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  • 缓堵创新:基于时空协同优化的三级信号诱导控制方案

    2019-09-11 11:29:50 来源:皇冠体育比分8安全智库 评论:
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    8月14-16日,第十一届中国道路皇冠体育比分8安全产业博览会在合肥召开,本届博览会成为5G通信、车联网、大数据、AI的热门场地。在热闹喧嚣之间,却有一个明亮非凡的展厅(赛康交安&科创研究院),在那里,作为法定皇冠体育比分8信号地位的两大重器“皇冠体育比分8标志与信号灯”首次连接到了一起。这将会发生什么样的变革?且听国际皇冠体育比分8信号控制领域着名专家、中国道路皇冠体育比分8安全智库委员会特聘专家王小刚解说:

    导语

    皇冠体育比分8拥堵是社会发展多种矛盾的综合体现。皇冠体育比分8拥堵的产生既有城市规划、土地使用、城市功能组团、皇冠体育比分8设施布局和供给,皇冠体育比分8结构等宏观层面的原因,也有皇冠体育比分8设施的设计、建设、管理和使用等中微观层面的原因。在道路皇冠体育比分8设施网络基本形成,皇冠体育比分8拥堵日益严峻的背景下,在宏观层面实现对皇冠体育比分8流的主动引导,动态平衡路网皇冠体育比分8压力;在中微观层面合理分配既有皇冠体育比分8设施的使用权,提高设施的皇冠体育比分8承载能力,充分发挥既有皇冠体育比分8设施的效率,是智能皇冠体育比分8系统的目标和出发点。

    本系统方案经由阿里巴巴集团—高德地图、江苏科创皇冠体育比分8安全产业研究院、东南大学皇冠体育比分8学院、南京赛康皇冠体育比分8安全科技股份有限公司联合开发,知识产权受控保护状态。

    一、方案概述

    本方案采用时空一体协同优化思想,将区域皇冠体育比分8诱导、车道功能动态控制和基于通行能力的时间分配于集成于一个系统。在宏观层面结合指路标志发布诱导信息,主动引导驾驶员进行路径选择,以平衡皇冠体育比分8压力。在中微观层面,将车道数量、车道功能、允许流向等空间变量与信号控制的绿信比、相序、相位差等时间变量结合,实现时空一体的优化控制。系统的总体技术路线如下图所示。

    image.png

    二、方案分述

    1)区域皇冠体育比分8诱导

    在出行总需求一定的情况下,通过区域诱导可以使皇冠体育比分8流趋向于合理分布,达到均衡路网压力的作用。但是在城市路网中,诱导系统往往受到备选路径的限制,诱导系统提供的路况大部分只起到告知的作用;并且,驾驶员对诱导信息的服从率较低,根据相关研究,私家车驾驶员对于诱导显示拥堵而总是改变路径的频率仅占4.5%,经常改变路径的频率为11%。因此,在城市道路中,独立的诱导系统所起的作用是有限的。再者,全点阵的诱导屏的建设成本较高,布设点位选择有技术和施工上的双重困难。本方案采用主动发光技术,在标志层面,不仅杆体可以利旧,节约建设成本;还可以提升视认距离,保证恶劣天气条件下可视,提高皇冠体育比分8设施的安全性。在诱导层面,利用本地交叉口数据提供本路口的皇冠体育比分8状态;接入高德地图提供的互联网数据,提供相邻路段的皇冠体育比分8状态信息、所指目的地的空间路离及到达目的地的行程时间。

    2)车道功能管理

    本方案的车道功能管理基于实时皇冠体育比分8流信息,车道功能的切换有两个层级。第一个层级是单纯的空间管理,即在信号控制方案不改变的情况下进行车道功能切换。其优化的目标是均衡各车道排队长度,减少绿灯空放。其依据的主要参数为排队长度、容忍最大排队长度、车道均衡指数、车道运行皇冠体育比分8流向的目标路段拥堵指数等。当系统检测到两个关联的车道组运行的皇冠体育比分8流向是交织且冲突的流向,信号控制通过相位搭接不可调和,系统也会自动进行车道切换。第二个层级是空间+时间管理,即在切换车道时,计算每个车道的饱和流率、到达率、消散率、车道运行皇冠体育比分8流向的目标路段拥堵指数等参数与绿信比进行匹配计算。其优化目标是在追求本路口通行能力最大的同时,兼顾相邻路段的平稳运行。

    3)信号控制方案

    本方案的信号控制采用协调+感应为主的控制方案,其优化次序是先从时间上进行优化。当感应控制所提供的弹性空间不足以对皇冠体育比分8流进行有效调配时,启动空间关联优化方案。信号控制采用重庆攸亮公司等信号专业企业的弹性相位结构和逻辑运算技术,在保证路口通行效率的同时,提供全路网的皇冠体育比分8响应控制。

    三、系统设备布设

    可变车道标志布设于停车线后50~100米处,时空诱导标志布设于距可变车道标志50~80米处。系统设备布设如下图所示:

    image.png

    四、方案特点

    无论是基于时间的信号控制方案,还是基于空间的车道功能管理,其控制变量都是单位时间内通过的皇冠体育比分8流量。本方案突破了传统的时间和空间隔离的设计和控制方法,将交叉口本地数据和互联数据纳入至一个系统内进行计算;将时间变量和空间变量纳入到一个系统内综合考量。在保证路口高效通行的同时,考虑节点与节点的协调性、节点与路段的相容性,既有基于宏观的主动皇冠体育比分8管理,也有中微观的时空一体化协同控制。

    本方案是切实可行且相对经济的方案,不仅可以轻松快速的应对皇冠体育比分8需求的日常波动,也可应对各种皇冠体育比分8事件、大型活动和勤务管理和各种场景。可以预见,采用本方案将对城市的皇冠体育比分8拥堵起到极大的缓解作用!

    后记

    本方案的第一级信号诱导即时空同步指路标志,已经在贵阳市、普洱市应用落地,整体三级信号诱导系统即将在工信部车联网先导区(无锡)、珠海市、长春市示范应用。


  • 关键字: 信号诱导控制
  • ???责任编辑:刘艳
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