快速路交通行駛速度快、通行能力大，但由于交通吸引力較強(qiáng)，與普通路網(wǎng)協(xié)同不足，經(jīng)常出現(xiàn)長(zhǎng)距離擁堵現(xiàn)象。本案例通過(guò)交通態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)預(yù)警、快速路入口匝道信號(hào)與地面信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等措施，主動(dòng)均衡負(fù)荷，合理控制內(nèi)環(huán)快速路主線交通流，實(shí)現(xiàn)了快速路通行效率提升，保障了城市骨架路網(wǎng)的順暢運(yùn)行。

典型案例蘇州內(nèi)環(huán)快速路

問(wèn)題診斷

蘇州內(nèi)環(huán)快速路是連接蘇州東西兩翼經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、南北休閑旅游區(qū)的城市主動(dòng)脈，隨著吳江太湖新城入駐、高新區(qū)科技城融入發(fā)展，內(nèi)環(huán)快速路吸引了更多的車(chē)輛，進(jìn)一步加劇了快速路交通擁堵程度。當(dāng)前，內(nèi)環(huán)快速路主要存在如下管理難題：

圖1 內(nèi)環(huán)快速路早高峰交通實(shí)況圖

? 交通需求過(guò)飽和?，F(xiàn)狀高峰小時(shí)平均流量已為設(shè)計(jì)流量的1.43倍，交通擁堵指數(shù)達(dá)1.6以上，特別是友新、北環(huán)、婁江等路段均已超飽和運(yùn)行。

? 匝道進(jìn)出口交織嚴(yán)重。內(nèi)環(huán)快速路主線交通流量大、出入口匝道間距短，導(dǎo)致入口匝道駛?cè)胫骶€交通流與出口匝道駛離主線交通流交織干擾，導(dǎo)致主線交通流積壓嚴(yán)重。

? 交通流分布不均衡現(xiàn)象較為嚴(yán)重。由于快速路主線無(wú)信號(hào)控制，而地面道路設(shè)有大量信號(hào)燈控路口，群眾出行更愿意選擇快速路出行，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)快速路早晚高峰時(shí)段擁堵嚴(yán)重，而周邊地面道路卻較為通暢，交通流分布不均衡。

優(yōu)化措施

? 精準(zhǔn)研判道路擁堵程度將內(nèi)環(huán)快速路劃分為多個(gè)小區(qū)間，運(yùn)用小區(qū)間內(nèi)前端感知設(shè)備獲取的平均速度、空間占有率等數(shù)據(jù)，并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的交通擁堵、天氣等數(shù)據(jù)，以5分鐘為顆粒度，精準(zhǔn)分析內(nèi)環(huán)快速路的交通擁堵指數(shù)，生成快速路小區(qū)間的綜合運(yùn)行曲線，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)快速路交通運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)快速路主線交通擁堵指數(shù)大于閾值時(shí)，快速路信號(hào)控制系統(tǒng)將開(kāi)啟匝道信號(hào)控制，控制進(jìn)入主線的車(chē)流，保障快速路主線運(yùn)行暢通。

圖2 內(nèi)環(huán)快速路交通信號(hào)控制

? 動(dòng)態(tài)優(yōu)化入口匝道信號(hào)配時(shí)方案

為保障快速路主線的通行效率最佳，需要確定匝道控制的最優(yōu)綠信比。綜合考慮采用兩個(gè)參數(shù)來(lái)確定入口匝道調(diào)節(jié)率，一個(gè)是基于速度的調(diào)節(jié)率，另一個(gè)是基于時(shí)間占有率的調(diào)節(jié)率，綜合研判通行效率最佳的臨界速度和臨界占有率。

以每5分鐘實(shí)時(shí)交通流數(shù)據(jù)確定入口匝道調(diào)節(jié)率，即下一時(shí)刻匝道匯入主線的車(chē)輛數(shù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整匝道信號(hào)燈綠信比，使信號(hào)配時(shí)方案適應(yīng)實(shí)時(shí)交通流的變化，實(shí)現(xiàn)入口匝道信號(hào)配時(shí)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，從而充分發(fā)揮入口匝道路段“流量蓄水池”作用，實(shí)現(xiàn)“緩進(jìn)”的目的。

圖3 入口匝道信號(hào)自適應(yīng)控制

? 入口匝道區(qū)間協(xié)同控制

當(dāng)連續(xù)兩個(gè)或兩個(gè)以上匝道信號(hào)燈開(kāi)啟控制后，需對(duì)多個(gè)匝道進(jìn)行信號(hào)協(xié)同控制?；诿總€(gè)入口匝道最優(yōu)調(diào)節(jié)率，以單位時(shí)間內(nèi)快速路主線各區(qū)間駛出車(chē)輛數(shù)最多、各入口匝道剩余車(chē)輛數(shù)最少為優(yōu)化目標(biāo)，重復(fù)進(jìn)行迭代優(yōu)化，確定快速路整體流量均衡、通行效率最大化的具體控制方案，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)均衡快速路主線各區(qū)間交通流的目的。

? 協(xié)同聯(lián)動(dòng)“高、地”信號(hào)控制

為減少車(chē)輛駛?cè)?、駛出主線期間對(duì)主線交通流的影響，實(shí)現(xiàn)快速路與周邊地面道路交通流主動(dòng)均衡分布，當(dāng)匝道開(kāi)啟信號(hào)控制后，地面關(guān)聯(lián)路口實(shí)施聯(lián)動(dòng)控制。在出口匝道下游相關(guān)路口設(shè)置綠波方案，快速疏散下匝道車(chē)流，防止匝道排隊(duì)溢出；在入口匝道方向上游相關(guān)路口實(shí)施“截流”方案，適當(dāng)控制駛?cè)肴肟谠训赖能?chē)輛，緩解入口匝道的交通壓力。

圖4 高、地信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制

實(shí)施效果快速路交通信號(hào)控制系統(tǒng)應(yīng)用以來(lái)，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)環(huán)快速路12個(gè)出入口匝道的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)預(yù)警，系統(tǒng)預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)95%，有效緩解了蘇州市內(nèi)環(huán)快速路交通擁堵?tīng)顩r。以友新快速路-北蠡墅街、石湖西路、太湖西路三個(gè)點(diǎn)位為例，協(xié)同控制實(shí)施后，主線流量平均增加143pcu/h，合流處斷面平均車(chē)速提升2.04km/h；石湖西路和北蠡墅街入口匝道通行效率得到一定程度改善。同時(shí)，高、地聯(lián)動(dòng)控制實(shí)施后，地面交叉口飽和度均在0.9以下，實(shí)現(xiàn)了城市路網(wǎng)交通流主動(dòng)均衡分布，路網(wǎng)整體運(yùn)行效率得到有效提升。

圖5 優(yōu)化后入口匝道早高峰實(shí)況圖 

圖6 優(yōu)化后入口匝道連接路口早高峰實(shí)況圖

為促進(jìn)各地道路交通治理更加規(guī)范化、精細(xì)化、專(zhuān)業(yè)化，科研所依托“城市道路交通精細(xì)管理資源共享平臺(tái)”，與合作伙伴共同精心遴選一些優(yōu)秀案例，每季度定期編制發(fā)布《城市道路交通精細(xì)管理案例精選》，供各地參考、借鑒。