交通信號在運行的時候,就是數據跟交通信號進行一個互動的過程,隨著交通感知手段日漸豐富,交通數據的種類數量都在不斷的增長,怎樣有效的利用數據來對交通信號控制的效果進行評價,這一直是以來是大家關注的一個話題。
因為只有有了好的評價,才知道朝哪個方向去優化。以往在做交通信號控制優化的時候,往往是事件驅動型,也就是說針對輿情、針對定期巡查等發現問題,然后再做交通信號控制的優化。
但隨著數據的增長,這個過程應該變成以數據的方式來驅動,要制定控制的目標,通過數據的分解分析來形成這個結果,最后變成一個可執行的戰術,通過這種方式來實現交通信號控制整體優化的過程。
傳統上在做交通信號控制優化或者評價的時候,通常會比較統計值或者比較大周期的評價指標。比如說對統計分時段的流量統計、占有率統計及平均速度統計等指標,這些指標有一個普遍問題,就是以統計數據為主的。那從總體上來講就比較偏向宏觀,評價出來的結果往往沒有辦法發現具體的問題,或者說沒有辦法指導信號控制的優化方向。
所以說提出一個新的方法就要基于更高精度的更細顆粒度的數據,來對交通信號控制進行評價。
這里的數據指的是更高精度的檢測數據以及分類更多,種類更齊全的控制數據。其中包括交通運行的數據、交通流的數據、控制的配置數據、故障數據等,這些數據都要納入到交通信號控制評價這個體系來。
怎么來定義高精度?高精度其實包括兩個方面:時間的精度、空間的精度。
空間的精度又分兩個方面,一是空間位置的精度。提起交通流會想到流量、日均交通量、年日均交通量等統計數據。往往忽略了在交通信號控制時,需要的是在路口精確位置,例如到底是在停止線位置、上游位置,以及哪一車道等這些更精確的數據。
有了這些數據之后,再做評價的時候,才能更好地找到交通信號控制上的問題。在時間分辨率上,要做到百毫秒級別,在空間精度要做到米每秒0.1米,在這樣一個指標下,才能夠對交通信號控制做一個更精確的評價。
在這個過程當中,在采用交通檢測數據的時候。指定檢測區域、指定空間范圍的車輛存在情況、車輛的位置變化,車輛的屬性等,包括行人非機動車等這些檢測數據。從控制狀態上要知道當前控制模式、當前運行控制方案以及當前相位有無交通需求,正在運行的效率和相位之間的沖突方向是不是有交通需求等等,這些內容都要納入到評價指標體系里。
一個路口的交通項目控制,大概將近200種數據。每一種數據都把當做一個事件來歸納。也就是說高精度的控制數據不等于交通流的統計數據,不僅僅是流量。
比如一個簡單的案例,以相位的狀態為準,相位綠燈什么時間開始亮起的、什么時間沖突方面有交通需求,相位結束的時候是因為什么原因結束的?
是周期配時結束的、還是由于沒有交通需求結束的、還是被迫由其他方向的更高優先級的請求造成了它的結束。單單一個相位的運行大概就分為了12種數據,再結合交通檢測器的數據,可以做出深入的分析。
同樣在交通行業里,不僅要講綠燈期間信號的利用率,還要看到達率。既希望車輛是在綠燈期間到達,而不是在紅燈期間到達,形成排隊等待綠燈放行。針對這一情況進行分析,會發現某一個指定相位在一段時間它的到達率的變化。
沿著這個數據,同樣也可以對行人在路口的控制做一些數據的分析。以往交通評價僅僅只針對機動車,對行人的評價往往被忽略掉。
如果利用行人按鈕狀態數據與行人相位信號控制之間的關系,就可以知道行人的延誤等方面的數據。行人的交通延誤過大時,就容易造成行人焦慮、不耐煩甚至闖紅燈的一個主要的誘因。
通過分析這個數據也可以解決行政交通安全方面的一些問題,同樣的這個方法也是可以應用到自適應系統的優化評價以及路口通行能力飽和度的評價,路網梳理、道路通行能力評價以及交通信號控制,一直是整個交通行業里面三個難題。
通過這種高分辨率的數據,不僅僅是統計數據,還要對每一輛車每一個人的到達通過數據進行深度的分析,才能找到這些問題關鍵點。除了入口的分析之外,還有相位的利用率分析、相位均衡的分析等。
高精度數據,實際上就是要認真的分析到底應把檢測器放在什么位置,拿到什么樣的數據才是對的。比如說到達數據分析,應要在上游去檢測,要知道這個路口的通行能力;做通行能力的分析,飽和車頭時距分析,這個檢測器就要放在停止線附近;做排隊分析,可能要做一個排隊的檢測區域等等這樣的計,它跟工程的設計是緊密相關的,是不可分割的。
現在的區域檢測設備,不管是雷達還是視頻等各種各樣的檢測辦法,都可以軟件可定義的方式去拿到數據,但是需要關注的是在不同位置拿到的數據,在應用的結果其實是完全不同的。
檢測空間設計是保障獲取高精度交通數據的重要前提。
交通控制的績效評價或者效能評價,應該結合不同區域不同時段或者適應不同的交通管控目標來做評價,也就是由管理來定方向,由數據來測指標,綜合的去構建一個綜合的評價體系。
不同于交通狀態的評價,交通信號控制評價讓您指導實際的交通控制工作。以前的交通評價,比如Los的評價標準和國家的道路服務水平評價往往偏于宏觀的,偏于路網層面,通常很難指導具體的交通項目控制工作,基于高精度的數據來做評價的主要目的就是為了通過評價找到問題,通過評價找到方法。
交通控制績效評價目標,應結合不同區域、不同時段,適應交通管控目標:
安全保障:降低事故發生率,保障用路人安全出行;提升效率:評價目標交通運行效率變化;路網均衡:評價目標通行能力提升及其能力利用效率,響應交通需求變化的敏捷程度,均衡適配需求的能力;優先通行:針對特殊場景、緊急交通需求的響應能力,包括慢行交通、公交優先、應急救援、城市重大活動保障等;系統可靠:對系統設備設施、通信網絡、運營管理機制、人員、安全等進行評價。
管理定方向、數據出指標、面向綜合控制效能的評價模式
高精度數據的評價帶來的結果應該是先后控制的運維優化能帶來明顯的提升,這就是基于高精度數據的評價的一個目標。
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