编制说明-道路交通信号控制方式 第2部分通行状态与控制效益评估指标及方法GA T527.2

公共安全行业标准《道路交通信号控制方式第2部分:通行状态与控制效益评估指标及方法》编制说明（征求意见稿）一、工作简况1、任务来源近年来，伴随着机动车保有量的逐年增加，城市交通面临的通行压力与日俱增，交通拥堵已成为城市病的主要特征之一。各地交管部门纷纷采取行之有效的措施治理城市交通拥堵、缓解交通供需矛盾。其中，通过政府购买服务的方式开展信号配时优化工作，积极推动当前城市交通拥堵治理实效创建。然而，如何科学、客观地评价第三方服务的交通信号配时优化效果，已日益成为摆在交管部门面前亟待解决的难题。GA/T527.2-2016《道路交通信号控制方式第2部分：通行状态与控制效益评估指标与方法》（以下简称“原2016版标准”）制定于2016年，随着近年来信号管控智能化水平及出行需求的不断升级，交通数据类型呈现多元化发展趋势，原2016版标准所述相关指标及测评方法已经无法有效满足当前各城市在信号配时优化、信号控制效能评估方面的应用支撑要求。因此，亟需在原2016版标准的基础上拓展信号控制效益评估目标分类，进一步细化控制效益评估指标，完善通行状态评估指标，规范通行状态与控制效益评估流程，完善通行状态与控制效益评估方法。根据公安部科技信息化局《关于下达2020年度公共安全行业标准制修订计划的通知》（公科信标准[2020]37号），由公安部交通管理科学研究所承担项目编号为2020BZ089《道路交通信号控制方式第2部分：通行状态与控制效益评估指标及方法》的标准修订工作。起草单位情况标准起草单位：公安部交通管理科学研究所，直属于中华人民共和国公安部，是专门从事道路交通管理应用技术研究的公益性科研机构。在本文件修订过程中，负责通行状态与控制效益评估指标及方法的总体框架、评估指标、计算方法与评估流程等工作，形成标准征求意见稿标准文本、编制说明。主要起草人及其所做的工作略主要工作过程标准内容涉及各类控制方式下通行状态和控制效益的评估指标及计算方法，对于支撑当前各地精准优化交通信号配时、科学评估交通信号控制效能将起到重要的推动作用。目前本文件的编制过程主要包括以下具体工作：（一）申请立项2020年1月–2020年7月，标准编制组为修订该标准开展了以下工作：一是赴开展交通信号配时优化服务的代表性城市进行调研，了解各地交管部门在开展信号配时优化服务、信号控制效益评估方面的需求以及在实际项目开展过程中所面临的问题。二是随着原2016版标准的广泛应用以及信号控制优化效果评估实践的逐渐深入，新需求与建议不断产生，原2016版标准已经难以适应不同交通场景信号优化的差异化控制目标要求，无法针对不同交通运行状态开展信号控制效益评估，相关评估指标计算结果对于信号配时优化调控导向不清晰。三是针对当前评估指标采集手段的快速发展，交通检测技术出现的雷视一体检测、浮动车、汽车电子标识、互联网+的模式，实现对车辆位置、车辆状态、车辆轨迹、行车速度等多元数据检测，原2016版标准所列举的通行状态和控制效益评估指标已经不适应新技术的发展，需要从标准的评估指标上体现这些变化。为了进一步对道路通行状态和控制效益评估指标和方法等进行规范，支撑各地在信号配时优化、控制效益评估等应用要求，公安部交通管理科学研究所于2020年3月向公安部科技信息化局正式申请修订《道路交通信号控制方式第2部分：通行状态与控制效益评估指标及方法》，2020年7月经公安部科技信息化局批复下达了标准修订任务。标准立项后，公安部交通管理科学研究所迅速成立了标准编制组，初步确定了人员分工，制定了标准编制计划，标准修订工作正式启动。（二）编制征求意见稿第一阶段：2020年8月–2020年12月，标准编制组对美国《道路通行能力手册》（HCM）、《道路交通拥堵度评价方法》（GA/T115-2020）等交通运行状态和控制效益相关的评价标准进行梳理和分析，并赴南京、武汉、济南、无锡等国内先进城市调研，了解各地在信号配时优化、通行状态与信号控制效益评估等方面的实际应用需求，起草形成了标准征求意见稿1。第二阶段：2021年1月–2021年3月，标准编制组就现行标准《道路交通信号控制方式第2部分：通行状态与控制效益评估指标及方法》（GA/T527.2—2016）向深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司、广东振业优控科技股份有限公司、连云港杰瑞科技股份有限公司等行业代表性交通信号优化、交通规划设计单位征求意见，并就相关反馈意见进行梳理归纳，增加了控制对象和目标、评估对象控制目标内容，调整了部分章节结构，完成标准征求意见稿2。第三阶段：2020年4月–2020年9月，标准编制组在前期征求意见稿2的基础上，先后赴深圳、苏州、泰州等购买信号配时优化第三方服务的城市，对当地信号配时优化工作及评估应用现状进行调研，并与深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司、广东振业优控科技股份有限公司等进行技术交流，充分研讨标准逻辑架构及具体内容，对交通信号控制效益评估指标内容进行进一步梳理，根据交通管控工作要求及实际评估需求，先后增加慢行过街、公交优先等评估对象，调整了部分测评对象评估指标，并于2020年9月形成标准征求意见稿。二、编制原则整体完备性原则评估指标从不同的层面反映通行状态和控制效益评估内容的特征和意义，同时还要反映系统的动态变化，并能体现出不同信号控制方式应用的真实效能和优化潜能。实用性原则充分考虑标准的实用性，开展通行状态与信号控制效能评估工作的意义在于分析现有信号控制方案的可行性及存在问题并指导今后实际工作。因此，本次标准修订选取评估指标应便于理解，能直观、简便地说明问题，有利于实际推广。可操作性原则充分考虑日常工作中开展评估的可操作性，数据要易于采集，途径要切实可行，尽可能通过现代化的信息技术手段获取评估指标所需数据。三、标准内容的起草1、主要技术内容的确定和依据标准修订过程中参考了美国《道路通行能力手册》（HCM-2010）、《城市交通运行状况评价规范》（GB/T33171-2016）、公安部《城市道路交通管理评价指标体系》（2019版）、《道路交通拥堵度评价方法》（GA/T115-2020）以及公安部交通管理局2020年下发的《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》（公交管〔2020〕302号）等相关标准规范，主要修订了标准中的范围、评估指标、通行状态评估指标计算、控制效益评估指标计算、评估方法等内容，具体修订内容如下：（1）关于第1章“范围”考虑到本文件规定的内容较原2016版标准增加了评估对象、控制目标、评估流程与方法等内容，将范围修改为“本文件规定了道路通行状态和控制效益评估对象和目标、评估指标、控制效益评估指标选取、评估指标测定以及评估流程与方法。”为了和《道路交通信号控制系统通用技术要求》（GB/T39900-2021）适用范围加以区分，进一步明确本文件的适用范围，将其修改为“本文件适用于道路交通信号控制优化的运行效果评估”。关于第4章“对象和目标”为积极响应公安部交通管理局2020年下发的《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》（公交管〔2020〕302号）中对开展信号控制效果评估提出的相关要求，本次修订较原2016版标准增加了章节“对象和目标”，将评估对象按照道路交通要素构成物理形态差异划分为单点、干线、区域，以及公交优先、慢行过街等特殊通行模式。其中，通行状态评估仅针对单点、干线和区域，用于反映该类评估对象的直观交通运行状态；控制效益评估基于不同的控制目标从不同角度反映各类评估对象信号优化前后的运行效果差异。根据城市道路交通管控需求将交通信号控制效益目标划分四个维度，分别为“效率提升”、“安全保障”、“优先通行”和“均衡调控”四类。其中“效率提升”、“安全保障”为基本性控制目标，强调交通控制对象的基本控制保障；“优先通行”旨在满足特定交通场景的绿色交通（公交、慢行等）的优先通行需求，是在兼顾评估对象总体效能的基础上采取的部分效率优先；“均衡调控”反映评估对象对于交通流时变特征的响应速度与匹配能力，是路网交通运行效益得以稳定发挥的重要保证。关于第5章“评估指标”较原2016版标准删除了评估指标分类，修订了部分通行状态评估指标和控制效益指标。原2016版标准通行状态指标包括基本指标和特征指标，本次标准修订删除了通行状态的基本指标，主要是由于基本指标如交通流量、排队长度、平均车速都是一般通用性指标，不能直观反映交通通行状态特征，因此只保留特征指标。通行状态评估指标方面，删除一些和信号控制相关联的指标，如“绿灯启动时刻最大排队长度”、“红灯起亮最大排队长度”、“非协调方向红灯启亮时刻最大排队长度”等，增加了部分直观反映评估对象交通运行状态的指标，如“交通秩序度”、“平均停车率”、“扰动系数”等指标。同时对部分指标的名称和定义进行了完善。原2016版标准的控制效益评估指标包括相对指标和绝对指标。其中相对指标是信号控制调整前后特征指标变化幅度的指标，但不同指标均未着眼于控制目标开展测评，实际应用过程中难免存在同一交通运行状态下不同指标测定结果相互矛盾、此消彼长的情形，故而难以客观、精准地反映交通控制效益，无法有效达成信号控制效果评估对于实际配时优化工作的方向引领和靶向提升作用。关于第6章“控制效益评估指标选取”较原2016版标准增加了章节“控制效益评估指标选取”，包括评估对象控制目标和评估指标选取两部分内容。根据评估对象所处的不同通行状态，选择相应的控制目标。对于单点、干线和区域评估对象，当通行状态处于或接近于饱和状态时，建议优先选用“均衡调控”目标，并兼顾单点“效率提升”目标；当通行状态处于非饱和状态时，建议优先选用“效率提升”目标。对于公交优先和慢行过街特殊评估对象，当通行状态处于饱和状态时，建议依次优先选用“优先通行”、“效率提升”目标；当通行状态处于非饱和状态时，建议依次优先选用“效率提升”、“安全保障”目标。不同评价对象交通信号控制效益控制目标见表1。评估对象控制目标评估对象控制目标效率提升安全保障优先通行均衡调控单点高峰（饱和）●○●非高峰（非饱和）●○干线高峰（饱和）○●非高峰（非饱和）●○区域高峰（饱和）○●非高峰（非饱和）●公交优先高峰（饱和）●○非高峰（非饱和）●○慢行过街高峰（饱和）●○非高峰（非饱和）○●注：“●”为评价对象关键控制目标，“○”为评价对象基础控制目标。其中，关键控制目标为信号控制方案优化的直接导向性目标，基础控制目标为信号控制优化的间接保障性目标。根据评估对象的控制目标，选择评估指标开展交通信号控制效果评估工作。评估工作采用核心指标、一般指标、关联指标相结合的方式进行综合评估。其中核心指标为必要性指标，反映评价对象的最核心特征指标；一般指标为推荐性指标，用于对评价对象进行辅助测评；关联指标为约束性指标，要求在提升核心指标的同时不会显著恶化对应的关联指标，评估对象指标选取见表2。评估对象指标选取评估对象控制目标指标类型指标名称评估对象通行状态单点高峰（饱和）均衡调控核心指标最大二次排队比效率提升核心指标单位绿灯通过量一般指标机动车平均停车次数安全保障关联指标相位清空率非高峰（非饱和）效率提升核心指标绿灯利用率一般指标平均停车延误安全保障关联指标行人过街时间保障率干线高峰（饱和）均衡调控核心指标协调方向路段排队比率效率提升一般指标协调方向单位绿灯通过量均衡调控关联指标非协调方向最大排队长度非高峰（非饱和）效率提升核心指标协调方向不停车通过率效率提升一般指标协调队列比安全保障一般指标协调方向速度变异系数区域高峰（饱和）均衡调控关键指标区域负荷均衡度效率提升一般指标区域交叉口平均排队长度非高峰（非饱和）效率提升关键指标区域车辆平均行程速度一般指标区域交叉口平均停车次数公交优先高峰（饱和）优先通行核心指标公交车平均行程速度一般指标公交车平均等待时长均衡调控关联指标社会车辆最大排队长度非高峰（非饱和）效率提升核心指标公交准点率优先通行一般指标公交车不停车通过率关联指标社会车辆平均等待时长慢行过街高峰（饱和）效率提升核心指标行人过街平均等待时长安全保障一般指标行人闯红灯违法率效率提升关联指标机动车平均停车次数非高峰（非饱和）安全保障核心指标行人过街时间保障率效率提升关联指标平均停车延误关于第7章“评估指标测定”为保证获得客观公正的评估结果，较原2016版标准增加了章节“评估指标测定”。对评估指标的测定时间、样本量要求、测定方法进行了规定。评估指标测定应在信号控制方案实施一周前后分别进行，同时需要排除交通干扰较多的日期。为保证测定的样本量，单点评估单项指标测定时长应不少于10个周期；干线评估单项指标测定频次应不少于3次，与干线相交的道路应不少于2条；区域评估单项指标测定应选择3对以上不同起终点，区域评估单项指标测定应选择3对以上通过该区域的不同起终点的路径，且路径之间的路段重复率应不超过三分之一。各种评估指标测定采用现实中容易实施的方法，尽可能通过现代化的信息技术手段获取评价指标所需数据。关于第8章“评估流程及方法”增加通行状态及信号控制效益评估流程，明确对各类评估对象开展交通通行状态和信号控制效益评估的具体流程和方法。关于“附录”增加附录部分，将2016版标准的第5章“通行状态评估指标计算”、第6章“控制效益评估指标计算”调整到附录A和附录B，增加附录C控制效益综合评估指数计算。并根据修订的通行状态和控制效益评估指标，对各项指标的计算方法进行描述。2、标准中英文内容的汉译英情况本文件中标题的英文由标准编制组翻译，经过公安部交通管理科学研究所具有海外经历的华璟怡博士校核，认为汉译英内容能够准确表达其含义，翻译语句通顺，符合英语语法规范。四、主要试验验证结果及分析本文件中规定的通行状态与控制效益评估指标及方法已在公安部交通管理科学研究研发的在线交通信号控制效能测评软件中实现，并对泰安、大同等城市城区道路信号配时优化效果进行了评估，通过试验与应用验证了标准中相关技术条款合理性和可行性。标准水平分析美国《道路通行能力手册》（HCM）采用控制延误作为信号交叉口服务水平的评价标准，只能评价交通信号控制效益的一个方面。日本规定以车流量与通行能力的比值(V/C)来划分服务水平等级，评价方法主要是出自经济方面的考虑，注重投资效益，未从道路使用者角度对道路服务水平进行评价。《道路交通拥堵度评价方法》（GA/T115-2020）规定了道路平面交叉口及区间路段交通拥堵度的评价指标和方法，仅适用于城市道路、公路的平面交叉口及区间路段交通拥堵的评价，无法满足道路通行状态和控制效益评估的应用需求。《道路交通拥堵经济损失评估指南》（GA/T1248-2015）对城市交通拥堵引起的经济损失进行评估，未涉及各类信号控制方式下交通运行状况和控制效果评估。公安部《城市道路交通管理评价指标体系》（2019版）中制定了灯控率、交叉口阻塞率、延误、车速指标等类似指标，但是其出发点是评价道路交通管理秩序水平，并未提出针对道路通行状态和控制效益的评估体系。《道路交通信号控制系统通用技术要求》（GB/T39900-2021）规定了道路交通信号控制系统的系统结构、功能要求、性能指标、通信要求、安全要求、测试要求、运维管理等内容，适用于道路交通控制系统的规划、设计、建设、测试及应用，本文件为开展道路交通信号控制优化效果评估提供技术支撑。本文件在制订过程中，充分考虑我国交通信号配时优化、信号控制效能测评的技术发展现状和应用场景需求，统筹完备性、实用性、可操作性等方面，制定的技术内容合理可行，并与现行标准协调一致。本文件的制订，能够规范引领行业发展，技术内容处于国内领先水平