顾怀中:南京区域性公交优先控制系统

人已阅读 - - 作者: 顾怀中 0

2016年11月16~18日,由国家科技部高新技术发展及产业化司、国家科技部高技术研究发展中心指导,中国智能交通协会主办、中国汽车工程研究院承办、公安部交通管理科学研究所、重庆长安汽车股份有限公司和北京易华录信息技术股份有限公司协办的“2016第十一届中国智能交通年会”,在重庆悦来国际会议中心举办,本次大会有100多场演讲,1500余人与会。在17日的城市交通组织优化与控制技术论坛上,南京市交通管理局科研所顾怀中所长发表了《南京区域性公交优先控制系统》的主题演讲。nPg行之道

顾怀中:今天在我演讲之前的两位教授讲的内容,正好跟我的差不多,都回答了杨晓光教授提出的五个问题当中的“交通信号系统怎么为公交、特种车辆所用”这个问题。这个安排挺好,感谢两位书记和刘东波主任的推荐,让我有机会跟大家来一起交流。nPg行之道

今天会场上有交警同行,还有科研院所、大专院校的合作伙伴以及企业合作方。我希望我这二十分钟的演讲能让三方面人员都有一点启发。在这里,我把在南京所做的工作跟大家来做一个探讨,其中涉及的都是一些很具体的问题。nPg行之道

“公交优先”这个话题大家应该都比较关注了,交警部门只要利用信号优先系统来做,就可以了,我们可以抓住国家和各地方政府层面都关心的大事来推进智能交通建设。刚才杨教授谈到现在交通发展形势很严峻,智能交通的投资和投资效益,很快被飞速发展的机动车增长所掩盖了。nPg行之道

作为交警部门,怎么使公交优先为我所用,把它当做新形势下的抓手呢?下面我给同行一些建议,主要介绍五个方面的内容。nPg行之道

一、建设背景nPg行之道

《南京市公安局交通管理局交通信号联网与地面公交优先控制系统》项目于2014年1月由东南大学开展可行性调研,2014年2月向发改委申请立项,3月份正式立项。2014年4月30日公开招标,由南京莱斯信息技术股份有限公司中标,2014年5月4日开始进行深化设计并开工建设。目前已完成项目一、二期建设内容。项目建设范围北起纬一路,南至软件大道,东起中山陵地区,西至扬子江大道。涉及鼓楼区、玄武区、秦淮区、雨花台区、建邺区和栖霞区的698个灯控路口。目前,上述江南六区灯控路口的联网数量已达95%以上,并对南京市主城区2000公里的交通基础信息数据进行采集,完成总计46个图层的地理信息展示。实现了建设范围内公交信号优先控制,完善分控中心网络配套建设;实现常规公交与轨道交通数据应用、公交运营信息分析、公交资源管理,以及对外信息服务。nPg行之道

南京市的设计目标主要是三个方面:一是联网,实行全市的交通信号系统的远程控制;二是实行三级公交优先控制;三是为大型车辆、特种车辆提供保障。nPg行之道

二、系统架构nPg行之道

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整个公交优先系统是基于智慧南京的平台来开展,通过整合交警的交通数据采集、信号联网控制、干线绿波控制,以及公交部门的公交调度系统、车辆位置信息、一卡通信息等,来为市政府交通、交管部门提供服务。以公交定位信息采集系统为数据基础,通过交通信号配时管理系统实现路口信号配时的共享和统一管理,为公交优先信号控制等主要业务系统提供数据及管理支撑。nPg行之道

传输方面,我们利用700多辆公交车在主城区的路网实验后,通过几个月到一年的数据分析出了北斗位置信息的规律。在什么时间北斗终端提供的信息不够准确,或者在哪个时间段GPS系统提供的信息不好,然后把这样的数据规律反馈给控制系统。具体的做法是,公交定位信息差分处理方面,车载北斗GPS双模定位系统的CORS基站接收BDS/GPS卫星信号,生成实时差分修正信息发送到后台服务器,由服务器将生产的DGPS差分数据包发往交管局的监控管理中心的数据交换服务器,实现定位数据的差分处理。公交定位信息分析方面,对经过差分处理后的定位数据进行综合分析,给出公交车辆当前的行进状态,实时提供进出公交站台、进入控制触发区域、进出公交场站等信息,为信号控制子系统提供决策支持;分析处理后的数据以一定的周期频率进行本地存储。我们不完全以常规规律来调整控制策略。现在在盲区比较大的地方加上RFID进行补充,南京的车辆RFID已经覆盖全城了。nPg行之道

三、功能模块nPg行之道

公交定位信息采集分析子系统nPg行之道

除了信息采集,信息分析也很重要。位置信息是一秒钟传递一次,整个过程要求在两秒钟以内进行处理,再传送到公交优先策略模型里。GPS北斗双模在没有差分的情况下,单点定位精度大概在10-15米左右,差分处理后能达到1米以内,通讯时间在2秒以内。这里面有很多问题需要考虑,比如实验要控制4000多辆公交车,但可能会出现6000多项数据,在实施的过程中,数据处理的流程要考虑清楚。南京有了一些经验,大家如果感兴趣可以来探讨控制效果。一天的数据怎么处理,一周、一个月直到一年又如何,这些对实施能力至关重要。nPg行之道

交通状况综合检测子系统nPg行之道

有两方面的信息,一是公交车位置信息。出发区域分为四大类:其一,公交车出站后有一个出发区,出站后数据才能对位置信息进行处理,因此会产生很多无效数据。其二,公交站台设定了进出站台区,记录进出站台时间。其三,区划段出发区,记录公交车在公交站等多长时间。其四,交叉口的出发区,车进入交叉口之后多长时间离开?如何利用公交车的位置信息来进行处理?结合流量检测的处理,包括进场拥堵的视频采集,在路口视频处理完后要能了解路口变化,拥堵了就不能实施公交车优先,利用正向雷达检测车辆的排列长度要考虑到不同的优先策略。另外,还需要了解上游的畅通情况以及上游路口信号位置的变化。nPg行之道

公交优先信号控制子系统nPg行之道

分为三级,区域级,基于道路网络、公交线路、停靠站点分布,构建区域级公交优先网络;干线级:根据干线公交车交通流分布,进行分段公交绿波信号协调控制;路口级:设置交叉口公交优先触发区,微调路口配时方案,保证公交优先通行。下图是公交优先等级设计方案。nPg行之道

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有轨电车信号优先控制子系统nPg行之道

南京河西有轨电车线路全长约7.76公里,自奥体东站至新河路站共有13个站点,该系统在沿线的9个交叉口设置了有轨电车专用信号灯,并配置专用信号控制相位,在保障社会车辆通行需求的前提下,实现有轨电车绿波优先通行。当系统检测到有轨电车接近路口时,根据有轨电车的速度、站台停靠时间等信息,预测电车通过路口的时间,通过延长绿灯、提前结束红灯、插入公交相位等方法进行优先控制,保障有轨电车顺畅通行。nPg行之道

交通特勤任务管理子系统nPg行之道

系统利用先进的自动化、智能化控制技术,可以有效提高特种任务的执行效率和安全系数,并减小对社会车辆正常通行的影响,保障车队安全、顺畅的到达目的地。nPg行之道

信号配时管理子系统nPg行之道

与信号控制子系统相互关联,实现路口信号配时的共享和统一管理。nPg行之道

四、建设成效nPg行之道

首先是公交车运行速度方面,经东南大学选取路段调查评测结果显示,信号联网与地面公交优化系统能够有效提高公交车运行速度。公交车辆平均行程车速提高了20%以上;公交车辆交叉口停车次数降低了30%以上,取得了预期效果。项目的实施在一定程度上提高了公交车辆在主线上的运行速度和效率,同时主线方向上社会车辆借助公交绿波信号相应减少了社会车辆在交叉口的延误,支路上社会车辆受其影响,延误有所增加,但各个交叉口各方向社会车辆平均延误仍有小幅下降。nPg行之道

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     上图是路口的优先控制,把公交优先道路的情况分成了三级。项目成果已成功应用在南京国际马拉松赛、国家公祭日、清明节祭扫高峰等活动,以及南京市主城区日常交通管控中。另外,公交优先控制方面,在停车通知时要考虑到定位位置信息,不论用RFID或是监控方式都要保证公交位置信息准确。特勤特勤任务、救护车、消防车都可以做,公交车平均车速可能会有20%以上提升。
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五、展望nPg行之道

第一,公交数据联网,公交车辆的运营调度系统衔接好后,下面要考虑运营计划的控制。nPg行之道

第二,系统优化,公交优先与信号系统是并列的,但有没有可能作为一个优化系统开发出来,优化目标怎么定?nPg行之道

第三,公交优先与轨道交通数据的整合。深度挖掘公交、地铁IC卡刷卡数据,与公共交通调度方案的关联关系,提高乘客换乘效率。nPg行之道

第四,基于服务质量的公交出行信息服务。加快以公交车辆到站时间为主要信息的公交信息服务系统建设,完善面向公交乘客的出行信息服务。nPg行之道

如果大家感兴趣,我们可以会后讨论!nPg行之道

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