顧懷中：南京區域性公交優先控制系統
人已閱讀 - - 作者： 顧懷中 02016年11月16~18日，由國家科技部高新技術發展及產業化司、國家科技部高技術研究發展中心指導，中國智能交通協會主辦、中國汽車工程研究院承辦、公安部交通管理科學研究所、重慶長安汽車股份有限公司和北京易華錄信息技術股份有限公司協辦的“2016第十一屆中國智能交通年會”，在重慶悅來國際會議中心舉辦，本次大會有100多場演講，1500余人與會。在17日的城市交通組織優化與控制技術論壇上，南京市交通管理局科研所顧懷中所長發表了《南京區域性公交優先控制系統》的主題演講。 顧懷中：今天在我演講之前的兩位教授講的內容，正好跟我的差不多，都回答了楊曉光教授提出的五個問題當中的“交通信號系統怎么為公交、特種車輛所用”這個問題。這個安排挺好，感謝兩位書記和劉東波主任的推薦，讓我有機會跟大家來一起交流。 今天會場上有交警同行，還有科研院所、大專院校的合作伙伴以及企業合作方。我希望我這二十分鐘的演講能讓三方面人員都有一點啟發。在這里，我把在南京所做的工作跟大家來做一個探討，其中涉及的都是一些很具體的問題。 “公交優先”這個話題大家應該都比較關注了，交警部門只要利用信號優先系統來做，就可以了，我們可以抓住國家和各地方政府層面都關心的大事來推進智能交通建設。剛才楊教授談到現在交通發展形勢很嚴峻，智能交通的投資和投資效益，很快被飛速發展的機動車增長所掩蓋了。 作為交警部門，怎么使公交優先為我所用,把它當做新形勢下的抓手呢？下面我給同行一些建議，主要介紹五個方面的內容。 一、建設背景 《南京市公安局交通管理局交通信號聯網與地面公交優先控制系統》項目于2014年1月由東南大學開展可行性調研，2014年2月向發改委申請立項，3月份正式立項。2014年4月30日公開招標，由南京萊斯信息技術股份有限公司中標，2014年5月4日開始進行深化設計并開工建設。目前已完成項目一、二期建設內容。項目建設范圍北起緯一路，南至軟件大道，東起中山陵地區，西至揚子江大道。涉及鼓樓區、玄武區、秦淮區、雨花臺區、建鄴區和棲霞區的698個燈控路口。目前，上述江南六區燈控路口的聯網數量已達95%以上，并對南京市主城區2000公里的交通基礎信息數據進行采集，完成總計46個圖層的地理信息展示。實現了建設范圍內公交信號優先控制，完善分控中心網絡配套建設；實現常規公交與軌道交通數據應用、公交運營信息分析、公交資源管理，以及對外信息服務。 南京市的設計目標主要是三個方面：一是聯網，實行全市的交通信號系統的遠程控制；二是實行三級公交優先控制；三是為大型車輛、特種車輛提供保障。 二、系統架構 整個公交優先系統是基于智慧南京的平臺來開展，通過整合交警的交通數據采集、信號聯網控制、干線綠波控制，以及公交部門的公交調度系統、車輛位置信息、一卡通信息等，來為市政府交通、交管部門提供服務。以公交定位信息采集系統為數據基礎，通過交通信號配時管理系統實現路口信號配時的共享和統一管理,為公交優先信號控制等主要業務系統提供數據及管理支撐。 傳輸方面，我們利用700多輛公交車在主城區的路網實驗后，通過幾個月到一年的數據分析出了北斗位置信息的規律。在什么時間北斗終端提供的信息不夠準確，或者在哪個時間段GPS系統提供的信息不好，然后把這樣的數據規律反饋給控制系統。具體的做法是，公交定位信息差分處理方面，車載北斗GPS雙模定位系統的CORS基站接收BDS/GPS衛星信號，生成實時差分修正信息發送到后臺服務器，由服務器將生產的DGPS差分數據包發往交管局的監控管理中心的數據交換服務器，實現定位數據的差分處理。公交定位信息分析方面，對經過差分處理后的定位數據進行綜合分析，給出公交車輛當前的行進狀態，實時提供進出公交站臺、進入控制觸發區域、進出公交場站等信息，為信號控制子系統提供決策支持；分析處理后的數據以一定的周期頻率進行本地存儲。我們不完全以常規規律來調整控制策略。現在在盲區比較大的地方加上RFID進行補充，南京的車輛RFID已經覆蓋全城了。 三、功能模塊 公交定位信息采集分析子系統 除了信息采集，信息分析也很重要。位置信息是一秒鐘傳遞一次，整個過程要求在兩秒鐘以內進行處理，再傳送到公交優先策略模型里。GPS北斗雙模在沒有差分的情況下，單點定位精度大概在10-15米左右，差分處理后能達到1米以內，通訊時間在2秒以內。這里面有很多問題需要考慮，比如實驗要控制4000多輛公交車，但可能會出現6000多項數據，在實施的過程中，數據處理的流程要考慮清楚。南京有了一些經驗，大家如果感興趣可以來探討控制效果。一天的數據怎么處理，一周、一個月直到一年又如何，這些對實施能力至關重要。 交通狀況綜合檢測子系統 有兩方面的信息，一是公交車位置信息。出發區域分為四大類：其一，公交車出站后有一個出發區，出站后數據才能對位置信息進行處理，因此會產生很多無效數據。其二，公交站臺設定了進出站臺區，記錄進出站臺時間。其三，區劃段出發區，記錄公交車在公交站等多長時間。其四，交叉口的出發區，車進入交叉口之后多長時間離開？如何利用公交車的位置信息來進行處理？結合流量檢測的處理，包括進場擁堵的視頻采集，在路口視頻處理完后要能了解路口變化，擁堵了就不能實施公交車優先，利用正向雷達檢測車輛的排列長度要考慮到不同的優先策略。另外，還需要了解上游的暢通情況以及上游路口信號位置的變化。 公交優先信號控制子系統 分為三級，區域級，基于道路網絡、公交線路、停靠站點分布，構建區域級公交優先網絡；干線級：根據干線公交車交通流分布，進行分段公交綠波信號協調控制；路口級：設置交叉口公交優先觸發區，微調路口配時方案，保證公交優先通行。下圖是公交優先等級設計方案。 南京河西有軌電車線路全長約7.76公里，自奧體東站至新河路站共有13個站點，該系統在沿線的9個交叉口設置了有軌電車專用信號燈，并配置專用信號控制相位，在保障社會車輛通行需求的前提下，實現有軌電車綠波優先通行。當系統檢測到有軌電車接近路口時，根據有軌電車的速度、站臺停靠時間等信息，預測電車通過路口的時間，通過延長綠燈、提前結束紅燈、插入公交相位等方法進行優先控制，保障有軌電車順暢通行。 交通特勤任務管理子系統 系統利用先進的自動化、智能化控制技術，可以有效提高特種任務的執行效率和安全系數，并減小對社會車輛正常通行的影響，保障車隊安全、順暢的到達目的地。 信號配時管理子系統 與信號控制子系統相互關聯，實現路口信號配時的共享和統一管理。 四、建設成效 首先是公交車運行速度方面，經東南大學選取路段調查評測結果顯示，信號聯網與地面公交優化系統能夠有效提高公交車運行速度。公交車輛平均行程車速提高了20%以上；公交車輛交叉口停車次數降低了30%以上，取得了預期效果。項目的實施在一定程度上提高了公交車輛在主線上的運行速度和效率，同時主線方向上社會車輛借助公交綠波信號相應減少了社會車輛在交叉口的延誤，支路上社會車輛受其影響，延誤有所增加，但各個交叉口各方向社會車輛平均延誤仍有小幅下降。 五、展望 第一，公交數據聯網，公交車輛的運營調度系統銜接好后，下面要考慮運營計劃的控制。 第二，系統優化，公交優先與信號系統是并列的，但有沒有可能作為一個優化系統開發出來，優化目標怎么定？ 第三，公交優先與軌道交通數據的整合。深度挖掘公交、地鐵IC卡刷卡數據，與公共交通調度方案的關聯關系，提高乘客換乘效率。 第四，基于服務質量的公交出行信息服務。加快以公交車輛到站時間為主要信息的公交信息服務系統建設，完善面向公交乘客的出行信息服務。 如果大家感興趣，我們可以會后討論！
有軌電車信號優先控制子系統
上圖是路口的優先控制，把公交優先道路的情況分成了三級。項目成果已成功應用在南京國際馬拉松賽、國家公祭日、清明節祭掃高峰等活動，以及南京市主城區日常交通管控中。另外，公交優先控制方面，在停車通知時要考慮到定位位置信息，不論用RFID或是監控方式都要保證公交位置信息準確。特勤特勤任務、救護車、消防車都可以做，公交車平均車速可能會有20%以上提升。
微信公眾號：MobilitySolution