10月27日，在由中国道路交通安全协会主办、北京易华录信息技术股份有限公司承办的“交通缓堵新技术及应用实践论坛”上，济南市公安局交警支队交通科学研究所副所长云廷进就《城市快速路拥堵治理及一体化交通组织优化经验分享》做主题演讲，本文为ITS114根据演讲视频整理，未经本人审定。
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一、快速路拥堵治理的困难与挑战
对于快速路的定位，不同城市有不同的观点。对济南市来说，城市东西向比较狭长，地面平行路口多，串联九桥九隧，且间隔较近，快速路的定位于服务于城市跨区域中长距离城市交通和过境交通。目前济南市已经建成一环两横三纵的格局，全长128公里，以桥隧为主，并与高速公路无缝连通。
济南市快速路每天的交通流大约在70~80万辆，占比全市交通流量的30%以上，快速路在疏解城市内部交通压力方面发挥了巨大的作用，也得到了群众的认可。
但是随着城市的发展，路网建设远跟不上交通需求的增长。对快速路来说面临的主要问题：
一是对快速路的交通需求日益增长，交通态势日趋严峻，尤其是高峰时段交通流急剧增长，一些关键节点和路段的拥堵呈现常态化趋势。
二是快速路引流功能强大，桥上桥下流量不均衡现象突出，公众出行优先选择高架，桥下辅路的分流能力弱化，使得地面道路利用率下降。以北园高架为例，经我们测算，北园高架与地面北园大街交通流量比是7:1。
三是快速路上的车流量大，速度快，再加上自身相对封闭，可以腾挪的空间比较小，救援实施起来比较困难，相当的脆弱，对突发事件抵御能力差。对于交通事故、故障等特殊事件非常敏感，一些简单的交通事故能立即引发交通拥堵，传递效应非常迅速，极易蔓延，造成长距离拥堵。
四是部分路网结构不合理，产生了一些结构化的拥堵隐患，因为快速路建设周期跨度非常长，在新修建的时候衔接上要兼顾历史遗留的问题，最终形成路网，因为兼顾，会在桥面上产生一些交叉冲突点，受地面路网的制约，上下墙匝道口也存在一些交叉突破点和瓶颈点。
针对快速治理面临这些问题特点，济南交警就以铁骑为班底成立了城市高架路交警大队。利用二轮警车灵活机动的特点，在快速路上以小博大，按照路网的特点，建立了4组单元格巡防机制和一整套的应急方案，成为全天候的桥面管控助手。同时加强视频巡检，及时发现的处置桥面事故和故障车，通过匝道封控、逆行上桥等措施，保障消防救援等特种车辆不因道路拥堵而无法赶到现场。
在工作中需要解决一些痛点的问题。比如日常巡检压力大，占用资源过多，问题发现的及时性、问题根源定位的精准性进一步提高，处置救援困难效率有待进一步提高，急需通过大数据、人工智能的手段来提高快速路治理能力和管理水平。
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二、数据分析及建模技术应用
接下来介绍下，济南交警依托交通大脑的基础能力体系，通过数据分析、建模技术应用开展的一些工作。
近年来，通过交通大脑的建设引领和统筹规划，济南交警形成了以交通大脑为核心的技术生态和业务生态整合，构建了一系列的能力支撑体系。构建了数据采集汇聚、数据融合治理、智能分析运算、统一服务管理、信息分发触达这5大体系来支撑8大业务能力框架，为交通管理业务可持续发展和持久创新来提供动力和保障。
结合前面的管理痛点，在快速路治理上，济南交警采取系统化的思维，通过互联网和本地数据如何来提高感知能力，事件感知的及时性和准确性进一步的提高。通过建模分析，我们提高对交通事件的溯源定位，交通信号优化和评估监测能力，提高预案的针对性和执行效果。通过数据服务的输出，信息分发触达体系为指挥调度、移动警务、交通诱导信息传播及协同控制提供能力，实现一体化的联动机制。
数据是工作开展的基础。在数据方面，济南交通大脑目前已经接入了政府、公安、互联网等19类数据源，125种交通数据，构建了警、车、人、物、路、事件6大基础语义数据模型，采用高端聚合低偶合的设计原则，通过统一服务网关对外按需提供非层级可共享的数据查询比对、脱敏导出和实时请求等一些服务。
路况融合提高态势感知能力。在互联网数据的基础上，加入卡口的数据，匹配卡口数据进行轨迹融合处理，生成卡口路况，并且与互联网路况分别进行置信度的计算。根据置信度进行卡口路况和互联网路况融合，提供更加贴近真实情况的实时速度、拥堵等级和演变趋势等指标。
OD分析及上下游交通运行监测。快速路上的入口和核心节点都设置了卡口，济南交警将快速路各个出口匝道的第一个红绿灯的路段整合为快速路出口影响路段，通过OD分析流量贡献度，进行上下游交通运行监测，实现拥堵溯源，自动生成交通信号管控方案。
路口服务水平运行监测。构建了PI指标，根据车辆延误、停车次数、过饱和及溢流等因素，结合卡口流量分析，综合评估交通运行状态，对全市的灯控路口进行实时的监测，为信号的自适用控制、绿波带的协同调整提供参数依据。
协同绿波控制与协同监测。济南交警构建了绿波带运行监测模型，通过互联网浮动车轨迹分析数据，对绿波运行状况进行监测反映，反馈到信控系统，及时的切换绿波协同方案，提升地面道路绿波协同控制的效果。
在这些能力支撑与工作机制紧密结合下，济南交警整合运用，形成了快速路匝道一体化控制的整体方案。
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三、一体化协同控制应用实践
方案的实施情况及取得的成效。
快速路路面拥堵程度达到管控触发条件之后，根据模型分析，对相应的匝道入口的信号灯下发动态控制指令，匝道上口及匝道上游相关节点的诱导屏来同步提示管控信息，并通过主流的导航APP对公众进行发布。
桥下入口路段进行协调控制，采用绿波执行和相应管理。需要警力处置干预的情形，通过信息分发的体系，推送到指挥调度系统和对应警员的移动终端，最后是评估监测，针对快速路和地面交通的态势进行持续的监控，直至交通运行恢复正常，进入了下一个循环。
地面道路交通组织综合优化措施——桥下路口动态绿波推送控制。是对地面道路的合理划分控制子区，选取与下匝道连接的交叉口为协调头起点，协调停车点放在上匝道之后，相关节点设置绿波车速提示，快速疏通地面道路，实现了“上桥提速、下桥提效、地面畅通”的信号控制目标。
地面道路交通组织综合优化措施——信号精细化调整。地面道路采用多种组织优化措施，对交通信号进行精细化的调整。根据流量变化的情况，划分了11个时段的信号控制方案，分时段进行配置方案优化，不同的入口，因地制宜，采取多种方式的相位放行，精细化的调整了70余处交叉口的相位放行方式。
这是二环南高架舜德路附近区域启用匝道管控前后的成效对比。为了保障车流顺畅，减缓地面道路的拥堵情况，济南交警对这一区域的匝道，前后8处交叉口，制定了多套协同控制方案，根据交通流量的变化来自动切换相应的绿波。可以看到启动匝道管控之后，高架桥上流量变化显著，拥堵得到很大的缓解，地面交通流也很顺畅，桥下桥上的道路都得到了有效的利用，综合通行能力得到了有效的提高。
在突发事件的应急处置方面效率也进一步得到了提高。10月15日14:00左右，快速路匝道管控系统发现经十路玉函立交区域出现异常，因为不是早晚高峰期，系统判断为突发事件，提示出现警情，周边及上游匝道路口的信号灯就变换动态来进行管控分流。后面通过中心确认，发现桥面有车辆出现自燃，交警立即启动了工作预案，因为事件发现的及时，匝道管控为消防救援提供通道，从14:01发现异常，14:03确认事件到14:08处置完毕，用时不到10分钟。这使得突发事件的处置能力方面得到了提高。
从统计数据来看，快速路拥堵指数同比下降了27.74%，平均车速同比提高了20.6%；从事故预防来，快速路全年发生一般事故70余起，至今近10个月的时间，发生一般事故36起，下降很明显，在节约警力资源占用和降低管控难度方面也取得了良好的效果，也得到了领导和民警的认可。
当然，济南也遇到了一些问题，比如除了基础设施建设需要持续的完善和算法需要进一步提升之外，信息触达率的提高，公众出行习惯养成也非常关键，匝道封控开启之后，有时会出现车辆在上下口长时间等待的现象，出行习惯的养成需要一个过程。
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四、地面交通组织优化案例分享
智能可变车道是济南交警打破常规、创新实时感应加时空控制的模式。济南交警对英雄山路与六里山南路交叉口车道进行了升级改造，打造了济南首条动态智能可变车道，可变车道与路口处信号灯的放行相位联动性控制，通过检测器来控制车道功能，随车流的变化而实时动态变化，并且预留了清空的时间，防止车道标志切换过快导致车辆的冲突问题，进一步提升路口的通行效率。
逆向可变车道，就是左转借道。在全国很多城市已经得到了推广应用。在道路空间资源不足的情况下，通过调整出口车道区划，建设信号控制设施，优化信号控制方案等措施，实现左转车道借用对向车道通行的控制方案。
动态潮汐车道控制。济南的动态潮汐车道没有设置硬隔离，依靠龙门架上指示灯变化进行车道控制，基于交通大脑对道路拥堵指数的实时计算，来监测道路双向车流的通行情况，动态的实时控制潮汐信号，启动和关闭潮汐车道。
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