交通控制效果评价指标体系研究

赵景春黄金灿崔铭哲

济南市公安局交通警察支队

摘要：济南市作为开展信号优化工作先行者，需要一套评价济南市交通信号优化效果的评价体系。本文在分析了济南市现状交通运行特点，分别从单点控制和协调控制两方面进行了指标选取，在保证运行效率的同时，侧重了交通可靠性因素，构建了济南市信号优化效果评价体系。

关键词：信号控制，指标选取，评价体系

1交通信号控制存在的问题

从现状分析单点信号控制的问题有交叉口相位时间过长；交叉口总周期时间过长；交叉口转向冲突严重；部分交叉口间距小，排队回溢。

济南市的信号控制交叉口通过中心联网让单点信号控制机实现了协调控制的功能。目前一部分主要交通路段上已实行了协调控制，但由于缺少专业技术力量的支持，部分路段的绿波效果不明显。

另一方面，城区交通流量的快速增长导致城市路网及交通组织一直在不断变化。因此这就需要定期对原来的协调方案进行评估，对协调效果作出评价，对效果不好的协调路段进行优化需要足够的人力来对更多的路段进行协调控制方案的研究和优化，也需要相应的技术水平来对协调控制的效果进行有效评价。

2建立评价体系原则与思路

2.1评价对象的特点

本文研究的评价对象是济南市交通信号优化效果，落脚点是济南市。因此，在建立评价体系时，应根据济南市交通信号的特点进行有针对性的研究。

1、优化对象：主要以济南市干道协调[1]为主

济南市交通信号优化效果评价要在单点信号优化的基础上，考虑干道信号协调控制优化的效果，提升城市干道运行效率，达到能够大运量的运送交通流，缓解交通压力额目的。

2、优化目标：整体缓解，局部疏通

道路资源的总供给是一定的。目前济南市道路时空资源利用已比较充分，要想大幅度提高济南市交叉口的通行效率不现实，故在优化目标上保证济南市主干道上的交通流尽量畅通，节点处的交通尽量缓解。

3、优化策略

高峰期。通过在外围控制驶入需求、在内部梳理通行秩序，缓和核心需求区域的拥堵程度，提高核心需求区域路段的可通过性。

平峰期。提高交通干道方向的通行效率，在距离适宜、无严重干扰的路段，提高城市交通流的连续性。

2.2指标选取原则

1、系统性原则

本节对济南市交通信号优化效果的指标选取要注重是各个指标应具有内在逻辑联系性和系统性，能全面系统的说明济南市信号优化工作实施效果。

2、层次性原则

济南市交通信号优化效果的评估要从两个方面向下展开。第一，从单点控制和协调控制2个方面对构建优化效果评估的一级评估体系；第二，分别选择能反映说明2个一级体系实施状况的下层指标。

3、代表性原则

选取出的评估指标要具有很强的代表性，能够反映出济南市交通信号控制特点。我们可以通过查阅相关研究文献、总结前人经验、与导师商量，并采取因子分析法和层次分析法选出可以评价优化效果的各项指标。

4、可量化性原则

本文指标体系选择的指标分为定量指标和定性指标。定量指标可以用通过公式或者软件输出具体的的数值来量化；定性指标则需要在对大量研究资料的研究的前提下，通过对资料分析，参考相关研究成果对定性指标做出较合理的判断以求量化定性指标。

5、可获得性原则

评价指标分为定量还是定性指标，其量化的基础资料都应该具有可获得性，并且研究资料来源要有权威性。

2.3指标体系构建思路

济南市道路上的交通流压力较为严重，交叉口处的通过能力优化空间已不足，在这种情况下，对济南市交通信号优化不同于现行的仅仅注重单点信号优化的城市，要强调信号间的配合[2]；基于此，济南市交通信号优化效果的评估也要打破以往的传统思路，在指标选择上除了要体现效率，还要满足可靠性等诸多需求。因此，济南市交通信号优化评估指标体系构建思路，分析济南市交通信号发展现状存在问题，结合出行者的出行需求以及道路交通流特性，以缓解交通拥堵为目标，实现济南市交通信号优化效果评价指标体系的建立。

济南市交通信号优化效果评价指标体系构建的具体步骤为分析济南市交通信号发展存在问题与需求——总结出既能解决实际问题，又能满足基础设施需求的指标体系选取原则[3]—选择恰当的构建指标指标包括现有指标项目的筛选与新增指标的补充两部分—分析指标量化要素，为指标赋值提供依据。

3信号评价指标分析与选取

3.1单点信号评价指标分析与选取

基于济南市交通数据采集与分析的可行性，并结合上述评估指标的选取原则，最终选取如下评估参数：

1、交叉口平均延误

延误时间是入口道车辆受到阻碍而通过交叉口的时间和正常通过交叉口的时间的差值。延误是评价交叉口运行状况最常用的评价参数或指标。延误分为总延误和平均延误是延误时间的两个评价尺度。我们选取平均延误作为评价指标。

通过长期的现场交通调查和计算机仿真研究,提出了下列计算车辆平均延误的公式

（3.1）

式中,可为交叉口入口处的车辆平均延误为信号周期时长兄为所研究相位的绿信比为交通流量为饱和度,即实际交通流量与通行能力之比。

2、交叉口平均排队次数

交叉口平均排队次数是指检测各个周期内的停车的次数与各个周期的比值，反映的是交叉口平均水平。

（3.2）

式中，Bi代表第i个周期内交叉口停车次数，n代表周期数。

3、空放时间占周期比例

空放时间占周期比例是指某一交叉口一个周期中各相位绿灯未被利用的时间占周期的比例，它可以反映周期的利用程度的高低。

（3.3）

式中，D代表空放时间占周期比例，Ei代表周期第i个相位空放时间，T代表周期。

3.2协调信号评价指标分析与选取

在现行的干线协调控制评价中主要针对交通效率提出了要求，但是对于协调方案的可靠性并没有做出评判，因此在指标选取过程中，注重交通效率的同时，也侧重了可靠性的因素，选取如下评估参数。

1、协调交叉口停车次数

车辆从绿波协调的第一个交叉口到通过绿波协调的最后一个交叉口所需要停车的次数，指标反映了绿波协调方案的优劣。由于该指标因素难以用理论计算得出结果，故也不能精确反映实际情况。因此，采用现场观测数值或分析协调方案作为评价依据。

2、两两相邻交叉口停车次数

在协调方案的几个交叉口中两两相邻交叉口的停车次数。指标评判的是协调方案的可靠性。由于该指标因素难以用理论计算得出结果，故也不能精确反映实际情况。因此，可采用现场观测数值或者分析协调方案作为评价依据。

3、带宽占平均绿灯时间

带宽占平均绿灯时间也就是平均协调率。因其协调道路不同路段之间的协调绿波带宽是不同的，故选择平均协调率作为评价指标。

式中，F代表带宽占平均绿灯时间的比例，Fi代表第i个交叉口波带宽度占周期的比例，Hi代表第i个交叉口的包袋宽度，T代表周期。

4、溢流概率

在干线协调控制的交叉口中，有发生溢流可能性的交叉口溢流的可能性大小。

5、速度可靠性

速度可靠性是指协调方案中满足波带外的随机车流以及由于行驶速度高于85%位车速或低于15%位车速驶出波带外的车流均能在波带外重新进入协调方案波带内，从而保证干线协调协同的可靠性，增强了协调效果。

4结语

本论文通过对国内外研究现状进行分析，在此基础上对济南市交通信号优化效果评价方法展开更加深入研究。本论文旨在更加全面、更加科学去衡量信号优化效益，以便实施交通信号优化方案之后对路网运行得到保证，融合多方面因素，构建更加科学的评价体系模型。

参考文献

[1]王俊刚.交通信号线控模型研究[D].北京:北京工业大学,2005.

[2]卢凯,徐建闽.干道协调控制相位差模型及其优化方法[J].中国公路学报,2008,21(1):83-88.

[3]石丹丹(导师：董晓峰)兰州城市总体规划实施评价研究[D]-《兰州大学硕士论文》，2016