道路車流量管理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

熊建平

（浙江吉利控股集團(tuán)有限公司，浙江杭州 310051）

0 引言

目前城市車輛保有量越來越大，道路交通壓力也越來越大，城市道路交通堵塞嚴(yán)重。不管采用何種道路交通模式，道路的通行能力都是有限的，當(dāng)車流量處于超負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，容易發(fā)生交通事故和交通堵塞，同時(shí)道路通行效率將大幅下降。隨著將來車輛不間斷通行模式的產(chǎn)生，就需要一種新的相關(guān)交通管理控制技術(shù)，特別是對道路上的車流量進(jìn)行管理和控制的技術(shù)，對道路上的車流量進(jìn)行管理和控制是保障道路交通暢通的最主要手段。

1 道路車流量管理控制系統(tǒng)的構(gòu)成和布置

該系統(tǒng)包括道路車流量監(jiān)測裝置、道路預(yù)警信號裝置、違規(guī)抓拍裝置、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、周邊道路交通狀況顯示牌等設(shè)施，如圖1所示。

道路車流量監(jiān)測裝置安裝在道路上，特別是安裝在干道上，道路上每間隔一定距離安裝一個(gè)道路車流量監(jiān)測裝置，間隔距離最好在1 km以內(nèi)；道路預(yù)警信號裝置安裝在道路上和道路入口處，其中安裝在道路上的道路預(yù)警信號裝置要優(yōu)先安裝在道路出口的前方位置；違規(guī)抓拍裝置安裝在道路入口處；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)安裝在機(jī)房；周邊道路交通狀況顯示牌可以安裝在小區(qū)、單位、車庫、公共場所、道路上等處。以上設(shè)施通過有線或無線的方式相連接。

2 道路車流量管理控制系統(tǒng)的工作原理

安裝在道路上的道路車流量監(jiān)測裝置負(fù)責(zé)監(jiān)測該位置一定長度道路上的即時(shí)車速、平均車距等指標(biāo)，獲取可以判斷該位置車流量狀態(tài)的數(shù)據(jù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

通過設(shè)定相關(guān)技術(shù)參數(shù)值，可以將道路車流量狀況劃分為4類：正常狀態(tài)以內(nèi)、超負(fù)荷狀態(tài)、接近擁堵狀態(tài)、擁堵狀態(tài)。假設(shè)干道正常車速為60～80 km/h，正常車距為40 m以上，那么可以設(shè)定技術(shù)參數(shù)：車速低于60 km/h，同時(shí)車距小于40 m為超負(fù)荷狀態(tài)；車速低于35 km，同時(shí)車距小于20 m為接近擁堵狀態(tài)；車速低于10 km/h，同時(shí)車距小于10 m為擁堵狀態(tài)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或車流量監(jiān)測裝置根據(jù)車流量監(jiān)測裝置監(jiān)測到的相關(guān)道路的即時(shí)車速、平均車距等指標(biāo)，按照設(shè)定的技術(shù)參數(shù)值即時(shí)判定該位置道路的車流量狀況所屬類別，并自動(dòng)發(fā)送不同的指令給后面附近來車道路上的道路預(yù)警信號裝置和后面附近來車道路入口處的道路預(yù)警信號裝置，使其分別顯示不同的指示信號，該指示信號代表了前方道路的車流量狀況。

道路預(yù)警信號裝置根據(jù)接收到的指令分別顯示不同指示信號，不同的指示信號不僅表示前方道路的車流量狀況，還代表了相應(yīng)的指令：當(dāng)該道路入口處的道路預(yù)警信號裝置的指示信號表示前方道路車流量狀況屬于超負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，則禁止普通車輛從該道路入口進(jìn)入該道路，但允許公交、大中客車等特殊車輛從該道路入口進(jìn)入該道路；當(dāng)該道路入口處的道路預(yù)警信號裝置的指示信號表示前方道路車流量狀況屬于接近擁堵狀態(tài)時(shí)，則只允許公交車輛從該道路入口進(jìn)入該道路；當(dāng)該道路入口處的道路預(yù)警信號裝置的指示信號表示前方道路車流量狀況屬于擁堵狀態(tài)時(shí)，則禁止所有車輛從該道路入口進(jìn)入該道路；當(dāng)?shù)缆飞系牡缆奉A(yù)警信號裝置發(fā)出的指示信號表示前方道路車流量狀況屬于超負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，則正在該道路上向前行駛的車輛應(yīng)考慮是否繞行；當(dāng)?shù)缆飞系牡缆奉A(yù)警信號裝置的指示信號表示前方道路車流量狀況屬于接近擁堵狀態(tài)及以上時(shí)，則正在該道路上向前行駛的普通車輛必須繞行，只有公交和大中客車還可前行；當(dāng)?shù)缆飞系牡缆奉A(yù)警信號裝置的指示信號表示前方道路車流量狀況屬于擁堵狀態(tài)時(shí)，則正在該道路上向前行駛的所有車輛必須繞行。

干道的出口包括進(jìn)入?yún)^(qū)域道路的出口和進(jìn)入附近干道的出口，進(jìn)入附近干道的出口又是附近干道的入口，在進(jìn)入附近干道的出口處也需要安裝道路預(yù)警信號裝置，以控制其他干道的車輛進(jìn)入，當(dāng)該道路前方位置車流量處于超負(fù)荷狀態(tài)，同時(shí)該位置進(jìn)入附近道路的出口處的指示信號也顯示附近道路處于超負(fù)荷狀態(tài)及以上時(shí)，則該道路上的超負(fù)荷狀態(tài)指示信號需要向后延伸。

安裝在道路入口處的違規(guī)抓拍裝置自動(dòng)根據(jù)該處道路預(yù)警信號裝置發(fā)出的指示信號對相關(guān)違規(guī)進(jìn)入車輛進(jìn)行自動(dòng)拍照或攝像等記錄，相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行處理。

周邊道路交通狀況顯示牌根據(jù)從計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或周邊道路預(yù)警信號裝置或周邊道路車流量監(jiān)測裝置處獲取來的信息顯示即時(shí)的周邊道路車流量狀況。

該系統(tǒng)也可以和汽車導(dǎo)航設(shè)備相對接，自動(dòng)引導(dǎo)汽車行駛；該系統(tǒng)也可以直接或間接和網(wǎng)絡(luò)相連接，將獲取到的道路車流量信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，以供人們查詢。

3 總結(jié)與討論

綜上所述，該系統(tǒng)相當(dāng)于城市道路交通的神經(jīng)中樞系統(tǒng)，是一個(gè)真正的智能化管理系統(tǒng)，通過每時(shí)每刻監(jiān)測各處道路的車流量狀況，發(fā)送不同指令自動(dòng)控制道路入口的車輛進(jìn)入，使多余的車流量沒有機(jī)會(huì)開到道路上去，而正在道路上行駛的車輛也會(huì)被及時(shí)提醒,指引避開車流超負(fù)荷或接近擁堵的道路，從而確保道路車流量不超負(fù)荷，使得堵車無從發(fā)生。

同時(shí)該系統(tǒng)保障了公交和大中客車等特殊車輛的優(yōu)先通行權(quán)，確保其能夠全天候自由暢行。而傳統(tǒng)的公交優(yōu)先模式是采用了公交專用道路，實(shí)際上公交專用道路的通行量是很低的，因?yàn)楣卉囕v的流量是非常少的，所以存在著嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，同時(shí)它也保證不了公交的高效和暢通，因?yàn)樗鼰o法避免紅綠燈和堵塞。本系統(tǒng)實(shí)行的是道路兼容、保障暢通、通行優(yōu)先的模式。

該系統(tǒng)可以和導(dǎo)航設(shè)備相對接，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)、顯示牌讓人們隨時(shí)隨地能夠了解周邊及其他地方的道路車流量狀況，讓駕乘者能夠主動(dòng)耐心地等候在家里、車庫里，或工作、休閑場所等地，從而避開通行高峰，是一個(gè)最人性化的系統(tǒng)。