你的位置：首页 > 资讯中心 > 行业资讯 > 正文

智能控制助广州交通信息化建设

2013-04-26 09:25:31 来源：ITS智能交通杂志责任编辑:

　　广州，一座五光十色的人文智慧城市，在祖国的南方熠熠生辉，紧跟国家十二五建设的步伐，广州的交通信息化建设也在如火如荼的进行中，城市道路、轨道交通、城际交通依依纳入了交通信息化建设的大平台中。十几年来，广州交通信息化建设得到了企业先导、政府扶植与人民支持，取得了令人瞩目的成就。

　　随着广州汽车拥有量的高速增长、交通路口数量的增加以及人们对交通需求的提高，交通问题已成为社会经济发展的瓶颈问题。与此同时，高密度的城市用地使得城市建成区难以通过大幅度扩大道路来改善交通状况，因此只有通过交通信号控制从时间上对交通流予以交通分离才能取得良好的预期控制效果。而在城市交通系统中，相邻路口之间存在着一定的关联关系，这种内在关系决定了理想的交通信号控制不能仅仅考虑提高某一路口的通行能力，需要实现关联路口间的协调，达到全局最优。因此单点控制方式必将逐步被区域智能协调控制所替换。

　　在认清了我国混合交通特点的基础上，广州运星科技有限公司与华南理工大学智能交通系统与物流技术研究所合作研发了交通信号协调控制领域的高端产品——“康安达”连续流交通信号控制优化系统（以下简称康安达系统）。它源自华南理工大学徐建闽教授领衔承担的国家863计划项目——“交通控制协调交互技术”，运用交通控制子区智能划分方法、干道绿波协调控制模型以及区域交通协调控制理论，根据交通数据，对各种几何条件的交叉口进行交叉口群协调控制与干道双向绿波协调控制，实时优化区域交通协调控制方案，能减少停车次数、降低延误时间、提高行驶车速、增强行车安全、节约能源消耗，有效缓解日益严峻的城市拥堵，在广州市展开应用期间，其起到了很多国外交通信号协调控制系统所不能及的成就。

　　一、城市拥堵引来新需求

　　随着交通拥堵的加剧和精细化管理的要求，除了保障交通安全和单点信号优化外，城市交通管理者对交通信号控制系统提出了新的要求。

　　1、提高主干道通行能力

　　城市主干道承担着大量的交通流，通行能力不足将造成大范围的交通堵塞。因此，协调主干道各路口的信号控制方案，使车辆快速地通过各个路口，提高主干道通行能力，是缓解拥堵的重要手段。

　　2、控制中心城区车流量

　　当城区交通流流入量远大于流出量，且城区交通已处于饱和或过饱和状态时，城区交通势必越来越堵，各城市中心城区的早晚高峰均有此现象。此时只有调整边界交叉口信号控制参数合理控制进入中心城区的车流量，有效减少中心城区的交通需求，才能避免排队长度过长造成路网堵塞。

　　3、提供特勤车队快速通道

　　随着“领导人出行不封路”新风尚的发扬，交通警卫保障工作要求交通信号控制系统能为特勤车队提供便利可靠的快速通道。

　　4、仿真评价与辅助决策

　　交通信号控制方案的实施影响正逐渐增强，每一次实施都将考验着管理者的业务水平。这就要求系统具有辅助决策和路网协调控制方案仿真功能，能应用微观仿真软件对路网交通流信息及相应生成的路网协调控制方案进行仿真，直观展示方案实施后的模拟交通状况，生成方案评价，包括通行能力、饱和度、停车次数、延误时间、燃油消耗等。

　　二、三大关键系统技术引领协调控制先锋

　　康安达系统以连续流交通为导向，即城市交通流能够连续不停车或者少停车地连续通过多个交叉口的交通流状态，运用合理的协调控制，在任意时段使得交通流能够顺畅、快速、大量地通过城市路网；在交通拥堵发生时，能够快速有效地疏通交通流，避免由于局部交通拥堵导致区域交通瘫痪的状况发生。康安达系统采用区域两级协调控制方法，其中上级为区域决策体整体最优，避免交通拥堵及扩散，快速疏通交通流，实现区域交通流均衡；下级为交叉口群优化，在上级控制限定的优化范围内，优化单交叉口实现交叉口群最优。康安达系统具体包含以下关键技术：

　　1、控制子区动态划分

　　综合考虑相邻交叉口间距、路段交通量、以及交叉口信号配时参数对相邻交叉口关联性强弱的不同影响，利用相邻交叉口关联度分析方法，通过定义控制子区划分方案的解集空间、约束条件与评价准则，建立了基于关联度分析协调控制子区划分模型；采用子区划分层扩散算法实现对控制子区划分方案的分析评价，给出了一套完备的控制子区划分流程，通过与现有控制子区划分的有效结合，进一步增强控制子区划分方法的科学合理性。

图1功能示意图

　　2、连续流绿波协调控制

　　以控制子区作为基本控制单元，综合考虑子区内的交通运行状态（如交通阻塞、交通拥挤、交通顺畅）、交叉口群的关联性大小、交叉口的实际交通量，建立了连续流绿波协调控制模型，其中包括进口对称放行方式下的双向绿波协调控制模型、进口单独放行方式下的双向绿波协调控制模型、进口混合放行方式下的干道双向绿波协调控制模型、以及相序优化选择的绿波协调控制模型。

　　3、饱和状态下连续流协调控制

　　当路网交通需求远大于供给能力，即交通流处于饱和或过饱和状态时，系统能够启用主动控制策略，通过实施“外控内疏”，合理控制进入路网的交通流量，有效避免路网出现排队溢出甚至死锁而造成路网堵塞。饱和状态下连续流协调控制主要采用以下模型：边界主动协调控制模型、潮汐流下的红绿波协调控制模型、饱和状态下停车延误协调控制模型、饱和状态下动态相位差协调控制模型。

　　三、七大特色功能安全便捷更科学

　　1、主要功能

　　（1）路网参数配置

　　路网参数分为固定参数和可配置参数。其中，固定参数包括路口基本信息、路口间距等，需要在康安达系统安装设置。可配置参数包括路口信号机通讯方式、路段设计时速等，可在系统运行过程中依据实际情况进行调整。

　　（2）交通流数据采集

　　路口车流量等交通数据经流量检测器采集后导入康安达系统，导入方式包括自动和手动两种方式。除此之外，系统还提供手动录入的方式以适应未建设流量检测器的情况。

　　（3）区域协调控制方案生成

　　采用“全局最优、分层协调、外控内疏”的控制策略，应用连续流绿波协调控制技术，通过交通流数据解算生成自适应的协调控制优化方案。

　　（4）特勤公交处置

　　警卫特勤线路基于路网规划，警卫特勤预案需求由手工录入。康安达系统依据警卫特勤预案需求，以单向绿波协调控制模型进行线路协调，生成相应的协调控制配时方案。另外，系统可对公交车辆进行优先通行权的设置，使得公交车辆能够更加便捷地通过路段，实现公交信号优先。

　　（5）协调方案评价

　　系统能对生成的协调方案进行评价，评价指标包括通行能力、饱和度、绿波带宽、停车次数、延误时间等。