济南交警创新道路交通管理系列报道（下） 智能信号控制让隧道交通有了“安全管家”
随着经济的迅速发展和城市化进程加快，机动车和驾驶人数量剧增，道路交通安全问题越来越严重。而隧道内的交通拥堵问题有别于其他道路环境，存在着极大的安全隐患，一旦发生事故，进入隧道的车辆如果得不到有效控制，不但会增加隧道内原有车辆疏散的难度，还会增加发生次生事故的概率。
济南城区南部多山，根据市政道路建设需要建设了5条隧道。为保障济南城区隧道的交通安全，济南市公安局交警支队在全国独创了“集装箱移动式”隧道智能自适应信号控制系统，并在城区多条隧道安装使用。该系统通过信号联动、总量调控、进出平衡等策略，有效保障隧道内的交通安全。
创新研发隧道智能自适应信号控制系统
开元隧道位于济南市旅游路和二环东路交叉口西侧的平顶山下，隧道自2006年6月正式建成通车，是济南市第一座市政隧道，也是济南市区内最长的隧道。随着济南车辆的不断增长及东部新区的日渐发展，开元隧道的交通压力越来越大。尤其是早高峰阶段，开元隧道自西向东车流密集，几乎每天都会在隧道内出现拥堵现象。
据交警部门对开元隧道进口及出口的交通流量调查，自西向东早高峰时每小时有2573辆车需要进入开元隧道，而出口自西向东早高峰时只能“释放”2272辆，剩下的301辆车就“压”在了隧道里，高峰期隧道内每条车道平均有700米长的车辆排队。
开元隧道特有的“S”形状，使其通风效果和可视距离都受到极大的限制，比直通型的隧道存在更多的弊端。大量车辆在隧道内拥堵，致使隧道内产生大量的尾气，严重影响着驾乘人员的身心健康。在此情况下，如果隧道内发生紧急事件，无法使车辆在进入隧道前得到有效控制，已经在隧道内的车辆因为隧道特有的通行条件难以被快速疏散，出现进无可进、退无可退的状况，一起很小的事故很有可能演变成大的事故。
如何减少隧道内的车辆滞留，保证隧道内的存车数处于较为安全范围内？2012年8月，济南市公安局交警支队开始实施隧道智能自适应信号控制系统建设，率先在全国智能交通领域实现了隧道智能自适应信号控制。
隧道智能自适应信号控制系统整合了流量检测系统、信号控制系统及诱导系统，实现了流量检测、信号与诱导三大系统的实时联动。它利用信号灯的调流作用，采取“信号联动、总量调控、进出平衡、集装箱移动式”的信号控制策略，使隧道中的车像“集装箱”一样被“一箱箱”放行。在该系统的作用下，实现了对进入隧道车流量的自适应适量化调控，使隧道内的车辆始终保持在安全可控的范围之内。一旦隧道内发生交通事故或交通意外造成车辆排队时，该系统会给隧道外的车辆及时发出“红灯”预警，并通过诱导提示，达到便于隧道内车辆疏散和撤离的目的，减少次生事故发生的概率。
“会思考”的智能信号灯可根据隧道内车辆拥堵情况随时变换
在东部城区上班的济南市民张先生每天上下班开车必须经过开元隧道，隧道智能自适应信号控制系统建成后，他感到了明显的变化：“绿灯时进入隧道，出隧道口时恰好也是绿灯，再也不会被堵在隧道里，太神奇了。”
神奇的背后，有着济南交警大量的工作支撑。隧道智能自适应信号控制系统建设之初，济南交警部门进行了长时间的现场调研测算工作，并根据调研情况出台了契合实际情况的建设意见。
如何实现对进入隧道车流的适量化控制，保障隧道内行车的安全？根据现场调研测算结果，济南交警在开元隧道内埋设地磁检测器，基于无线通信及传感技术，进行人车路信息的主动感知，检测隧道内车辆排队长度及进出隧道的车流量，并根据排队长度触发信号控制方案，让信号灯“会思考”，能根据车流量自主切换。
2013年，开元隧道信号灯实现了单灯的智能化，通过隧道内埋设的地磁检测器，检测隧道内车辆排队长度及进出隧道的车流量，自动算出红灯时间。
2014年，开元隧道的信号灯再次升级，与旅游路鱼翅皇宫大酒店路口、环山路路口、二环东路路口联动，实现了进隧道的车流量与出隧道的车流量保持一致。“根据前期测量，隧道内自西向东排队长度最长为326米，自东向西排队长度最长为140米，车辆都能在一个信号周期内到达隧道出口处。”济南市公安局交警支队交通处处长赵庆彬说。
3月15日7时50分，记者在开元隧道西口看到，进入隧道的车流量逐渐增大。8时左右，隧道内开始出现车辆拥堵情况，西口的信号灯自动变为红灯，旁边提示语显示“隧道拥堵禁止驶入”。
据了解，为了缓解早高峰开元隧道内的拥堵压力，济南交警部门在靠近隧道东口400米处埋上了地磁感应线圈。如果由西往东行驶的车辆拥堵超过400米，西口信号灯会自动变换为红灯，禁止车辆驶入隧道；拥堵长度小于400米时，信号灯转换为绿灯放行。据介绍，此举是因为隧道内的空间相对来说较为封闭，大量机动车积压在隧道内会排放大量的污染物，甚至可能引发老旧机动车自燃等事故。此外，如果驾驶人长期在光线昏暗的封闭空间内，焦躁的情绪也会随之加剧，极易引发交通事故。
平衡车辆进出，将隧道内车辆拥堵降到最低
“隧道智能自适应信号控制系统保证了隧道进口进去多少车，出口就能放行多少车，避免了大量车辆拥堵在隧道内的情况，保障了隧道的通行安全。”赵庆彬说。
经过多年的观察，济南交警部门建设的隧道智能自适应信号控制系统达到了预定的控制目标：开元隧道内双向的车辆队尾都能够在一个信号周期到达隧道出口处，基本实现了隧道内不出现长距离拥堵情况。目前，开元隧道西向东方向，高峰时每个信号周期大约可以放行130辆车，高峰期隧道内的车辆排队数量锐减，排队长度较为稳定。
开元隧道的隧道智能自适应信号控制系统安装运行之初，部分市民并不理解支持。仅2015年4月，济南12345市民服务热线接到的有关“开元隧道信号灯是否异常”的投诉询问就有7单。投诉集中在早晚高峰期间，在早高峰时段，多是质疑东口信号灯的；晚高峰时段，多是质疑西口信号灯的，大都反映信号灯绿灯时间太短、红灯时间太长。
以2015年4月19日济南市民反映的情况为例，济南交警部门查看了当日晚高峰期间开元隧道西口信号灯配时：西向东放行时间为64秒，东向西放行时间为93秒。同一时间此处的交通流量为：西向东车流量每小时1326辆，东向西车流量每小时1878辆。由于早晚高峰期车流量大，进入隧道车辆增多，红灯自动延长时间限制车辆进入。
经过一段时间的运行，济南市民渐渐感受到了新系统带来的新变化。济南市民王先生说：“隧道进口安装红绿灯，以前我也不理解，原来开车到达隧道口直接驶入就可以，现在还得在隧道外等候信号灯放行，但现在我体会到交警部门的用心了。开元隧道改造之前，我几乎天天都被堵在隧道里，那么多车停在里面，车窗外的空气都呛人。现在，我们在一个红绿灯的时间不停车就能穿过隧道，再也不会被堵在隧道里面受憋屈了。”
济南交警部门建设的隧道智能自适应信号控制系统坚持“以人为本，安全出行”的理念，对隧道内交通流量进行合理化调控，使隧道内的车辆始终保持在安全可控的范围之内，在很大程度上降低了交通事故的发生概率。
目前，除开元隧道安装了隧道智能自适应信号控制系统外，济南交警部门在济南新建的二环南路老虎洞山隧道等都设计安装了该系统。下一步，该系统还将在济南市城区所有隧道推广应用，确保隧道内交通安全。控制目的：隧道内排队尾车在一个周期内至少放行到隧道出口控制策略：信号联动，总量调控，进出平衡，“集装箱移动式”控制方案
开元隧道交通控制示意图。 （济南市公安局交警支队提供）