”案例發生在鄂爾多斯東勝區。

感應控制對路面檢測器的檢測效果要求非常高,數據質量是否滿足要求,為什么選擇感應控制方式作為城市路口信號燈核心控制方式,感應控制方案會遇到哪些問題。

4月4日,信控中國記者走進鄂爾多斯東勝區,通過對東勝區公安局、東勝區交管大隊、城市出租車司機等進行訪談,親身體驗了感應控制效果。

東勝區信號控制系統的建設需求

鄂爾多斯經濟增速連續15年全內蒙古第一,鄂爾多斯不僅是內蒙古的經濟強市,更是改革開放30年來的18個典型地區之一。呼包鄂城市群的中心城市,被自治區政府定位為省域副中心城市之一。

鄂爾多斯轄2個市轄區和7個旗。市轄區有東勝區、康巴什區,旗包括伊金霍洛等。東勝區的發展歷史最為悠久,常住人口最多(52萬左右),經濟最發達,是鄂爾多斯市的政治、經濟和文化中心。

東勝區面積為2146平方公里(建成區面積為78平方公里),雖然交通總量不大,但城市區域架構小,80%的人口集中居住在二、三十平方公里的區域內。鄂爾多斯市公安局東勝區分局副局長王珍告訴記者,近兩年鄂爾多斯機動車增加了近十萬輛,機動車保有量急速上升,導致一些重要區域結點的交通需求大,交通矛盾突出。

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近十年,為了緩解路口交通矛盾,提高路網的通行效率,東勝區在交通信號控制系統的選擇上做了多種嘗試。

東勝區交通管理大隊副大隊長、信控中國俱樂部會員張志遠陪同記者走訪了區內部分路口,并詳盡的介紹了信號控制系統的建設和使用情況。

東勝區信號控制系統的建設歷程

張志遠向記者介紹,2006年前,東勝區的交通信號控制系統建設水平比較低,管理上相對比較粗放,信號燈路口少,路網結構也比較差。

2006年至2008年東勝區開始發展智能交通,包括建設智能交通信號控制系統。彼時東勝區信號燈控路口僅25個左右,因有信號燈控制的路口較少,且交通流量不大,雖然建設了智能信號控制系統,但也只是更換了路口信號機,控制上還是使用多時段定周期的控制方式,智能信號控制系統“有名無實”。

隨后,2009年區里又開始嘗試使用已建成的交通信號控制系統——ITACA系統的智能控制方式,自適應信號控制方式,采用了切割路面敷設地感線圈的方式作為路口交通流檢測手段。ITACA系統是當時歐洲等國家常用的一種智能信號控制系統。

“當時設置了約400個線圈,但由于線圈檢測器的前期安裝對路面損壞程度較大,后期維護也較復雜,并且經常出現饋線損壞問題?!睆堉具h介紹,由于線圈故障率過高,這個方案實行了一段時間就被擱置了。

張志遠認為自適應控制方式并不適合鄂爾多斯路口的交通環境,其原因:

一是鄂爾多斯的大部分交通路口都有左轉需求,路口渠化時大多是偏移中心線設置左轉車道,但線圈檢測器受設置方位的限制不能準確檢測到各個交通流的路口疏散需求。

第二個原因是飽和通行率受路口、路段的秩序,以及行人和非機動車違法行為的影響較大,并不好設置。

第三點是由于自適應控制方式系統調整參數是漸進的,比較緩慢,慢節奏的調整模式,不適合鄂爾多斯這種交通流變化較明顯的城市。

張志遠表示,“最大的問題,還是線圈不能較準確的檢測到各個交通流的疏散需求”。

“2011年,東勝區基于地磁檢測的感應控制方案,在區內各種不同交通流路口都做了試點,包括半感應控制和全感應控制。以路口為單位,檢測車流信息,檢測到一輛車就給信號機提一個需求,信號機就會自動增加綠燈時間,試點效果比較理想。

隨后,2012年又在老城區試點,發現無論交通流有多大,都可以使用這個感應控制。當然,在高峰期相位的綠燈時間就會增加到最大”張志遠介紹。

王珍也表示,鄂爾多斯地磁檢測的數據比較穩定,城區、城郊、不同環境下都有測試。

試點成功后,2012年東勝區開始大面積推進建設,政府專門安排預算采購了交通流量采集系統,基本實現全區使用感應控制方案。

截止2017年底,東勝區有交通信號燈控路口258個,其中207個路口采用了感應控制方案,另有五、六個路口是協調控制,還有單點定周期控制主要存在于偏遠的一些車流量較小的路口。

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感應控制“糟點”與“亮點”

路口感應控制方案的核心,是為信號機提供實時交通數據,包括車流量、占有率等,利用數據手段優化最佳配時方案,包括全感應控制、半感應控制、協調控制,從而大幅提高道路的通行能力。

直至今日,東勝區基于地磁檢測的感應控制方式使用已經有6年之久。

張志遠介紹,期間受城市WIFI干擾影響,部分路口出現過數據丟包現象。原來路口車流量左轉或直行的需求很大,但由于數據丟包,通行請求沒能發送到信號機,導致路口信號控制參數不科學、不準確,路口通行秩序受到影響。

但隨著檢測產品的不斷升級,這一問題也很快被解決。張志遠表示“東勝區更換過一批檢測器新產品后,就再也沒出現路口數據丟包現象”。

另外在路口實地探查中,記者在東勝區和諧路與鄂托克街路口觀察發現,路口出現了“跳相位”控制。

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(作者于2018年4月4日上午,鄂爾多斯市東勝區和諧路與鄂托克街路口 拍攝)

“跳相位是全感應控制下使用的一種調控手段,一般用在偏遠一些交叉路口,最常用的手段是跳掉左轉相位,當然這種情況下不僅是左轉的機動車沒有通行需求,非機動車也沒有通行需求,有行人通行需求的相位一般不會跳”張志遠解釋道。

記者在東勝區乘坐出租車,與當地出租車司機聊天過程中發現,他們既有對東勝區交通路口智能化控制方式表示“點贊”,認為大大降低了路口等待時間;也有“吐糟”聲:有一次在十字路口,對面方向沒車,等了幾個紅燈,也不給綠燈放行。

對此,張志遠說,是有這種現象發生。原因有三。

一是,有些司機開車不規范,沒能壓到檢測器,觸發不了信號機。

另一種原因是車輛剛壓到檢測器就是綠燈開放時間,司機沒留意到,而這個跳相位的綠燈時間很短暫,可能只有3秒鐘。

當然,也有5、6秒的最小綠燈時間,第一輛車走了,第二輛車司機走神,也可能是起步太晚等原因,導致沒被疏散出去。由于車輛已經給了檢測器需求,第二個周期不可能再給觸發,所以就造成對向沒有車輛,司機也實現不了疏散請求。

關于未來

感應控制是信號控制中較智能的一種方式,適合類似于鄂爾多斯東勝區這種城市規模不大、交通流有明顯變化、路口信號控制需要調整多相位的地區。

對車輛檢測設備的有效性和穩定性要求極高,檢測設備不穩定會導致路口的通行需求不能及時觸發信號機,直接的后果是信號調控結果與路口通行需求不協調。

“只要車輛檢測器能夠滿足感應控制的基本要求,感應控制會是最省力、且投入較少的一種信號控制方式”張志遠認為。

另外,張志遠還表示:

下一步,我們信號控制還是在現有的車輛檢測設備正常工作下進行優化,有條件的路口使用感應協調控制,這樣可以使我們的信號控制更加適合交通流特征,更加適合本地區路網通行特征。地磁檢測設備在東勝落地六七年了,已經基本認可了這種檢測設備,維護簡單、性價比高。同時我們也歡迎在各地有成熟應用的車聯網設備或互聯網大數據為東勝的信號控制工作助力。

大數據、人工智能等技術將逐漸成為各地交通管理的重要手段?!岸鯛柖嗨故械缆方煌ü芾淼牧咙c之一是依靠科技手段,根據本地交通流特性選擇控制方案,包括交通信號燈配時優化。不同地區有不同的交通特點,鄂爾多斯市的交通特點下,實踐的控制方式就是感應控制、半感應控制和下一步的協調控制?!倍鯛柖嗨故泄簿謻|勝區分局副局長王珍告訴記者。

交通采集數據的重要性

我國城市道路交通信號控制方式主要分定時控制、感應控制和自適應控制三種。

定時控制是指交通信號機按事先設置好的配時方案運行,定時控制存在較大的局限性,最大的問題在于其配時方案是基于歷史數據。

感應控制是用路口的檢測設備實時為信號機提供檢測信息,然后信號機的配時參數隨檢測信息的變化而時時改變的一種交通信號控制方式。

自適應控制是在對實時交通流檢測基礎上,建立實時交通流模型,根據實時模型和預測進行信號最優控制。

實際應用中感應控制和自適應控制對路口檢測設備的要求較高,對所采集的交通數據的有效性、穩定性和準確性要求極高。在過去一年中,無論是人工智能熱,還是互聯網+信號的關注,或者是大數據應用的需求,穩定的高質量的交通采集數據都是重中之重,也是這些新技術應用在智能交通領域能否取得成效的關鍵所在。


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