信號交叉口混合交通流的控制與誘導協(xié)同研究

劉林祥

摘要：在社會發(fā)展進程中，交通系統(tǒng)占據(jù)著重要的地位，主要為運輸、商務交流等提供重要的基礎條件，為城市經(jīng)濟的發(fā)展奠定基礎。伴隨著城市交通行業(yè)與信息化技術(shù)等的發(fā)展，使得新型智能交通系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，其實現(xiàn)了交通運行的現(xiàn)代化，進而形成了先進的交通管理系統(tǒng)（ATMS）與先進的交通信息系統(tǒng)（ATIS），而相對應的就包含著城市交通控制系統(tǒng)（UTCS）與城市交通流誘導系統(tǒng)（UTFGS）。為實現(xiàn)智能交通系統(tǒng)運行的高效性與科學性，必須重視UTCS與UTFGS的相互協(xié)調(diào)，以求為交通系統(tǒng)建設提供重要的技術(shù)支撐。為此，該文就信號交叉口混合交通流的控制與誘導協(xié)同展開了分析與探究。

關(guān)鍵詞：信號交叉口；交通流；UTCS；UTFGS；協(xié)同

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）18-0236-02

新時期，我國城市道路得到了全面的發(fā)展，車輛也在不斷增加，這勢必會為城市交通構(gòu)成新的負擔，進而會產(chǎn)生更多的交叉路口，這就需要強調(diào)交通控制系統(tǒng)與誘導系統(tǒng)的相互協(xié)同，以求實現(xiàn)對交通系統(tǒng)的科學性控制，以提高交通管理水平。在交叉路口，行人與機動車、機動車與車輛間易產(chǎn)生干擾，特別是機動車與非機動車形成一定的干擾，會在一定程度上對交通系統(tǒng)形成阻礙，極易引發(fā)安全事故，會造成嚴重人員傷亡，也會對社會形成惡劣的影響。為實現(xiàn)交通系統(tǒng)的運行效果，必須強調(diào)UTCS與UTFCS相互協(xié)同，制定合理的組織方案，其該系統(tǒng)的設計對象為機動車，能獲取相關(guān)的動態(tài)化數(shù)據(jù)，以求為ATMS系統(tǒng)的運行提供重要的信息支撐與數(shù)據(jù)支持。

1交通控制系統(tǒng)與誘導系統(tǒng)協(xié)同簡述

在交通系統(tǒng)中，UTCS就是指在交叉口位置的進口或出口區(qū)域的車道周邊設置一定的車輛檢測裝置，如感應線圈。在通訊線路的條件下，能及時和控制中心的相關(guān)電子設備進行連接，結(jié)合所檢測到的實時交通數(shù)據(jù)信息，充分滲透控制思想與軟件資源，及時對路網(wǎng)系統(tǒng)中的信號燈進行合理的分配，以得出科學的配時方案。同時結(jié)合交通運行實況來對整個信號燈配置情況實施動態(tài)化調(diào)整處理，以保證車輛能夠科學、有序的流動，以保證整個交通道路運行的暢通性。此外，還要及時路口車流時間進行科學的調(diào)整，及時控制好車輛通行與等待的具體時間，這會使得整個車流量在路網(wǎng)時間上的分布發(fā)生了一系列的變化，進而降低交通流沖突情況的發(fā)生概率，以提升道路通行效果。

UTFGS主要借助車載的計算機顯示屏、情報板、誘導廣播等相關(guān)的通訊方法，結(jié)合信息檢測系統(tǒng)所收集到的基本交通信息、車輛信息等，增強理論認知，將實時動態(tài)分配理論作為核心性內(nèi)容，結(jié)合GIS、計算機設備、GPS與通信等創(chuàng)新性的技術(shù)要素，及時為駕駛員提供動態(tài)化信息，進而選擇最佳路徑，能及時獲取實時動態(tài)信息，以實現(xiàn)對交通流的科學性平衡。該系統(tǒng)的運行，從本質(zhì)上來講，就是對網(wǎng)絡環(huán)境已然發(fā)生或即將發(fā)生的存在一定意向并向目的地進行行駛開展非限制性的調(diào)整處理，以實現(xiàn)在不同道路中改變正在行駛的車輛數(shù)量，以實現(xiàn)對路網(wǎng)系統(tǒng)中車輛的合理化分布，進而最大程度上減輕交通系統(tǒng)所構(gòu)成的壓力，以增強道路系統(tǒng)的通行率。整個交通系統(tǒng)具有不平衡、非線性和開放性等特點，將耗散理論滲透到交通系統(tǒng)管理之中，即可了解整個交通系統(tǒng)屬于自己組織與布控的。為實現(xiàn)交通系統(tǒng)運行的高效性，應強調(diào)各要素與各子系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展，做好各子系統(tǒng)的相互使用、相互協(xié)同與相互匹配，且控制的基本策略能夠伴隨著所獲取的實時交通數(shù)據(jù)出現(xiàn)了一系列的變化，在此控制策略下車流會發(fā)生變動，且子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)相互協(xié)調(diào)，進而發(fā)生了自組織情況，這樣可大大提升路網(wǎng)系統(tǒng)中車流井然有序的運行。進而可得知，整個交通系統(tǒng)屬于一個系統(tǒng)而協(xié)同性的結(jié)構(gòu)。

2交叉口的交通特性與協(xié)同模型構(gòu)建

2.1交通流的控制特性

在城市交通運行過程中，交叉口數(shù)量在不斷增加，其中涉及對象有行人、機動車與非機動，分別了解行人、機動車、自行車等的基本交通特性，通過對各項元素交通特性的控制，能為交通流控制提供重要的數(shù)據(jù)支撐與思想條件。為了實現(xiàn)交通流控制與誘導系統(tǒng)的協(xié)同化處理，必須加強對各項要素的管控，強調(diào)對交叉口位置信號的科學性配置，充分利用好智能化交通系統(tǒng)這一關(guān)鍵平臺，處理好交通流問題，合理配置交通資源，以求最大程度上提高交叉口交通流運行的高效性與科學性。

2.2信號交叉口混合交通流的控制與誘導協(xié)同處理

作為城市道路網(wǎng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成元素，信號交叉口扮演著重要的角色，其在暢通性上的表現(xiàn)對行人、非機動車與機動車的運行效率、速度等具有很大的影響。系統(tǒng)的運行，主要是借助信號燈的控制性，在時間問題上能讓存在沖突的交通流發(fā)生一定的分離，這會提升機動車、非機動車與行人的安全通行，也會造成非機動車、機動車行車的周期性停駛，這樣在出行時間上會發(fā)生一定的延誤與推遲。伴隨著城市交通量的不斷增加，諸多的信號交叉口逐步在增多，這對于整個交通系統(tǒng)會構(gòu)成瓶頸效應，交通安全問題也更為突出。為發(fā)揮好交通系統(tǒng)的運行效率，必須加強對信號交叉口交通流的控制，及時處理好與誘導系統(tǒng)的相互協(xié)同，這是提高城市交通運行效益的主要途徑。

結(jié)合交叉口混合交通流的基本特性，及時處理好UTCS與UTFGS間的協(xié)同組織關(guān)系，將行人與非機動車交叉口位置會產(chǎn)生一些影響的因子，需要構(gòu)建相配套的交通控制與誘導系統(tǒng)的協(xié)同化模型，打造和諧、人性化的交通運行體系，這可為交通系統(tǒng)的高效運行提供重要條件，這也可為城市交通的服務提供重要的理論方法與重要依據(jù)。

建立交通控制系統(tǒng)與誘導系統(tǒng)的協(xié)同化處理，構(gòu)建相應的模型，從本質(zhì)上來講，就是科學設定協(xié)同系統(tǒng)模型的具體約束條件、協(xié)調(diào)性變量、目標函數(shù)、關(guān)聯(lián)變量等參數(shù)進行科學性控制，找尋高效的模型求解算法，以求為系統(tǒng)模型提供條件。建立模型時，必須遵循系統(tǒng)最優(yōu)化原則，合理分配交通信號，對整個交通系統(tǒng)進行科學配置，合理控制與誘導交通流，對整個路網(wǎng)的基本性能進行完善與優(yōu)化，以求最大程度上降低路網(wǎng)的實際擁擠度，強調(diào)交通流控制與誘導系統(tǒng)的系統(tǒng)，采取全局優(yōu)化法，如博弈模型、數(shù)學規(guī)劃模型與混合優(yōu)化模型等，實現(xiàn)對UTCS與UTFGS的優(yōu)化性設計與協(xié)同化組織。

例如，在對交通流分配時間配置上，且交通控制系統(tǒng)就是為交叉口位置的車輛提供分配時間上的通行權(quán)，在系統(tǒng)控制方法上，若在整個系統(tǒng)模型之中，僅僅需要考慮單點位置車輛的延誤，不會讓UTFGS達到更為理想的效果。由此可見，在行人流量較大、自行車流量較大的時間段，在機動車時間段分配上，存在著行人與自行車爭搶相關(guān)通行權(quán)的情況，這會對道路安全問題構(gòu)成安全威脅。建立一定的協(xié)同模型，要充分結(jié)合交叉口位置的交通運行情況、擁擠程度等信息，還要充分了解即將會發(fā)生的問題，及時考慮交通控制的動態(tài)特性與交通誘導，成立一定的協(xié)同機制，充分遵循系統(tǒng)最有原則，進而保證控制策略的實施，能夠?qū)崿F(xiàn)城市交通流控制與誘導系統(tǒng)的協(xié)同，可為城市交通系統(tǒng)的運行提供重要條件。

打造更為完善的交通控制與誘導系統(tǒng)協(xié)同模型，可通過對各項動態(tài)化數(shù)據(jù)的調(diào)整與變化，來達到理想的交通運行效果。在控制系統(tǒng)與誘導系統(tǒng)中，會涉及周期、行人行進速度、綠信比、流入率與通行能力等各項參數(shù)，強調(diào)各項參數(shù)的相互協(xié)同，進而在系統(tǒng)的誘導下，能將出行費用與控制延誤所產(chǎn)生的費用總和大大降低，進而減少經(jīng)濟損失，以求最大程度上實現(xiàn)整個交通系統(tǒng)運行的高效性，能促進城市交通經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

3結(jié)束語

綜上所述，在城市發(fā)展進程中，交通系統(tǒng)扮演著重要的角色，其主要為交通運輸、物流發(fā)展、經(jīng)濟貿(mào)易等提供重要的交通條件。新時期，為促進城市交通系統(tǒng)的全面建設，應將信息技術(shù)與科學技術(shù)滲透到交通系統(tǒng)之中，打造智能交通管理系統(tǒng)，以實現(xiàn)對城市道路交通的動態(tài)化、實時控制，還能實現(xiàn)在線誘導的效果，強調(diào)城市交通控制系統(tǒng)與誘導系統(tǒng)的相互協(xié)同，這對于城市交通運行具有重要的作用。為全面促進城市交通事業(yè)的發(fā)展，應強調(diào)UTCS與UTFCS的協(xié)同化處理，這在ATMS與ATIS中發(fā)揮著重要的作用與價值意義。endprint