• 官陽:緩解城市交通擁堵,依靠智慧信號燈可行嗎?
    2018-04-07 18:08:36   來源:tranbbs.com    評論:0 點擊:

    導 語

    交通擁堵成為各大城市亟待醫治的“城市病”。目前,越來越多的城市開始著手建設“城市大腦”,其主要做法之一是運用大數據計算和支撐信號燈配時,即對交叉路口處紅綠燈的時間進行配比。有很多企業將這種智慧信號燈稱為“治堵神器”,然而,依靠智慧信號燈來打一場治堵戰役,可行嗎?請看公安部道路交通安全研究中心特約專家、3M中國首席交通安全教育與政策聯絡官官陽對這一現象的看法。

    智慧信號燈不能包治百病

    ▶ 信號燈是交叉口控制措施之一,而非全部

    信號燈的配時優化已有幾十年歷史,并非新鮮事,而所謂的智慧信號燈能提供的,主要是支撐配時的數據采集手段和數據整合能力,以及信號燈之間的聯網和協調能力。毋庸置疑,互聯網企業的介入和大數據技術的出現,為這類工作提升了效率和想象空間,但交通管理部門對此應有清醒的認識。

    交叉口的交通控制,需要結合各種流量特征的數據調查,以制定交通工程方案;需要利用標志標線導流設施的相互配合,以調整交叉口的視距;需要控制行人、非機動車、機動車的行走線路和頻率,使交叉口的沖突點盡量減少、沖突區域盡量簡化以及沖突的頻率盡量降低。這些工作,僅依靠所謂的智慧信號燈或“城市大腦”是無法完成的。信號燈只是交叉口控制措施的選項之一,而且很多時候,交叉口根本不應該安裝信號燈。

    下圖是公安部道路交通安全研究中心特約專家、美國馬里蘭州蒙哥馬利郡交通局資深規劃設計專家梁康之,為國內某路口做的早高峰流量特征調查圖,圖中分車道標注出了早高峰流量數據。這是做好交叉口控制的基本功,在沒有基本的技術和財政政策確保這項工作完成之前,很多治堵措施都難以奏效。

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    ▲圖:交叉口早高峰交通流量流向分布圖

    ▶ 信號燈控制只是手段,不能忽視更基礎的工作

    嚴格意義上講,信號燈是在大部分交通控制措施失效后,采用的一種控制用路行為的極端手段,其目的是通過強制性手段來實現部分延誤,最終確保道路使用的秩序良好。

    既然是手段,就有效率的考量。要評估每一個強制性的人為延誤是否值得,是大數據技術最應覆蓋的領域之一,這也是智能交通技術出現后,在國際上被普遍寄予厚望的發展方向,即交通管理措施的效果評價和提升。

    但是,在交叉口基本交通控制工程的建設完善之前,僅寄希望于信號燈的配時優化,而忽視更基礎的工作,則是不科學的做法。

    舉例來說,對信號燈進行配時,既要考慮行人過街的能力,也要考慮駕駛任務的難度。正常成年人的普通步行速度約為每秒鐘1.5米,而老人和兒童就不能按照這個速度標準來配時。如果交叉口的幾何空間布局不合理,會導致行人過街用時過長,駕駛難度過大。因此,再智慧的信號燈也無法縮短行人過街的時間延誤,無法讓固定距離里的通行速度更快。

    道路使用的安全可靠,比智慧多變更重要

    ▶ 道路使用者更期待安全、可靠以及高效的出行模式

    一座城市的交通出行是高度有序的。從空間而言,城市中有醫院、大商場等各種交通吸引點;從時間而言,早晚各有通勤高峰。面對高度有序的出行需求,道路使用的穩定可靠和安全便捷,要比智慧多變來得更加重要。

    城市最大的出行主體是有剛需的本地居民,其最主要出行目的為通勤、上學和維持生活,他們選擇的出行方式,是經過個人測算最合理的方式。也就是說,城市的大部分出行,無論行人、非機動車、電動車還是機動車,都是經過計劃而形成習慣的。按照美國的統計,大約有80%的城市出行與通勤有關。

    因此,對出行時間準確度的期待,構成了人們對擁堵的感受。在出行時間指數TTI(Travel Time Index,指點對點高峰通行時間與平峰通行時間的比值。如果平峰20分鐘,高峰24分鐘,TTI指數就是1.2)之外,還有一個計劃出行時間指數PTI(Planning Time Index),即人們為計劃行程準備的時間與真實需要的時間之間的比率。

    如果一個人平時上班的路程不堵車時,只需要20分鐘,而他為出行預留了48分鐘,那么PTI就是2.4,屬于比較嚴重的擁堵感受。

    所以,對一座城市而言,道路使用者期待的是穩定的線路、可靠的時間、安全和便捷高效的出行模式,對這種需求的數據采集和模式細分,是大數據技術的天然優勢。但這種做法只是用來支持決策,而無法解決擁堵問題。

    ▶ 遇突發情況,完善的應急預案、正確的導流措施更為重要

    正是出于對穩定可靠的需求,每一個交叉口的主要流量,都有明確的穿行特征與規律。而這種特征和規律一旦形成,往往不會出現大的變動,除非關聯區域里出現新的、對交通流產生較大影響的交通吸引點。在這種情況下,控制交叉口的習慣手段,往往是有規律和重復的,不需要智慧多變,這就是為什么晚高峰時交警需要在交叉口執勤的原因。對此,信號燈的靈活配時可以有一定貢獻,但無法起到主導作用。

    常規出行也有突發情況需要處置,這時也不能僅依靠智慧信號燈和城市大腦。完善的應急預案、正確的導流措施和可以及時投放的警力、控制設施與防護裝備等,都是更常規和重要的措施。

    比如,在英國智慧快速路的技術規范里專門強調,在每隔2.5公里的區間之內,必須配備應急救援資源,以應對事故和突發事件,保護主干道的通行效率。

    在實踐中,已在發達國家運行的智慧信號燈,最大的優勢在于,聯網后的信號燈可以更有效地做好提前的分流和導流。而這種應用不限于交叉口節點的信號燈,還包括行車道上的控制信號。

    這種控制信號對應的是單一車道,一般采用信息板顯示,如紅叉代表禁止通行、綠燈代表放行等。通過對交通量的動態監控與預判,在大型主干道上調整行車道供給模式,并利用分車道的信號燈動態來調整流量。

    在這個領域,英國是最早出臺“智慧快速路”和相應信號與監控控制規范的國家。更值得關注的是,在英國的規范里,更強調分車道標線的形式差異問題,而不僅僅依靠信號燈來控制交通。

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    ▲圖:英國“智慧快速路”和相應信號與監控控制交通管理模式的應用場景

    上圖是英國智慧快速路(Smart Motorway)系統對硬路肩的動態控制場景。可以看到,圖中最左側的硬路肩(注:英文為hard shoulder,國內常稱為應急車道)上的信號燈顯示紅叉,代表該車道關閉,車輛不能使用。而有時這條車道也會作為行車道開放。

    結語:目前出現的智慧信號燈熱和“城市大腦”熱,恰恰說明相關管理部門需要更智慧的“大腦”對每項措施進行科學的評價,對每個節點做智慧的處置。解決這些問題,不僅需要信息技術,還需要工程技術,更需要積極的、智慧的財政政策支持。如果一座城市缺乏資金支持,無法確保對每個交叉口的流量特征進行持續調查,不能維系一支長期服務于本地的交通工程隊伍,或是沒有完備的交通工程基礎設施,恐怕問題還會延續下去。

    (本文經授權轉載自澎湃新聞“市政廳”,作者:公安部道路交通安全研究中心特約專家、3M中國首席交通安全教育與政策聯絡官 官陽)


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