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邱红桐:交通信号配时中心数字化运行模式探讨

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11月18日,以“畅行西安 智领未来——科技赋能智慧交管高质量发展”为主题的“智慧交管论坛”在西安成功举办。论坛上,公安部交通管理科学研究所交通控制技术研究部主任邱红桐研究员发表了题为《交通信号配时中心数字化运行模式探讨》的演讲。

邱红桐研究员表示,当前各地都有着交通信号配时中心数字化运行的需求,也做出了一些前期的探索。针对这一需求,他提出了关于信号控制建设和配置中心运行的一些思考和举措,认为交通信号配时的数字化是交通管理数字化治理的一个典型体现。

1、面临的形势与需求

如今各地都在面临类似的形势。例如,整个城市汽车保有量在持续快速增长,以西安为例,保有量已经超过了400万,位居全国第七,并且还在保持一个快速增长的势头;

交通方式是多元化发展的,小汽车、公交车、电动自行车都是多元化的体现;随着各地城市建成区的面积的扩大,整个城市的通勤距离也是在逐步增长的。

从需求来看,有如下几个方面。

首先,是党中央提出了整个社会治理体系和治理能力的现代化。对应交通管理来说,就要提出交通管理治理体系的现代化,以对应整个社会的需求。

其次,是从人民群众的需求出发,我们必须要充分响应人民群众对美好生活的向往。

从科技的发展看,云计算、大数据、车联网、自动驾驶这些科技的迅速发展也在反推促进我们充分利用这些科技手段提升管理能力。

从相关政策来看,近年来公安部一直都在以规划、通知、指导意见等方式对交通信号控制方面提出要求。

2016年,提出了交通信号灯配时智能化和交通标志标线标准化,即“两化文件”,这个文件对交通信号控制提出了明确的智能化的要求。在2018年下发的勤务机制改革指导意见中,也对信号控制提出了要求。

2020年10月,下发了两个文件,第一个文件是《关于进一步加强城市道路交通信号控制应用工作的指导意见》,针对交通信号控制的建设和应用都有明确的要求。

第二个文件是《公安交通管理科技发展规划(2021-2023年)》,其中也对信号与交通组织一体化、联网联控、统一管理平台以及检测设备的配置等方面提出了要求。

在2021年和2022年发布的城市道路交通秩序管理科学化精细化智能化水平十项重点工作等文件中,提到了对交通秩序管理的一些重点工作,其中也包括信号控制。

今年,用了3年时间制定的关于信号配时的行业标准《道路交通信号配时运行管理规范》已经通过专家审定,即将发布实施。

2、前期的探索和准备工作

各地也对交通信号控制进行了探索,主要有四个方面。

第一个探索是联网管控方面的探索。根据之前统计的数据,我们的联网管控率并不是很理想,因此联网管控工作各地一直都需要加强。

现在全国的信号控制,在联网的前提下,依旧存在问题——不同品牌的信号机对应不同的中心系统,各个中心系统并不协调。因此,我们要建立一个管控平台,最终协调各个路口的信号机。

各地具体如何建立平台、如何联网,都进行了有益的探索。例如,北京、成都、南宁建了一个管理平台连接各个信号系统,再进一步实现对信号机的联网控制。深圳等地也进行了另一种方式的探索,通过统一平台直连信号机来进行联网联控。

第二个探索是数据赋能和决策方面的探索。根据前两年的不完全统计数据,全国的信号路口中只有约25%的路口配置了检测器,城市中约55%的信号机是联网运行的,这两个数据都是比较低的。

稍微扩大些来看,我们常说的“交通大脑”在很多地方已经建立起来了,希望通过“交通大脑”使决策更科学、更优化、更智能,指挥更高效,发布更精准。但是,“交通大脑”建设的模式、功能以及定位是怎么样的,这还需要进一步的尝试和探索。

第三个探索就是之前在“两化”中提出的社会化服务的方式。在前期我们仅依靠交警的力量来进行信号控制的管理是不够的。

交警管理人员人数较少,专业性也不够强,导致了很多的控制方案不科学。例如一天中无论是早晚高峰,还是平峰以及夜间,信号控制都是采用同一个配时方案,这明显非常不科学,对很多交通事件的响应也不够及时。

提出社会化服务以后,的确使交通信号的组织更加科学,信号设施的设置更加精细,拥堵疏导的措施更加主动,数据维护和交通研判更加精准。当然,对这一服务方式各地还在继续探索,比如说它的工作职责范围,究竟做到什么程度,如何考核等。

第四个探索是信息交互方面的探索。从出行信息服务这个角度来看,很多地方建立了车路协同的服务方式。例如在车内就能够知道前方路口的情况——红灯还是绿灯,还剩多少时间;如果前方事故发生事故,会发布一些信息推送等服务。现有的出行信息服务仍处于一个起步的阶段,只能够给车辆提供有限信息。

将来需要开放更多的信息,这样能够及时响应通行的需求,及时回避拥堵,准确地规划路径。

3、信号控制建设的思考

我主要从信号控制建设方面可以采用的四个手段进行的思考。

第一个手段即规范完善信号控制设施。

其中的第一个举措是从信号灯的设置和安装方面提高规范率。经过“两化”工作多年的整治,整体的信号规范率有很大的提升,但是有很多不规范之处,仍需要不断进行排查和整治。

第二个举措是加大信号联网联控的力度,前文提到城市信号联网率仅是刚超过50%,这对实现良好的信号控制有很大的阻碍。

第三个举措提高检测设备的配置率,目前的配置率仅有25%,这也极大地影响到了信号控制的智能化水平。

此外,还有一个举措就是要精细划分信号控制时段,无论是哪一类别的,路口级、干线级、还是区域主动均衡的,都必须对时段进行划分,才能保证控制效果。

第二个手段即建立统一管理平台。前面说到了各地进行的许多探索,不管是平台连接系统,还是平台直连信号机,都是探索。

但是就各地的实践而言,我认为首要目标还是要能够实现联控统一的管控。从这一方面来讲,已经发布的行业标准GA/T 1049能够更容易地实现信号统一管控。在统一管控的前提下,我们可以不断地从设备状态监测到信号,进行优化协调等方面的功能。

第三个手段即搭建智慧协同管控的大数据平台,这其中也有几个举措。第一个举措是汇接可用数据,从多个层面进行数据接入,比如路口层面和终端层面,要制定多元管控终端设备的互联数据的交互规范。

例如,实现路口信号机与可变车道的指示牌以及检测器等相应设备的交互。在交管系统内部,是一些相关系统的数据互联和交互规范。在交管系统之外,比如互联网出行服务平台和智能网联车辆联网平台,也要实现数据的交互。

第二个举措就是开展运行状态的研判诊断和信号的优化评估。其中,不论是对交通运行状态,路网实时运行状态,信号控制实时状态的动态监测,还是对排队溢出、干线失调、拥堵热点的精准诊断,以及点线面的信号优化,都是我们需要不断开展诊断和优化评估的。

举措三就是要构建一些场景目标导向的管控优化策略,比如一些典型的管控场景——为解决快速路的拥堵路段,要对匝道进行管控,那么在管控时,信号灯的安装位置,管控策略,这些都是针对这一场景必须考虑的。

其他的典型的管控场景包括特种车辆优先、公交优先,这都需要制定这类场景导向的优化策略。

第四个手段即推动交通管控数据的开放互联,这包括在路口信号端的一些数据,如控制状态,可变交通标志等,还有中心端的一些数据,如系统状态、区域状态、干线控制方式等。我们要实现数据的开放共享,更多的是提升数据的价值。

国家也在不断地推动车路协同信息交互的标准化,这既包括国家层面的国家车联网产业标准体系的建设指南,也包括信号系统和信号机层面制定的国家标准《道路交通信号控制系统通用技术要求》,以及行业标准《道路交通信号控制机信息发布接口规范》。

这些都是引导信息交互向标准化发展的手段。

4、配时中心运行的举措

接下来,我主要从配时中心运行这一角度,提出几个举措。

第一个举措是要明晰配时中心的功能定位。

第一,要实现交通运行状态的研判分析;第二,是要实现信号方案设计优化调整;第三,是实现特勤保障及事件的应急处置;第四,是要实现协调配合与宣传培训。其中,前两个职责一定是基本的职责,但是后两个也是高度相关的,在建立配时中心的时候,都是要能够明确的。

此外,关于配时中心的运行模式,这可能需要各地根据城市情况进行更合理的配置。但总体而言,我们建议大城市可以实现三级管理模式,支队统筹组织信号优化、开展跨区域协调控制、特勤任务信号保障;

大队负责临时性事件处理、指导中队开展工作;中队层面更多的是路面巡查和路口的手动控制。

对于中小城市,路口较少,建议多采用集中管理的模式,即支队统一集中管理,由配时中心统一开展城区的信号控制优化。从人力资源角度考虑,大中队就不宜直接进行优化,更多的是提出需求和建议。

第二个举措是要配备专业力量,即包括成立一个配时的专业团队。我们确实可以把许多工作外包给社会化服务的团队,请他们开展工作,但是并不是只要包给他们就万事大吉了。

具体工作可以交给社会化专业团队完成,但是主导工作还是要由公安民警来完成,不能撒手不管,要进行监管。

对于专业团队而言,也不能因为认为他们的专业能力很强而交给他们过于繁重的任务,建议每一个专业人员负责大约50个路口的信号工作,超出这一数值,可能就顾不过来了。

此外,还需要合理设置工作岗位。前文提到了四大核心职责,我们建议可以从这一角度进行配置。例如要有管理岗,负责业务人员的管理;要有分析评估岗,负责研判方案;要有决策岗和信号调度岗,主要针对调度的职责;要有舆情宣传岗,对应舆情应对的职责。

此外,需要根据不同城市的路口规模和具体情况进行灵活的配置,可以是一岗多人,如果规模较小,也可以是一人多岗。

第三个举措是要完善运行管理制度和流程。首先要建立健全的工作制度,比如项目优化、业务支撑应用和考核评价,都要制定相应的管理制度。

其次要制定一个比较合理的评价办法,及时地进行考核,对于某一具体的业务,还需要有一个规范细化的业务流程。例如,配时方案需要从交通流分析开始,一步一步确定配时方案,提交审核。

第四个举措是健全运行保障工作机制。首先,从信号配时业务角度来看,要与相关部门和相关业务协作联动。

比如信号配时的智能化要与交通组织的优化相配合,与特勤和应急保障相配合。从构建现代警务机制的角度来看,信号配时也是现代警务机制的一个有机组成部分,也必须要从这个角度分析开展相应的工作。

5、结语

以上关于信号控制和运行的一些思考和举措充分体现我们信号配时中心工作的重要性,也是交通管理数字改革的一个重要体现。我的交流就到这里,请各位领导专家和同仁指正,谢谢!

编辑:同同

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