交通需求随机性较大，路口实时需求与信控方案不匹配
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随着机动车保有率和人口密度不断增多，路口的交通需求也不断增加，受通勤、节假日、天气、附近地块用地性质等因素的影响，不同时段市民的出行需求波动越来越大。
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二、全感应试点应用——深湾五/白石四路口
试点背景
◆路口区位
深湾五/白石四路口位于深圳市南山区沙河街道，北通白石路，南面衔接滨海大道，为跨区通勤的关键节点。该路口深湾五路车流量较大，直行占主要需求，南向西左转需求较小，大部分为掉头车辆；白石四路车流量小，车流量不稳定，有时需求量低，存在空放；有时需求较大，绿信比不足。此外，路口平日行人过街需求小，周末节假日行人过街需求增加较多。
图1路口区位情况
◆路口存在问题
路口各方向流量波动较大，存在空放现象
深湾五/白石四路口以深湾五路直行为主流向，高峰期流量较大，但全天内流量波动明显，传统的定周期控制不能满足波动的流量特性，存在需求与放行时长不匹配的现象，从而导致空放，路口绿灯利用率较低。
图2南左转空放现象
图3北直行空放现象
平峰期路口行人需求较小，绿灯利用率低
图4南侧行人过街空放现象
问题原因分析
解决思路
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◆增加行人感应控制
现状路口机动车与行人均存在空放情况，单纯的机动车感应控制不能减少行人的空放现象，周期压缩不彻底，路口通行效率待进一步提高，所以可增设南侧行人过街感应控制，实时检测行人过街需求，调整行人过街信号时长，实现全路口机动车与行人的全感应控制。
◆设备选型
机动车检测设备选型
传统雷达：支持多目标跟踪，覆盖范围广，可覆盖横向多车道，且纵向探测距离远，但对于低速目标易丢失，在大型车辆遮挡、暴雨暴雪等极端恶劣天气情况下准确率下降。
传统视频：可以检测车辆数、排队信息等多种数据类型，且精度较高，但夜晚眩光准确率下降，对气候要求较高，在大风、暴雨、暴雪等极端恶劣天气准确率下降，且覆盖范围窄，安装条件苛刻。
雷视一体机：综合了雷达和视频的优点，数据检测精度高，数据传输稳定抗干扰能力强，安装布设位置灵活，维护安装方便，但造价偏高，强无线干扰极端恶劣天气造成准确率略有下降。
图5雷视一体机、雷达、视频检测器示意图
行人检测设备选型
传统行人感应检测设备：基于行人按钮，当行人在路侧等待时按下按钮截断车流，没有考虑机动车需求情况，仅考虑行人需求，可能存在不熟悉设备的行人一直等待没有及时按下按钮的情况，且不能检测行人有多少，仅能判断有无行人。
行人过街路侧智能终端：采用1对红外光栅，1个感应开关，1个温湿度传感器，当行人穿过检测断面时报送数据。设备为无接触式，可融入信号控制系统，具备与路口信号机联动功能，实现无感式的行人过街感应功能。
图6行人检测器示意图
◆设备布设、逻辑原理
机动车检测器布设
路口各方向检测器均布设雷视一体机，在正南方向设置两排检测断面，距离停止线28米处为战术检测器，距离停止线100米处为战略检测器；在正西方向设置两排检测断面，距离停止线20米处为战术检测器，距离停止线100米处为战略检测器；在正北方向设置两排检测断面，距离停止线30米处为战术检测器，距离停止线95米处为战略检测器。
行人检测器布设
控制算法逻辑
机动车感应控制：依托路口各方向信号灯杆上安装的雷视一体机，采集各进口道车辆排队长度、到达情况等数据，实时分配各流向机动车绿灯时长，提高绿灯利用率。
行人感应控制：基于在路口南侧斑马线两段设置红外线发射器，检测跨越检测断面的行人，从而根据实际需求调整行人过街时长。
调试和优化情况
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◆调试前端检测器：前期启用时发现感应控制运行效果不佳，流量较小时没有及时截断该方向绿灯时长，仍存在空放现象。调试后发现检测器前端精度问题，多次对前端检测器精度、设备参数进行调节，最终使得感应控制正常运行。
◆优化感应控制方案参数：2023年7月中旬到8月底对感应控制方案和配置参数进行了两轮跟踪，发现最大绿和最小绿阈值的设置与该路口流量需求仍有优化空间。故进行优化调试，如表1所示，经过以上两种参数优化和检测器调试，综合分析人工视频观测和平台数据上报可得，工作日（9时-17时）该路口周期波动与流量相匹配，感应控制运行效果合理。
图9试点运行情况
运行效果评估
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◆评估指标选取
为全面、多维度分析感应控制模型对路口的影响，从高峰小时通过量、机动车绿损和行人等灯时长3个方面评估。具体评估指标如表2所示：
◆对比时段选取
试点前数据采集：2023年8月25日全天数据。
试点后数据采集：2023年9月4日全天数据。
◆指标变化
高峰小时通过量
综合优化前后数据，感应控制启用前后交通通过量均有所增加，基于0.1％-21.1%之间。
路口高峰期（7时-9时）感应控制启用后，高峰小时流量均有所增加，9点时增幅不明显，8点时增幅最大达21.1%。
绿损
感应控制启用后南进口绿损时长明显降低，降幅达70.8%。选取早间需求较小的易存在空放的10-11时进行分析，启用前路口南进口机动车绿灯时长为57秒，平均空放时长23.6秒，启用后路口南进口机动车平均绿灯时长为48.8秒，空放时长6.9秒，下降70.8%。
图11平均绿损时长对比
行人等灯时长
选取早间需求较小的易存在空放的9-17时进行分析，启用前平均行人等灯时长为65.7秒，启用后平均行人等灯时长为53.8秒，下降22.1%。
图12行人等灯时长对比
三、结论
城市道路空间路口需求波动较大，传统的感应控制和定周期控制不能很好地满足多变的交通需求。本文基于深湾五/白石四路口前端配套的机动车与行人检测设备，实施行人机动车全感应控制，兼顾行人与机动车的需求，测试前后路口总通过量和绿损时长变化较为明显；行人等灯时长降低，感应控制对路口通行能力、通行效率提升明显，路口绿灯利用率的大幅提升。
参考文献：
【1】张卫华，李军，丁恒，解立鹏．基于到达率预测的交叉口自适应控制研究[J/OL]．重庆交通大学学报(自然科学版)
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【3】张凤霖.城市道路人车感应控制方法研究
【4】RouphailN,HummerJ,MilazzoJ.CapacityAnalysisofPedestrianandforPedestrians’ChapteroftheHighwayCapacityManual[R].NorthCarolinaStateUniversityDepartmentofCivilEngineering,1998.
（文/深圳市公安局交通警察支队陈延鸿曾权，深圳市城市交通规划设计研究中心孙钰城）