城市道路交通信號(hào)控制策略的應(yīng)用分析

伍 丹 張 俊

南京萊斯信息技術(shù)股份有限公司 江蘇 南京 210000

通過(guò)對(duì)我國(guó)的城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)行相應(yīng)的分析我們可以發(fā)現(xiàn)其建設(shè)進(jìn)程不斷加快，在此基礎(chǔ)上，國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平等方面也不斷提高，車輛數(shù)量也不斷增加。但正因如此，人們?cè)诔鲂袝r(shí)容易發(fā)生交通事故的概率也有所提升。目前，我國(guó)意外傷亡事件當(dāng)中因?yàn)檐嚨湴l(fā)生的比例在百分之五十以上。由此，我們可以看出交通事故發(fā)生的概率相對(duì)較大。為了有效避免這種狀況，保護(hù)人們的出行安全，在具體對(duì)交通道路進(jìn)行把控和管理時(shí)也應(yīng)當(dāng)不斷完善交通基礎(chǔ)設(shè)施，控制交通信號(hào)。只有這樣才能夠有效的達(dá)到交通道路管理的目的，使得人們能夠在交通信號(hào)的正確引導(dǎo)下避開(kāi)車禍?zhǔn)录陌l(fā)生。

1 城市道路交通信號(hào)的主要控制參數(shù)

交通信號(hào)能夠良好的指引車輛行駛，避免由于車流量過(guò)大等造成車輛擁堵以及其他一系列交通問(wèn)題，同時(shí)還能夠規(guī)避交通事故的發(fā)生，維持交通秩序。但是要想真正的讓交通信號(hào)發(fā)揮出真正的交通疏導(dǎo)作用，就必須要不斷加強(qiáng)對(duì)其的控制。對(duì)交通信號(hào)的控制必須要以其能夠保障對(duì)交叉路口的交通管制，在此基礎(chǔ)上來(lái)更好的維護(hù)交通秩序。在我們的日常生活中，我們也可以經(jīng)?？吹浇徊媛房诨蚴致房谒O(shè)置的交通信號(hào)。我們可以從交通信號(hào)的控制策略中發(fā)現(xiàn)其主要以時(shí)間分離為主。我們常說(shuō)的紅綠燈即交通信號(hào)中的一種，分紅、綠、黃三個(gè)時(shí)間階段，在交通信號(hào)燈顯示紅燈時(shí)即停止出行，綠燈時(shí)出行，黃燈時(shí)需要在道路上進(jìn)行等待。正因?yàn)檫@樣的交通信號(hào)控制策略，使得人們?cè)诰唧w出行時(shí)能夠有序的遵守交通規(guī)則出行，既不會(huì)造成交通擁擠，同時(shí)也不會(huì)造成交通秩序混亂。從整體角度來(lái)看，交通信號(hào)在具體控制的過(guò)程當(dāng)中需要考慮到三個(gè)參數(shù)。以下就這三個(gè)參數(shù)進(jìn)行探究。

1.1 周期時(shí)間

周期時(shí)間主要是指交叉路口或者是十字路口時(shí)交通信號(hào)所變換的時(shí)間。一般來(lái)講，為了合理起見(jiàn)，在具體對(duì)交通信號(hào)燈的周期進(jìn)行設(shè)置的過(guò)程中最低的時(shí)間循環(huán)周期并不會(huì)超過(guò)3分鐘，不低于15秒。在此周期內(nèi)，車輛既不會(huì)出現(xiàn)過(guò)于擁擠的狀態(tài)，同時(shí)各個(gè)道路的車輛也能夠順利通行。在一部分經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)展的地區(qū)，如北京，上海等地區(qū)，這些地區(qū)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)交通擁堵。在出行高峰期的時(shí)候交叉路口車輛流動(dòng)性相對(duì)較強(qiáng)，針對(duì)這一部分地區(qū)，信號(hào)燈的通行周期應(yīng)當(dāng)減短，只有這樣才能夠確保該交叉路口的正常通行。這樣一來(lái)，車輛在等待交通信號(hào)燈變換的時(shí)間減短，在通行時(shí)的速度和頻率也相對(duì)較快。但是針對(duì)一些其他地區(qū)來(lái)說(shuō)，如果交通信號(hào)周期過(guò)長(zhǎng)，車輛在等待的時(shí)候所花費(fèi)的時(shí)間也就更長(zhǎng)，所以就會(huì)影響整體的交通通行。

1.2 相位

影響交通信號(hào)的控制參數(shù)除了變化時(shí)間周期以外，相位也是其中的參數(shù)之一。對(duì)于城市道路建設(shè)來(lái)說(shuō)，為了充分保障和維護(hù)交通秩序，具體對(duì)交叉路口等地區(qū)進(jìn)行交通信號(hào)設(shè)置時(shí)通常會(huì)選擇我們常見(jiàn)的紅綠燈。根據(jù)交通安全要求，我們對(duì)紅燈停，綠燈行等交通規(guī)則也充分掌握。針對(duì)不同方位的道路路口來(lái)說(shuō)，紅綠燈會(huì)分時(shí)轉(zhuǎn)換，這樣一來(lái)能夠使得部分路口的車輛獲取通行權(quán)利，而其他路口的車輛繼續(xù)等待，等綠燈亮起再繼續(xù)通行。這樣一來(lái)，能夠讓車輛分批通行，避免交通堵塞。與此同時(shí)，我們所說(shuō)的交通信號(hào)中的相位就是車輛是否能夠在交叉路口當(dāng)中獲取到通行權(quán)利。

1.3 綠信比

在上文當(dāng)中我們具體提到影響交通信號(hào)控制的主要有三個(gè)參數(shù)，而我們已經(jīng)針對(duì)周期時(shí)間以及交通相位這兩個(gè)方面進(jìn)行了相應(yīng)的分析，以下就綠信比進(jìn)行分析。在交通信號(hào)燈具體發(fā)揮自身交通管制功能時(shí)，綠色信號(hào)燈在其中紅綠黃三個(gè)信號(hào)燈中的所占比例就是我們所謂的綠信比。當(dāng)交通信號(hào)燈從紅燈轉(zhuǎn)為綠燈時(shí)，人們和車輛就可以通行，在這一時(shí)間段內(nèi)人們的出行也能夠得到安全保障。從整體角度來(lái)講，綠信比在一定程度上決定了車輛出行需要等待的時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)也決定了交叉路口的車輛通行是否順暢。為此，要想有效的保障與維護(hù)交通秩序，相關(guān)交通管理部門就必須要對(duì)綠信比進(jìn)行合理的比例分配，確保人們?cè)诮徊媛房诰哂凶銐虻陌踩ㄐ袝r(shí)長(zhǎng)。

2 交通信號(hào)控制的策略

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)平均每年因?yàn)檐嚨準(zhǔn)鹿嗜ナ赖娜藬?shù)數(shù)量相對(duì)較大。這些數(shù)據(jù)都間接性的說(shuō)明了我國(guó)的交通管理的不到位。為此，為了有效降低車禍?zhǔn)鹿实陌l(fā)生概率，我國(guó)的交通管理部門也不斷加強(qiáng)管控力度，采取一系列的措施來(lái)維護(hù)交通秩序。而交通信號(hào)控制作為其中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，自然也受到了交通部門的重視。為了從真正意義上實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)的有效控制，相關(guān)工作人員也不斷研究相關(guān)策略，目前各種類型的方法被提出，并在交通道路中得到了應(yīng)用。從根本上來(lái)講，目前在對(duì)交通信號(hào)進(jìn)行控制時(shí)主要采用兩種類型的方法。以下就這兩種不同類型的方法進(jìn)行分析。

2.1 按控制范圍劃分

2.1.1 點(diǎn)控

在具體進(jìn)行交通信號(hào)控制的過(guò)程當(dāng)中，我們最為常見(jiàn)的方法就是點(diǎn)控。這種方法主要應(yīng)用在具有單個(gè)信號(hào)燈的交叉路口。點(diǎn)控方法的時(shí)間周期范圍主要在40秒到150秒之間。只有處在這一范圍內(nèi)，車輛的通行速度及等待時(shí)長(zhǎng)才能夠得到有效保障。

2.1.2 線控

在具體應(yīng)用線控這一方式進(jìn)行信號(hào)控制時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主干路的信號(hào)控制，這一方式所控制的范圍相對(duì)較大，不再僅僅局限于某一個(gè)交叉路口。為此，針對(duì)其管控范圍的廣泛，在具體進(jìn)行控制工作時(shí)也建立了相關(guān)的控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)當(dāng)中能夠借助信息數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，在主干線當(dāng)中能夠真正實(shí)現(xiàn)無(wú)車輛停車的目的，進(jìn)而加快車輛通行速度。

2.1.3 面控

這種控制方式相對(duì)于上文當(dāng)中我們提到的點(diǎn)控和線控來(lái)說(shuō)控制范圍更加廣泛。這種方式主要對(duì)某一區(qū)域內(nèi)的各個(gè)交叉路口進(jìn)行信號(hào)控制工作。對(duì)于一個(gè)區(qū)域來(lái)說(shuō)，其中覆蓋了非常多的交叉路口，在交通網(wǎng)絡(luò)體系當(dāng)中的交叉路口都可以借助面控方式進(jìn)行信號(hào)控制。這種方式應(yīng)用范圍廣泛，操作快速等優(yōu)點(diǎn)都可以使得交通信號(hào)控制水平得到有效提高。但是要想借助這種方式進(jìn)行控制工作就需要考慮到各個(gè)方面，如控制區(qū)域是否會(huì)擴(kuò)大等。

2.2 按控制方式劃分

2.2.1 定時(shí)控制

這種方式在信號(hào)控制當(dāng)中相對(duì)常見(jiàn)，主要是以上文中我們所提到的控制參數(shù)為依托，根據(jù)配時(shí)算法來(lái)計(jì)算時(shí)間周期等，合理分配周期范圍及綠信比等進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制的效果。

2.2.2 自適應(yīng)控制

隨著我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，在具體對(duì)交通信號(hào)進(jìn)行控制的過(guò)程當(dāng)中也不斷研究智能化、自動(dòng)化的控制方法。自適應(yīng)控制系統(tǒng)就是以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托所形成的信號(hào)控制方式。在具體應(yīng)用這一方法時(shí)，其系統(tǒng)能夠自動(dòng)感應(yīng)到交通通行的具體情況并進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到最優(yōu)化的控制效果。

3 交通信號(hào)控制策略的應(yīng)用

3.1 單個(gè)交叉口的控制策略

對(duì)于城市道路來(lái)說(shuō)，主要分為單個(gè)交叉路口以及區(qū)域性的交叉路口，為此，在具體針對(duì)單個(gè)交叉路口進(jìn)行信號(hào)控制的過(guò)程當(dāng)中，我們可以采取相位調(diào)控措施。對(duì)于交叉路口來(lái)說(shuō)，其時(shí)間周期的設(shè)置雖然相同，但是其跳轉(zhuǎn)頻率并不相同，為此在具體對(duì)其進(jìn)行設(shè)置的過(guò)程當(dāng)中，可以調(diào)整相位之間的時(shí)間間隔，這樣一來(lái)交通流動(dòng)具有了連通性，不同路口的車輛在行駛時(shí)也不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)而增加車輛等待時(shí)間，同時(shí)也能夠保證車輛的流通速度。與此同時(shí)，為了充分保障車輛道路流通的順暢，相關(guān)交通管理部門也應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的交通實(shí)際環(huán)境來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，盡可能實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制的最優(yōu)化。應(yīng)用這種方式時(shí)主要對(duì)信號(hào)燈的周期以及信號(hào)感應(yīng)這兩個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。要想有效地保障處在不同路口的車輛都能夠在有條不紊中通行，就必須要對(duì)通行周期進(jìn)行控制。除此之外，管理部門還可以借助信息技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制的智能化與自動(dòng)化，這樣一來(lái)相關(guān)的管理系統(tǒng)能夠根據(jù)車輛的行駛情況以及周邊的交通環(huán)境等方面的內(nèi)容來(lái)對(duì)信號(hào)控制的參數(shù)范圍等方面進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，能夠有效地保障車輛的順利通行。

3.2 主干線信號(hào)控制策略

在上文當(dāng)中我們提到主干線交叉路口的信號(hào)控制主要包括這一主干線范圍內(nèi)與其具有緊密聯(lián)系的交叉路口。為此，在具體對(duì)主干線信號(hào)進(jìn)行控制的過(guò)程當(dāng)中必須要進(jìn)行智能化的定時(shí)控制。這樣一來(lái)，能夠保障各交叉路口的時(shí)間周期相同，同時(shí)也能夠根據(jù)智能感應(yīng)的數(shù)據(jù)等對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整與處理。但是要想應(yīng)用這種方式也必須要符合相應(yīng)的要求。如主干線當(dāng)中的交叉路口必須以定時(shí)控制為主要控制方式，時(shí)間周期相同，同時(shí)各個(gè)交叉路口之間也必須具有一定的聯(lián)系。只有在滿足這幾個(gè)要求的同時(shí)，才能夠有效借助線控這一方式來(lái)進(jìn)行信號(hào)控制工作。

3.3 區(qū)域信號(hào)控制策略

在具體對(duì)區(qū)域信號(hào)進(jìn)行控制的過(guò)程當(dāng)中，我們可以有效地借助多智能體系統(tǒng)進(jìn)行交通網(wǎng)絡(luò)體系的控制，通過(guò)這一系統(tǒng)的具體應(yīng)用可以有效地對(duì)道路交叉口進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置與控制。對(duì)于城市來(lái)說(shuō)，其在具體構(gòu)建交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的過(guò)程當(dāng)中是有規(guī)律可循的，為此每個(gè)道路交叉口之間都存在著一定的聯(lián)系，而通過(guò)應(yīng)用多智能體系統(tǒng)，還可以將其之間的聯(lián)系協(xié)調(diào)化。并且多智能體系統(tǒng)是以信息技術(shù)為依托所構(gòu)建的信號(hào)控制系統(tǒng)，在具體應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，其能夠發(fā)揮自身的智能化和自動(dòng)化特征，能夠?qū)煌ōh(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，通過(guò)分析交通環(huán)境等相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)交叉路口的信號(hào)進(jìn)行控制。與此同時(shí)，多智能體系統(tǒng)并不會(huì)因?yàn)槠渲械哪骋恢悄荏w出現(xiàn)故障而無(wú)法運(yùn)作，其他智能體會(huì)互相協(xié)作進(jìn)行工作，進(jìn)而更好的進(jìn)行信號(hào)控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，通過(guò)上述分析我們可以發(fā)現(xiàn)在具體對(duì)交通道路進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中必須要充分考慮對(duì)交通信號(hào)的控制。只有這樣，車輛的出行才能夠形成一定秩序，而車輛也能夠在遵守交通規(guī)則的基礎(chǔ)上有秩序的通行，進(jìn)而減少交通事故的出現(xiàn)。但是要想達(dá)到理想的控制效果，相關(guān)交通管理部門也應(yīng)當(dāng)不斷研究與完善控制方式與措施，借助行之有效的方法來(lái)進(jìn)行信號(hào)控制，調(diào)節(jié)信號(hào)燈的時(shí)間周期等，加快車輛通行。