高速公路交通控制對策及發(fā)展方向

蘇文博

(呼蘭養(yǎng)路總段呼蘭段，黑龍江 呼蘭 150500)

高速公路交通控制對策及發(fā)展方向

蘇文博

(呼蘭養(yǎng)路總段呼蘭段，黑龍江 呼蘭 150500)

伴隨我國整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，交通流量和交通擁擠以及交通事故都呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢。在此情況下，高速公路的發(fā)展面臨著非常嚴(yán)峻的形勢，必須要采用更加科學(xué)的管理與控制方法，才能有效的提升高速公路的利用率。主要從入口匝道與主線兩個(gè)角度論述了高速公路交通控制的對策，然后對其發(fā)展方向進(jìn)行了深入的探討。

高速公路；交通控制；對策；發(fā)展方向

1 入口匝道的控制對策

1.1 關(guān)閉控制

如果入口匝道波動(dòng)較為嚴(yán)重，對其進(jìn)行關(guān)閉控制，能夠發(fā)揮一定的調(diào)節(jié)作用，但是相對來說，其限制性比較大，靈活性比較小，如果在使用過程中出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)惹闆r，則無法促進(jìn)高速公路通行能力的提升，還很有可能造成替代線路負(fù)荷的增加。所以，關(guān)閉控制的方式具有一定的適用條件，只能在特定情況下采用這種措施。

1.2 定時(shí)控制

定時(shí)控制是一種比較簡單的控制匝道的方法，其選擇調(diào)節(jié)率主要依據(jù)的是實(shí)際需求與歷史需求的關(guān)系，是一種相對來說較為機(jī)械的調(diào)節(jié)方法。定時(shí)控制方法的運(yùn)用要結(jié)合高速公路主線的交通流與匯合流以及匝道上交通流的觀測值，并以此為基礎(chǔ)確定信號的周期，以平衡高速公路的通行能力。采用定時(shí)控制的方式，匝道運(yùn)行信號的周期是固定的，周期中信號的配時(shí)由調(diào)節(jié)形式所決定，通常有單車與車隊(duì)調(diào)節(jié)兩種方式。

1.3 感應(yīng)控制

在應(yīng)用定時(shí)調(diào)節(jié)的方法來控制交通量時(shí)，無法適應(yīng)上游交通量需求的變化。因此，可以采用感應(yīng)控制的方式來對入口匝道的交通量進(jìn)行調(diào)節(jié)。運(yùn)用這種方法使得調(diào)解率的確定不再取決于以往的觀測值，而主要是受到現(xiàn)場觀測交通數(shù)據(jù)的影響，也就是說調(diào)解率的確定主要是以實(shí)時(shí)交通量的檢測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，所以能夠?qū)﹄S機(jī)變化的交通量進(jìn)行響應(yīng)。

1.4 模糊控制

高速公路交通系統(tǒng)控制的難點(diǎn)在于其隨機(jī)性與復(fù)雜性，很難用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型對其進(jìn)行描述。國內(nèi)外進(jìn)行的相關(guān)研究也對此提出了多種控制算法。交通系統(tǒng)的情況比較復(fù)雜，單憑數(shù)學(xué)模型很難做到準(zhǔn)確的反映其真實(shí)的情況，最重要的是，算法本身復(fù)雜性非常高。因此，種種情況使得交通控制系統(tǒng)取得的效果非常的有限。而模糊控制方法徹底擺脫了精確數(shù)學(xué)模型的限制，并且能夠合理的利用人的控制經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對人腦思維的模仿。通過模糊運(yùn)算方法，來促進(jìn)定性與定量的統(tǒng)一，大大提升了高速公路匝道車輛匯入主線的實(shí)時(shí)性與有效性。

2 主線的控制對策

2.1 可變限速控制

在高速干道上，設(shè)置可變車速情報(bào)的標(biāo)志，對行駛司機(jī)進(jìn)行警告和引導(dǎo)，使其按照交通指示，以建議的速度行駛，并保持車速平穩(wěn)，進(jìn)而能夠有效提升瓶頸路段通行車輛的能力。

2.2 可逆車道控制

在高速公路主線上，由于高峰期交通量在方向方面經(jīng)常會(huì)呈現(xiàn)出較大的不平衡，可以采用可逆車道的控制方法，依據(jù)交通量對車道方向隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，維持方向平衡。

2.3 車道封閉控制

在高速公路上經(jīng)常會(huì)看到亮綠色的垂直箭頭，也會(huì)看到紅色的“X”箭頭，即為車道通行與封閉的標(biāo)志?？梢酝ㄐ袝r(shí)，指示標(biāo)志為綠色垂直箭頭，而如果由于車道養(yǎng)護(hù)等需要，則指示標(biāo)志為紅色“X”箭頭。在交通量處于高速干道通行能力之下時(shí)，這種控制方法相對而言最為有效。

3 高速公路交通控制的發(fā)展方向

3.1 交通控制系統(tǒng)智能化

自動(dòng)控制理論是一門綜合性的新興學(xué)科，交通控制系統(tǒng)伴隨自動(dòng)控制理論的發(fā)展也取得了很大的進(jìn)步。交通控制系統(tǒng)綜合運(yùn)用了自動(dòng)控制理論和檢測以及通信與視頻技術(shù)等，其中與自動(dòng)控制理論的關(guān)系最為密切。在其影響下，交通控制系統(tǒng)在今后將從定時(shí)控制方式等朝著智能控制的方式發(fā)展，智能化水平將不斷提升。具體的說，在進(jìn)行交通控制的過程中，不僅需要數(shù)學(xué)模型與計(jì)算機(jī)仿真等技術(shù)，更加需要人的參與，才能取得最好的控制效果，也就是智能化的交通控制方式。

當(dāng)前時(shí)期，很多學(xué)者都對智能交通控制的策略進(jìn)行了研究。雖然該控制理論目前還處于初級階段，但已有的研究結(jié)論表明，智能控制是對現(xiàn)有交通問題進(jìn)行解決的最為有效的途徑，同時(shí)也有助于促進(jìn)智能控制理論的進(jìn)步與發(fā)展。在未來，智能交通控制系統(tǒng)，將以變結(jié)構(gòu)智能控制和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制為主，這兩種系統(tǒng)各有自身的運(yùn)用優(yōu)勢。就變結(jié)構(gòu)智能控制系統(tǒng)而言，其具有三個(gè)層次，分別為控制級與協(xié)調(diào)級以及組織級?？刂萍壍墓δ苤饕菍煌Ｊ降淖R別，并且對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行實(shí)時(shí)的選擇，最后對性能指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化與計(jì)算等，以此來對匝道控制的規(guī)律進(jìn)行確定，協(xié)調(diào)級主要是通過在線學(xué)習(xí)的方式，對各匝道控制器的協(xié)調(diào)向量進(jìn)行確定，并且將協(xié)調(diào)向量和預(yù)報(bào)信息傳輸給控制級，同時(shí)還要接受另外兩級的信息。

3.2 交通控制系統(tǒng)“動(dòng)”“靜”結(jié)合

高速公路如果單純采用靜態(tài)控制方法，很難取得理想的控制效果，在緊急情況下，控制系統(tǒng)很難適應(yīng)。動(dòng)態(tài)控制雖然適應(yīng)能力比較強(qiáng)，但是需要應(yīng)用的設(shè)備較多，并且比較復(fù)雜。所以，在未來，交通控制系統(tǒng)必然是靜態(tài)控制與動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)相結(jié)合的控制方式。我國目前高速公路的設(shè)計(jì)能力在交通量之上，道路本身具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力。在對匝道進(jìn)行控制時(shí)，靜態(tài)控制的方法雖然簡單，但與交通量預(yù)報(bào)相結(jié)合以后，與我國高速公路的控制現(xiàn)狀非常適應(yīng)。通過改進(jìn)傳入的靜態(tài)控制方法，可以有效提升控制算法的性能及其適應(yīng)力。總的來說，動(dòng)靜結(jié)合的控制方法對我國未來高速公路交通控制具有非常大的應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié) 語

主要從入口匝道與主線兩個(gè)方面，對高速公路交通控制的對策進(jìn)行了分析，并且對未來的發(fā)展方向進(jìn)行了探討，認(rèn)為動(dòng)靜結(jié)合與智能化是未來高速公路交通控制的主要發(fā)展方向，這兩類控制方法也將對我國高速公路交通控制系統(tǒng)的發(fā)展發(fā)揮出巨大的促進(jìn)作用。

[1] 田旭旺, 張代勝. 高速公路交通控制策略分析[J]. 公路交通科技:應(yīng)用技術(shù)版，2008，(10):185-187.

[2] 徐琛. 基于自適應(yīng)模糊控制及主線控制的高速公路交通控制研究[D]. 東南大學(xué)，2010.

U415.1

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1008-3383(2017)10-0214-02

2017-05-06