煙臺市地處山東半島東部，是我國首批沿海開放城市之一，是環(huán)渤海經(jīng)濟圈內(nèi)以及東北亞地區(qū)的國際性港城、商城、旅游城，是中國最具投資潛力和發(fā)展活力的新興經(jīng)濟強市。近年來，煙臺市機動車保有量和駕駛?cè)藬?shù)量增長迅猛，市區(qū)交通人、車、路矛盾凸顯。隨著社會經(jīng)濟水平的不斷提升和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，煙臺市機動車保有量還將保持高速增長勢頭，城市交通將面臨空前壓力。筆者根據(jù)煙臺市區(qū)交通實際情況，通過煙臺指揮交通管理云應(yīng)用平臺采集到的交通數(shù)據(jù)，對市區(qū)尤其芝罘與萊山兩區(qū)的交通信號控制策略做了相關(guān)研究，整理報告如下，管中窺豹，結(jié)論和建議不盡成熟，希望能對市區(qū)交通規(guī)劃組織的決策有所裨益，起到拋磚引玉的作用。

 

 

 

 

　　目前，煙臺市區(qū)（芝罘區(qū)、萊山區(qū)和高新區(qū)）已建成264個路口的智能信號燈。市區(qū)交通擁堵點主要分布在芝罘區(qū)和萊山區(qū)，包括十縱六橫四商圈。十縱六橫構(gòu)成了煙臺市區(qū)路網(wǎng)的骨架，分擔(dān)了市區(qū)大量的交通出行壓力，四商圈是市區(qū)交通的主要吸引與發(fā)生源。為了保證市區(qū)的交通暢通有序，尤其是十縱六橫四商圈區(qū)域內(nèi)交通的暢通有序，按照"緩進(jìn)快出內(nèi)疏"的原則，我們對這264個路口的智能交通信號燈實行了如下交通控制策略的實施，包括20個單點感應(yīng)控制路口，23個單點自適應(yīng)控制路口，10條路段的78個平峰期綠波協(xié)調(diào)控制路口，25個公交信號優(yōu)先控制路口，118個定時控制路口。

 

 

　　如上圖所示，十縱線從西往東分別為冰輪路、化工路、環(huán)海路-海港路沿線、青年路-青年南路沿線、大海陽路-機場路沿線、通世路-通世南路沿線、解放路-迎祥路-南迎祥路-山海路-山海南路沿線、觀海路、濱海中路、迎春大街。

 

 

　　六橫線從北向南分別為幸福南路、芝罘屯路-北馬路沿線、只楚路-南大街-二馬路沿線、鳳凰臺路-白石路-文化路-毓璜頂西路-環(huán)山路-迎賓路沿線、紅旗西路-紅旗中路-紅旗東路沿線、港城西大街-港城東大街沿線。

 

 

　　四商圈分別為海港路-南大街商圈、青年路商圈、幸福路商圈、迎春大街商圈。

 

 

 

 

　　目前針對路口交通流特性，主要通過以下五種交通控制方式來對市區(qū)264個路口的智能交通信號燈進(jìn)行科學(xué)化、精細(xì)化和合理化的管理。

 

 

　　（一）單點定時控制

 

 

　　單點定時控制是根據(jù)單個交叉口的運行情況，采取預(yù)設(shè)固定時段的方式進(jìn)行信號控制。單點定時控制方式的設(shè)置應(yīng)符合以下條件之一：

 

 

　　1、空間相隔距離較遠(yuǎn)的交叉口；

 

 

　　2、交通流量較大且在長時間段內(nèi)變化幅度不大的交叉口；

 

 

　　3、當(dāng)交通流量隨時間段變化顯著時，應(yīng)采用多時段的單點定時信號控制方案。

 

 

　　單點定時控制是使用最早、最多的一種交通信號控制方式，當(dāng)前市區(qū)共有118個路口采用單點定時控制。

 

 

　　（二）單點感應(yīng)控制

 

 

　　包括單點半感應(yīng)控制和單點全感應(yīng)控制，當(dāng)前市區(qū)共有20個路口采用單點感應(yīng)控制。

 

 

 

 

　　單點半感應(yīng)控制是根據(jù)支路上的交通檢測器提供的信息，平時主干道維持長綠信號，只有當(dāng)支路上有車輛（或行人）到達(dá)交叉口時，才給以通行權(quán)。單點半感應(yīng)控制方式的設(shè)置應(yīng)符合以下條件之一：

 

 

　　（1）主干道與支路相交的交叉口，主干道上交通流量特別大，而支路上交通流量較小；

 

 

　　（2）主干道路段的人行橫道處，根據(jù)行人請求來確定過街相位時間；

 

 

　　（3）必須降低對主要干道干擾的交叉口。

 

 

 

 

　　單點全感應(yīng)控制是根據(jù)埋設(shè)在所有進(jìn)口道上的交通檢測器提供的信息，當(dāng)主干道和次干道（或支路）的交通流量都比較小時，主、次干道（或支路）入口的信號均維持最短綠燈時間，當(dāng)交通流量較大時，可自動延長綠燈時間。單點全感應(yīng)控制方式的設(shè)置應(yīng)符合以下條件之一：

 

 

　　（1）相交道路等級相當(dāng)、交通流量相仿且變化較大的交叉口；

 

 

　　（2）交通流量變化大而且不規(guī)則，使用定時信號處理綠燈損失較大的、難以用定時信號處理的交叉口；

 

 

　　（3）有幾個流向的交通流量時有時無或多變的復(fù)雜交叉口；

 

 

 

 

　　單點自適應(yīng)控制是根據(jù)路口交通流量動態(tài)變化情況，采取相應(yīng)的算法對信號配時方案進(jìn)行實時優(yōu)化調(diào)整，使單個路口滿足控制策略的需要。單點自適應(yīng)控制方式的設(shè)置應(yīng)符合以下條件之一：

 

 

　　1、相交道路等級相當(dāng)、交通流量相仿且變化較大的交叉口；

 

 

　　2、交通流量變化大而且不規(guī)則、難以用定時信號處理的交叉口。

 

 

　　單點自適應(yīng)控制可以通過路口埋設(shè)的交通檢測器檢測到的交通流量自動調(diào)整路口各個相位的時間，做到路口放行時間隨車流量變化而變化，當(dāng)前市區(qū)共有23個路口采取單點自適應(yīng)控制。

 

 

 

 

　　干線定時協(xié)調(diào)控制是通過時鐘同步，干線上各交叉口的信號機按預(yù)設(shè)方案協(xié)調(diào)運行。干線定時協(xié)調(diào)控制方式的設(shè)置應(yīng)符合以下條件：

 

 

　　1、協(xié)調(diào)交叉口的交通流量較為穩(wěn)定、變化不大；

 

 

　　2、協(xié)調(diào)交叉口的交通流飽和度不宜過大；

 

 

　　3、交叉口之間應(yīng)有較大的關(guān)聯(lián)性，通常相鄰交叉口之間的距離不宜超過800米；具體我們煙臺市多山，部分道路雖路口間間距較大但因臨山瀕海等地形原因造成出口較少，因此具體實踐中部分路口的間距達(dá)到1500米。

 

 

　　4、協(xié)調(diào)交叉口的交通特征相像，并且路段上的橫向干擾較少。

 

 

　　當(dāng)前市區(qū)北馬路、南大街、只楚路、紅旗路、港城東大街、港城西大街、科技大道、觀海路、機場路、青年路-青年南路這10條路段的沿線78個路口采取了平峰期綠波協(xié)調(diào)控制。

 

 

 

 

　　從交通信號控制的角度，公交優(yōu)先控制就是通過在干路設(shè)置的電子設(shè)備識別并精確定位有優(yōu)先通行權(quán)的公共汽車，在滿足路口最小綠燈時間和最大綠燈時間的有效范圍內(nèi)，并平衡干線綠波協(xié)調(diào)策略，實時調(diào)整路口信號周期，即或延長當(dāng)前的綠燈時間或提前結(jié)束當(dāng)前的紅燈時間，實現(xiàn)公共汽車最大可能的不停車通過路口，切實提高公共汽車的通行速度，體現(xiàn)公共交通方式的優(yōu)越性。當(dāng)前市區(qū)只楚路-南大街-觀海路沿線25個路口采取了公交信號優(yōu)先控制。

 

 

 

 

　　煙臺市交通流在整體上存在明顯的早晚高峰特性，并且高峰時段在工作日和節(jié)假日呈現(xiàn)出一定的差異性。工作日交通出行比較集中，高峰時段交通擁堵程度較為嚴(yán)重，但持續(xù)時間相對較短。節(jié)假日交通出行相對分散，高峰時段交通擁堵較為平緩，持續(xù)時間相對較長。

 

 

　　同時，煙臺市是典型的旅游度假城市，每年的六月下旬至十月上旬是煙臺市的旅游旺季，此時的煙臺市各大景點及前海一線周邊交通壓力會有所增加。

 

 

　　根據(jù)路口流量數(shù)據(jù)及道路實際運行狀況分析得出，煙臺市工作日的交通擁堵主要發(fā)生在每日的上下班高峰期，早高峰一般出現(xiàn)在7:20~8:50之間，晚高峰一般出現(xiàn)在17:00~18:30之間，不同的區(qū)域和路口早晚高峰出現(xiàn)的時刻及高峰持續(xù)時間會有差異。不同區(qū)域的路口早高峰出現(xiàn)時間相差不大，但早高峰結(jié)束時間有較大差別，晚高峰出現(xiàn)的時間及結(jié)束時間不同區(qū)域差別較大。其中南大街沿線各路口的高峰持續(xù)時間相對較長，平峰交通負(fù)荷依然較大，而其它區(qū)域高峰持續(xù)時間短，并且高平峰時段較為顯著。

 

 

　　煙臺市節(jié)假日大部分路口沒有明顯的早晚高峰期，居民出行一般集中在上午的8:30~11:30和下午的13:30~20:30.根據(jù)流量統(tǒng)計，去年國慶（仲秋）、春節(jié)節(jié)前等節(jié)假日期間市區(qū)路口的流量要比平時要高8%左右，部分路口的流量甚至能比平時高10%左右，其他周末時間的交通流量基本上與工作日相持平。因此國慶（仲秋）、春節(jié)節(jié)前等節(jié)假日期間相比平時周末，全天交通擁堵時間更長，沒有明顯的高峰和平峰的分界。市區(qū)南大街沿線商場、娛樂、餐飲等場所密布，平常周末部分路口會出現(xiàn)上午小高峰和下午小高峰，其中南大街-海港路在上午9:00~11:30期間會出現(xiàn)交通擁堵現(xiàn)象，南大街-青年路在上午9:30~11:00期間也會出現(xiàn)交通擁堵現(xiàn)象。

 

　　煙臺市早高峰交通流向圖

 

　　煙臺市晚高峰交通流向圖

 

 

　　從空間來看，煙臺市高峰時段不同的區(qū)域出現(xiàn)不同的交通特性，芝罘區(qū)以南大街為中心，萊山區(qū)以煙臺市政府為中心，早高峰進(jìn)城向交通流量相對較大，晚高峰出城向交通流量相對較大。目前交通擁堵主要集中于市區(qū)主干道的匯聚點和各大商圈周邊，并且在早晚高峰期已經(jīng)形成了11個典型的常發(fā)性擁堵區(qū)域，這些區(qū)域的交通條件代表著煙臺市整體交通運行狀況，是交通信號控制中需重點考慮和設(shè)計的區(qū)域。

 

　　芝罘區(qū)擁堵區(qū)域分布圖

 

　　萊山區(qū)擁堵區(qū)域分布圖

 

 

 

 

　　根據(jù)煙臺市的交通現(xiàn)狀和路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將煙臺市區(qū)劃為9個控制大區(qū)，分別為南大街周邊區(qū)域、紅旗中路沿線區(qū)域、幸福片區(qū)、只楚路沿線區(qū)域、冰輪工業(yè)園周邊區(qū)域、南堯周邊區(qū)域、黃務(wù)片區(qū)、觀海路沿線區(qū)域、迎春大街周邊區(qū)域，如下圖示。這些區(qū)域內(nèi)部各路口彼此間交通流具有較大的關(guān)聯(lián)性，并且交通特點十分相似性，在交通管理與控制中需作為一個整體來綜合考慮，特別是在交通擁堵的整治中，需要考量區(qū)域內(nèi)各路口間的相互影響。而各區(qū)域之間的關(guān)聯(lián)性相對較弱，彼此間交通影響不大，在交通信號控制中可以獨立開來考慮。

 

 

　　其中，南大街周邊區(qū)域、紅旗中路沿線、冰輪工業(yè)園周邊、幸福片區(qū)、南堯周邊和迎春大街周邊為主要的交通發(fā)生和吸引源，易發(fā)交通擁堵問題，需重點緩解高峰期擁堵程度。而只楚路沿線、觀海路沿線和黃務(wù)片區(qū)目前更多的屬于過境通道，交通擁堵問題不突出，應(yīng)著重提高路段的通行速度，同時采用"分段截留"的方式，來配合中心區(qū)域"緩進(jìn)快出內(nèi)疏"的交通控制策略。并建議設(shè)施科在條件允許的路口，將出城方向的直右混合改為右轉(zhuǎn)專用，進(jìn)城方向直右混用方式不變，利用右轉(zhuǎn)車道來達(dá)到緩進(jìn)快出的交通控制策略。

 

 

　　（一）高峰期控制策略

 

 

　　高峰期重點緩解芝罘區(qū)八大擁堵區(qū)域和萊山區(qū)三大擁堵區(qū)域的交通壓力。
 

 

　　芝罘區(qū)高峰期重點疏導(dǎo)區(qū)域

 

　　萊山區(qū)高峰期重點疏導(dǎo)區(qū)域

 

 

　　其中南大街周邊區(qū)域擁堵點位最多，擁堵區(qū)域最廣，一部分交通壓力在區(qū)域內(nèi)部產(chǎn)生，另一部分從區(qū)域外圍進(jìn)入。該區(qū)域主要通過瓶頸控制、需求控制等方式來保證區(qū)域內(nèi)路口基本交通秩序，防止排隊溢出，同時保障南大街的交通順暢程度。早高峰，從區(qū)域外圍控制進(jìn)入南大街周邊的交通需求，并將周邊較長的路段用于排隊存儲。晚高峰，因大部分交通需求從區(qū)域內(nèi)部產(chǎn)生，應(yīng)在保證路段基本通行秩序的前提下，提高駛出節(jié)點的通行效率。

 

 

　　南大街周邊區(qū)域高峰存儲排隊路段示意圖

 

 

　　（二）平峰控制策略

 

 

　　根據(jù)煙臺市路網(wǎng)特點和交通流特性，平峰期，重點提高紅旗路以北區(qū)域的東西向主干道的通行效率，紅旗路以南區(qū)域重點提高南北向主干道的通行效率。如下圖所示，目前我們已經(jīng)對市區(qū)10條路段的78個路口實行了平峰期綠波協(xié)調(diào)控制，協(xié)調(diào)控制的實施有效提高了車輛的通行速度。

 

 

　　煙臺市平峰期控制策略圖

 

 

　　根據(jù)上述的城市交通控制策略，結(jié)合煙臺市道路條件和交通狀況，目前已建成20個單點感應(yīng)控制路口，23個單點自適應(yīng)控制路口，10條路段的78個平峰期綠波協(xié)調(diào)控制路口，25個公交信號優(yōu)先控制路口，118個定時控制路口。

 

 

 

 

　　在市區(qū)機動車保有量逐年增加的前提下，對市區(qū)264個路口的智能交通信號燈按照各自交通需求的不同進(jìn)行科學(xué)化和精細(xì)化的管理后，緩解了市區(qū)道路交通擁堵，進(jìn)一步提高了現(xiàn)有道路通行效率。市區(qū)早、晚高峰期主干道平均車速分別提高了14.6%和12.1%,道路通行能力提高13.5%,城區(qū)擁堵程度由"中度擁堵"下降為"輕度擁堵".南大街實行1路和5路車的公交信號優(yōu)先控制后，公交車單班次平均行程時間能比未實現(xiàn)之前節(jié)省5分鐘左右，單班次平均行程時間提高百分比達(dá)到了7%左右。在今年南大街實施公交專用車道以后，從空間上和時間上都對公交車進(jìn)行優(yōu)先控制的話，公交車的行程時間還將會繼續(xù)縮短，進(jìn)一步提高公交車的通行效率。

 

 

　　但是同時緩進(jìn)快出內(nèi)疏的宏觀策略、綠波協(xié)調(diào)控制以及公交信號優(yōu)先等優(yōu)化，也給外圍的路口帶來一定的交通壓力，例如存在西向、南向進(jìn)城方向高峰期壓力增大，信號周期增大等情況的出現(xiàn)；而綠波協(xié)調(diào)控制以及公交信號優(yōu)先的實施，對垂直方向、微循環(huán)交通帶來一定的負(fù)面影響，出現(xiàn)垂直方向交通等待時間變長等情況。

 

 

　　下一步，我們將繼續(xù)從時間上和空間上進(jìn)行挖掘，對市區(qū)路口的智能交通信號燈進(jìn)行科學(xué)化、精細(xì)化、合理化的管理，以期達(dá)到市區(qū)平峰期提高道路的通行效率、保障交通通行暢通，高峰期緩解交通擁堵、降低路口車輛排隊長度、減少車輛等待時間目的。