利用交通信號(hào)燈智能化控制解決交通治理難題

楊培旭 邢海波 淳于洋 王珠磊

摘 要：近年來，各種技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步讓交通管理智能化具備了技術(shù)基礎(chǔ)。通過交通管理智能化，可以為緩道路交通治理難題提供支持。文中，主要就如何利用交通信號(hào)燈智能化控制解決道路交通治理難題進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：交通信號(hào)燈;智能化控制;交通治理

近年來，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展，讓交通管理智能化成為當(dāng)前的熱門話題。道路交通信號(hào)燈作為城市交通管理的重要設(shè)施之一，對(duì)于規(guī)范道路交通秩序、提高道路通行效率、減少交通事故發(fā)生起著重要作用。如何將這些新興技術(shù)運(yùn)用到交通信號(hào)燈控制領(lǐng)域，使交通系統(tǒng)在區(qū)域范圍內(nèi)具備感知、互聯(lián)、分析、預(yù)測、控制等能力，充分保障城市交通安全，提升交通運(yùn)行效率和管理水平，成為擺在公安機(jī)關(guān)面前的一項(xiàng)重要課題。2020年，鶴崗市公安局在市委、市政府的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，在省、市發(fā)改委、財(cái)政部門的大力支持下，以“科技強(qiáng)警”為主導(dǎo)思想，充分利用亞洲開發(fā)銀行貸款，開展全市智能交通項(xiàng)目建設(shè)。筆者通過對(duì)2020年鶴崗市城市智能交通項(xiàng)目建設(shè)中對(duì)信號(hào)燈控制系統(tǒng)智能化應(yīng)用的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)解決道路交通治理難題提出對(duì)策建議。

1 現(xiàn)狀與需求

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國交通信號(hào)控制路口數(shù)量約為30萬個(gè)，全國有26個(gè)城市的市轄區(qū)交通信號(hào)控制路口數(shù)超1 000個(gè)。隨著交通信號(hào)設(shè)施建設(shè)力度的不斷加大，引發(fā)的社會(huì)各界關(guān)注度也隨之增高。交通信號(hào)燈設(shè)置不規(guī)范導(dǎo)致通行權(quán)沖突、信號(hào)燈配時(shí)不合理導(dǎo)致行人通行得不到保障、連續(xù)信號(hào)燈控制路口不協(xié)調(diào)導(dǎo)致車輛連續(xù)遇到紅燈停車次數(shù)增多、信號(hào)燈聯(lián)網(wǎng)率和智能化水平低導(dǎo)致缺乏感知無法區(qū)域控制等等問題日益突出。

受歷史原因和傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展滯后的影響，交通信號(hào)燈控制能力相對(duì)薄弱。因城市道路交通路網(wǎng)的主路長、路口密、行車多，機(jī)動(dòng)車和行人通行不規(guī)范，商超、公園、會(huì)議中心、機(jī)場、火車站等重要交通吸引點(diǎn)位車流瞬時(shí)爆發(fā)式增長，致使交通信號(hào)燈應(yīng)對(duì)交通管理捉襟見肘。同時(shí)，不同品牌信號(hào)機(jī)無法互聯(lián)、聯(lián)網(wǎng)率低，各個(gè)路段、轄區(qū)各自為政，區(qū)域均衡控制難以實(shí)現(xiàn)。采用定周期配時(shí)方案時(shí)，配時(shí)周期時(shí)長、相位不合理，不同時(shí)段采取相同配時(shí)方案，過度使用多相位、大周期信號(hào)控制。交通流量監(jiān)測設(shè)備設(shè)置率和完好率低，缺乏“感知”，無法“智能”。

2020年，公安部下發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市道路交通信號(hào)燈控制工作應(yīng)用的指導(dǎo)意見》，鶴崗市副市長、市公安局黨委書記、局長徐連斌同志高度重視，親自做出批示：“要著力提升鶴崗市交通信號(hào)燈智能化控制能力，融合新技術(shù)，打造全國領(lǐng)先水平，為城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民群眾出行營造有序、安全、暢通的道路交通環(huán)境”。

2 對(duì)策建議

2.1 推進(jìn)信號(hào)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)提質(zhì)升級(jí)

“聯(lián)網(wǎng)”是實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)控制參數(shù)的遠(yuǎn)程調(diào)整、路段及區(qū)域協(xié)調(diào)控制等“聯(lián)控”的基礎(chǔ)條件。只有加快推進(jìn)交通信號(hào)控制設(shè)備與信號(hào)控制系統(tǒng)中心平臺(tái)之間的聯(lián)網(wǎng)，充分考慮交通信號(hào)機(jī)安裝時(shí)的兼容性，保證信號(hào)控制系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)化和開放，滿足集成和協(xié)同需求，才能有效推進(jìn)城市各區(qū)域信號(hào)控制系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和跨區(qū)域統(tǒng)籌優(yōu)化。

要保證聯(lián)網(wǎng)后的信號(hào)燈最大程度解決道路交通難題，還應(yīng)升級(jí)完善交通信號(hào)控制系統(tǒng)，深度融合大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，提供滿足不同場景信號(hào)控制需求的系統(tǒng)功能，通過大數(shù)據(jù)分析，集成單機(jī)固定周期使用、感應(yīng)控制、聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制等運(yùn)行模式。針對(duì)瞬時(shí)車流劇增情況，要積極應(yīng)用人工智能等新技術(shù)，完善面向各類交通場景的信號(hào)控制方案優(yōu)化算法模型庫，加強(qiáng)算法迭代更新，實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制方案的智能優(yōu)化和匹配。通過智能化，滿足不同場景下的交通控制需求。

2.2 規(guī)范完善信號(hào)控制設(shè)施，提升系統(tǒng)智能化水平

完善信號(hào)機(jī)功能，提升信號(hào)燈系統(tǒng)智能化水平。要積極升級(jí)改造或更新交通信號(hào)控制機(jī)，不斷完善智能化控制功能，滿足感應(yīng)控制、實(shí)時(shí)優(yōu)化、行人過街保障、公交信號(hào)優(yōu)先、可變車道信號(hào)調(diào)整等多類型應(yīng)用需求。同時(shí)，要提升信號(hào)控制設(shè)備故障自動(dòng)監(jiān)測和報(bào)警能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和快速處置，提高設(shè)備維護(hù)效率。

加強(qiáng)交通監(jiān)測設(shè)備建設(shè)及應(yīng)用。要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，考慮天氣、是否需要破壞路面、檢測穩(wěn)定性和安裝維護(hù)情況選擇合適的檢測設(shè)備，目前主流檢測設(shè)備包括：線圈檢測器、視頻檢測器、微波檢測器、地磁檢測器，建議使用檢測器時(shí)充分發(fā)揮不同交通檢測方式的技術(shù)優(yōu)勢，形成組合效益，精準(zhǔn)采集交通流量、排隊(duì)長度等多源數(shù)據(jù)，為交通信號(hào)控制實(shí)現(xiàn)感應(yīng)控制、自適應(yīng)控制提供數(shù)據(jù)支撐。

強(qiáng)化數(shù)據(jù)融合應(yīng)用，融合交通檢測設(shè)備、交通監(jiān)控系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)出行平臺(tái)等多源交通數(shù)據(jù)，運(yùn)用各類數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢，對(duì)道路交通運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測、診斷和預(yù)警，支撐信號(hào)控制策略和方案的優(yōu)化，評(píng)估和反饋優(yōu)化效果。同時(shí)，融合交通誘導(dǎo)設(shè)備和行人闖紅燈抓拍設(shè)備，利用誘導(dǎo)裝置保證駕駛?cè)藢?duì)路況先知先覺，通過行人闖紅燈抓拍設(shè)備改善行人對(duì)交通信號(hào)的阻礙。

2.3 制定信號(hào)控制策略方案，推進(jìn)信號(hào)控制精細(xì)化

規(guī)范交通信號(hào)燈設(shè)置，要根據(jù)道路通行條件和交通流控制需要合理選擇信號(hào)燈組合形式，根據(jù)道路等級(jí)和路口規(guī)模選擇相應(yīng)的信號(hào)燈燈盤規(guī)格，面積較大路口可設(shè)置多組信號(hào)燈。同時(shí)，針對(duì)信號(hào)燈被遮擋、受霓虹燈干擾等問題，要積極協(xié)調(diào)園林綠化、城管執(zhí)法等部門，通過修剪綠化、優(yōu)化廣告牌設(shè)置、清除干擾光源等措施，確保信號(hào)燈具有較好的視認(rèn)性。

充分發(fā)揮多時(shí)段、多方案控制的基礎(chǔ)性作用。要根據(jù)道路交通流早晚高峰、平峰、夜間及過渡時(shí)段的變化規(guī)律，精細(xì)劃分控制時(shí)段，設(shè)計(jì)符合各時(shí)段交通流運(yùn)行特點(diǎn)的配時(shí)方案。合理設(shè)置信號(hào)相位、相序、信號(hào)周期、綠燈時(shí)長和綠燈間隔，靈活采用搭接相位、遲開早斷等相位設(shè)計(jì)方法，使放行方式、時(shí)間分配與交通流需求相一致。

保障不同交通參與者通行權(quán)益。合理設(shè)置非機(jī)動(dòng)車、行人相位和綠燈時(shí)間，減少機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車、行人沖突，保障非機(jī)動(dòng)車、行人通行權(quán)益。完善路口導(dǎo)流線、轉(zhuǎn)彎導(dǎo)向線、車道指示標(biāo)志、隔離護(hù)欄、非機(jī)動(dòng)車通行區(qū)標(biāo)線、行人安全島等設(shè)施設(shè)置，減少機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車和行人的相互交織或沖突。

2.4 建立完善工作制度機(jī)制，加強(qiáng)信號(hào)控制運(yùn)維管理

建立由管理部門、維護(hù)單位和路面執(zhí)勤民警共同參與的信號(hào)控制設(shè)備巡查、維護(hù)機(jī)制，明確各方職責(zé)，并完善信息報(bào)送、任務(wù)分配、進(jìn)展跟蹤等規(guī)范化工作流程。要雙管齊下，采用視頻巡查和現(xiàn)場巡查發(fā)現(xiàn)信號(hào)燈配時(shí)、顯示、聯(lián)網(wǎng)、故障和損壞問題。確保交通信號(hào)控制設(shè)施、交通檢測設(shè)備與道路工程建設(shè)同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收等工作機(jī)制，明確公安交通管理部門參與道路工程建設(shè)立項(xiàng)、設(shè)計(jì)和驗(yàn)收階段的方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]張本爍.電子信息技術(shù)的智能化應(yīng)用——以交通信號(hào)燈控制為例[J].中國科技投資，2018（4）：257+354.

[2]徐玲.電子信息技術(shù)在智能交通信號(hào)燈控制中的應(yīng)用[J].百科論壇電子雜志，2020（9）：197.

[3]徐玲.計(jì)算機(jī)在交通信號(hào)燈智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].百科論壇電子雜志，2019（15）：605.