一、三四線城市智能交通建設的痛點

我們經(jīng)過長期的實地考察和對相關網(wǎng)絡資料的分析研究，對智能交通建設的主要痛點總結如下：

1、早晚高峰時段道路擁擠，信號配時不合理；

2、路段平均停車次數(shù)多，低峰時段紅燈等待過長；

3、重大安保任務，為保障暢通，需投入大量人力物力；

4、信號燈故障不能及時發(fā)現(xiàn)，引發(fā)群眾不滿；

5、雨天道路濕滑，車輛行駛緩慢，交通易擁堵，缺少應對方案；

6、智能交通建設投資大，且效果不明顯。

面對以上痛點，更兼諸多制約因素，三四線城市的交通問題該如何解決？為此，我們通過走訪調(diào)研，分析總結了一些經(jīng)驗，下面以“金鄉(xiāng)智能交通解決方案”作為案例，希望能提供一些有價值的參考。

二、交通信號控制優(yōu)化實施方案

金鄉(xiāng)縣經(jīng)濟的快速發(fā)展，帶動機動車保有量大幅增長，交通壓力越來越大。因為城區(qū)的交通信號機沒有全面聯(lián)網(wǎng)，設備智能化水平較低，缺少必要的車流量檢測手段等原因，導致城區(qū)交通擁堵指數(shù)較高；再加上部分信號機安裝時間久遠，設備和線路老化嚴重，造成各種故障頻發(fā)，維護更加困難。

為改善交通擁堵狀況，金鄉(xiāng)縣公安局決定立項投資800萬元，向社會公開招標，該項目由山東科威達信息科技股份有限公司中標。該公司派遣經(jīng)驗豐富、技術一流的專業(yè)團隊進駐金鄉(xiāng)，結合該公司的產(chǎn)品優(yōu)勢及行業(yè)經(jīng)驗，對每個路口進行深入的充分細致的實地勘察調(diào)研，設計完成了全城150臺智能交通信號機智能化聯(lián)網(wǎng)、特勤控制和基于“兩縱兩橫”智能交通車流量檢測的整體升級改造解決方案。通過本項目的實施，極大地改善了金鄉(xiāng)縣城區(qū)道路交通狀況。

本項目解決方案由五個部分組成： 

1、信號機改造升級

在最大限度使用原有設備的原則下，將城區(qū)路口的未聯(lián)網(wǎng)信號機進行升級改造，并將部分路口的簡易、老舊、不符合國標的信號機更換為“科威達智能云信號機”。

2、信號燈一燈一線改造

對路口的老舊線路進行一燈一線改造，通過改造，每一臺信號燈都實現(xiàn)了精準控制，智能信號機實現(xiàn)了精準的故障檢測與報警。

3、車流量檢測統(tǒng)計分析

在城區(qū)交通擁堵嚴重的“兩縱兩橫”主干道，安裝267臺地磁車流量檢測器。利用車流量檢測設備，實時計算每個路口的車道流量、車道速度、車頭間距、車頭時距、車道時間占有率、車道空間占有率、排隊長度等道路交通動態(tài)數(shù)據(jù)，為交通信號優(yōu)化提供支持；通過對車流量大數(shù)據(jù)的分析，還可以獲得路網(wǎng)交通擁堵狀態(tài)，發(fā)布誘導信息，引導出行者選擇最佳出行路線，減少擁堵時間。

圖1 交通大數(shù)據(jù)的作用

4、交通信號優(yōu)化

主要的優(yōu)化控制方式如下：

（1）多時段定時控制

依據(jù)車流量信息，獲取路口交通流向、流量以及時空分布信息，結合SVM（支持向量機算法）、神經(jīng)網(wǎng)絡等智能算法，以分鐘為單位劃分出高峰期、平峰期和低峰期等多個時段。

以“金珠路與奎星路交叉口”為例：我們從以下兩個圖中可以清晰地看到該交叉口一天之內(nèi)的交通流量和流向流量的變化曲線。

圖2 交叉口四個方向一天的車流量統(tǒng)計圖

圖3 交叉口一個方向一天的流向流量統(tǒng)計圖

根據(jù)這些數(shù)據(jù)可將該交叉口劃分出若干時段，如表1所示。

表1 根據(jù)車流量變化和流向流量差異劃分時段

（2）單點自適應控制

在早中晚交通高峰時段，為了適應車流量在這一時段的宏觀波動，采用“單點自適應”控制方案，有效地緩解了高峰期頂峰時的車輛擁堵和爬坡時的綠燈空放嚴重等問題。

（3）干線綠波控制

通過設置各交叉口的周期和相位差，使車流通過每一個路口時，能夠“正好”遇到綠燈。 “綠波”方向上的車流，實現(xiàn)了一路暢通無阻，從而縮短行程時間，降低車輛能耗，提高通行效率。

在本項目中，完成設置了5條路段的綠波協(xié)調(diào)控制方案。

以“文峰路”為例，平峰時段出城方向設置綠波協(xié)調(diào)控制方案前后的時距圖對比如下：

圖4 文峰路綠波優(yōu)化前后時距圖對比

根據(jù)統(tǒng)計，通過以上優(yōu)化措施，金鄉(xiāng)縣道路通行狀況得到了明顯的改善：平均速度提高30%-40%，停車次數(shù)減少30%，平均延誤減少35%，交通事故減少10%。

在優(yōu)化方案中利用單點自適應控制等控制方式，將金鄉(xiāng)縣整個城區(qū)的路口信號機由點到線，由線到面全部進行監(jiān)控，形成了指揮控制中心管理下的一整套控制系統(tǒng)，緩解了區(qū)域內(nèi)交叉路口的交通流壓力。

5、“大數(shù)據(jù)綜合管控云平臺”及APP軟件

“大數(shù)據(jù)綜合管控云平臺”，綜合運用云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、RFID、GPS、GIS等先進技術，結合交通控制領域中最先進的智能控制理論，利用先進智能算法，為城市交通管理裝上智慧大腦，有效地滿足不同規(guī)模城市道路交通信號控制的需求，實現(xiàn)城市道路交通管理網(wǎng)絡化、智能化，提升通行效率，提高管理水平。

“e路通”是“大數(shù)據(jù)綜合管控云平臺”的移動端APP，可遠程控制信號機完成配時等操作；可利用手機APP實現(xiàn)特殊勤務控制，可實時接收信號機故障信息，提高運維效率。

金鄉(xiāng)縣治理城區(qū)交通擁堵初戰(zhàn)告捷后，交通井然有序，下步將持續(xù)進行交通信號優(yōu)化與升級，根據(jù)“一城一策”的設計原則，將整個城區(qū)的道路信息數(shù)字化，劃分不同的子區(qū)域，通過中心控制與區(qū)域控制相結合的管理模式，實現(xiàn)城區(qū)交通信號各點、干線、區(qū)域乃至整個城區(qū)的優(yōu)化協(xié)調(diào)，實現(xiàn) “一座城市一張網(wǎng)”的宏觀格局。

三、交通信號控制優(yōu)化實例驗證

目前，某市經(jīng)濟發(fā)展迅速，城區(qū)因多處道路整改擴建導致交通擁堵，市政府對此高度重視，通過公開招標，選擇專業(yè)化的公司，對城區(qū)路口進行交通信號優(yōu)化。該項目由山東科威達信息科技股份有限公司中標。技術團隊對主城區(qū)93個燈控路口進行了交通信號優(yōu)化。

我們以火炬路為例進行介紹。

火炬路高架橋是連接主城區(qū)和太白湖新區(qū)的主干道。火炬路與紅星路交叉口成為進出城區(qū)的重要路口，交通流量很大，“潮汐”現(xiàn)象嚴重。技術團隊采用合理的配時優(yōu)化方法，提高了該交叉口的通行效率。

晚高峰時段相位配時如下表所示：

表2晚高峰時段相位配時表

調(diào)整相位配時后，使用無人機進行拍攝，統(tǒng)計出15分鐘的車流量并進行數(shù)據(jù)分析，獲得飽和度如下表所示：

表3火炬路與紅星路交叉口飽和度計算表

在城區(qū)交叉口交通信號優(yōu)化實施過程中，技術團隊按照“主干道-次干道-支路”的優(yōu)先級，對城區(qū)交通信號進行了多輪次持續(xù)優(yōu)化，切實緩解交通擁堵。

本文針對三四線城市快速發(fā)展中逐漸凸顯的交通擁堵問題，以其當前交通信號控制智能化水平為基礎展開分析研究。我們通過對國內(nèi)大量三四線城市的走訪調(diào)研，分析、總結出適用于三四線城市的智能交通解決方案，該方案在較少投資的前提下，能夠顯著提升三四線城市道路交通信號控制的智能化水平，有效解決城市交通擁堵問題。希望能為面臨同樣問題的城市交通管理者提供一份有價值的參考。