用大數(shù)據(jù)智能交通技術(shù)管理復(fù)雜多車道道路的新策略

高子初，張 寧

（北京航空航天大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京 100083）

用大數(shù)據(jù)智能交通技術(shù)管理復(fù)雜多車道道路的新策略

高子初，張 寧

（北京航空航天大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京 100083）

研究各種復(fù)雜多車道道路上的車輛行駛行為，發(fā)現(xiàn)在有多車道的復(fù)雜道路上，比如，司機(jī)當(dāng)前車道和臨車道上的前車速度、位移差、前車加速度等參數(shù)，都會影響當(dāng)前車道上車輛的行駛。如果在復(fù)雜多車道上應(yīng)用大數(shù)據(jù)智能交通管理系統(tǒng)，為司機(jī)提供所有其不能同時觀測到的信息，那么，對于緩解復(fù)雜雙車道道路擁堵，提高行車安全是十分有幫助的，這也是現(xiàn)代交通管理發(fā)展的新趨勢。

復(fù)雜多車道道路；智能交通管理系統(tǒng)；大數(shù)據(jù)；道路擁堵

目前，我國的大數(shù)據(jù)智能道路交通管理技術(shù)剛剛起步，理論原理薄弱，實際大數(shù)據(jù)交通智能道路管理還處于發(fā)展初期，相關(guān)技術(shù)和手段較為匱乏，人們對其發(fā)展的理念和認(rèn)識還有較大差距。如今，交通管理部門的管理方式比較基礎(chǔ)，并沒有完善的大數(shù)據(jù)智能交通管理技術(shù)，尤其缺乏對保障復(fù)雜多車道道路上車輛行駛安全的管理新策略。本文在分析了各種復(fù)雜多車道道路上的車輛行駛行為的基礎(chǔ)上，提出了用大數(shù)據(jù)智能交通技術(shù)管理復(fù)雜多車道道路的新策略。這也是在社會高速發(fā)展的時代下，交通管理發(fā)展的新趨勢。

1 傳統(tǒng)交通管理方式面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

路上的駕駛行為，但是，在這些研究中，缺乏對復(fù)雜多車道道路上車輛行駛行為的研究。事實上，行駛在復(fù)雜多車道道路上的車輛會受到很多因素的影響，比如臨車道的車速、車輛加速度、相對位移等。而在實際交通路況中，臨車道上車輛的行為往往更容易引起車輛碰撞的交通事故，比如臨車道上的車輛變道。在實際駕駛過程中，司機(jī)很難同時觀測清楚復(fù)雜多車道上的所有信息，尤其是在三車道或四車道這種復(fù)雜多車道上行駛的。因此，本文在下一部分將詳細(xì)闡述影響復(fù)雜多車道道路上車輛行駛的行為因素，然后在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的大數(shù)據(jù)智能交管新策略。

隨著社會的快速發(fā)展，人們的生活節(jié)奏加快，交通需求量不斷增長。為了滿足人們不斷增長的出行需求，抑制擁堵，交管部門建造了很多的復(fù)雜多車道道路以適應(yīng)高速增長的現(xiàn)代化交通需求。但是，相應(yīng)的管理技術(shù)并沒有隨之發(fā)展起來，所以，傳統(tǒng)交通管理模式與現(xiàn)代化交通發(fā)展之間的矛盾日漸突出。

長期以來，交通管理工作主要通過人海戰(zhàn)術(shù)、疲勞戰(zhàn)術(shù)達(dá)到保安全、降事故的目的，其主要特點就是靜態(tài)管理、事后預(yù)防。隨著交通管理作業(yè)面的不斷拓展、人財物的快速流動和信息化水平的不斷提高，依靠傳統(tǒng)的拼體力、拼時間、拼消耗的戰(zhàn)術(shù)很難完成現(xiàn)有的工作任務(wù)。特別是隨著機(jī)動車數(shù)量的迅猛增長，城區(qū)交通擁堵、停車難問題日益嚴(yán)重，交通擁堵情況日益加劇，公路交通事故多發(fā)給群眾生命財產(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重的威脅，交管部門往往連續(xù)奮戰(zhàn)，但效果卻不盡人意。因此，發(fā)展應(yīng)用于復(fù)雜多車道道路上的現(xiàn)代交通管理技術(shù)，提高現(xiàn)代交通管理水平，仍然是各級交通管理部門亟待解決的重要問題。

以前，很多學(xué)者在許多方面對單條道路上的車輛行駛情況進(jìn)行過研究，發(fā)現(xiàn)有各種各樣的因素會影響車輛在單條道

2 不同復(fù)雜多車道上影響車輛行駛的各種因素

2.1 同質(zhì)雙車道道路

在同質(zhì)雙車道道路中的任一條車道上行駛的車輛，除了受到單車道上所有因素的影響之外，還受到臨車道上前車行為的影響。因為2條車道同質(zhì)，所以，臨車道上前面幾輛車的速度與本車道上跟車的相對速度差和位移差會在很大程度上影響本車道上行駛的車輛。

2.2 含有一條快車道和一條慢車道的復(fù)雜雙車道道路

在不同的雙車道中的任意一條車道上行駛，車輛關(guān)注本車和臨車道上前車的相對速度是沒有什么太大意義的。因為兩個車道上的車速是不一樣的，即使臨車道上前車加速很多，導(dǎo)致臨車道上前車和本車的速度差增加很大，但當(dāng)前車道上的跟馳車輛也不見得能大幅提速，也許當(dāng)前車道上的前車仍以較慢的速度行駛。所以，在這種復(fù)雜雙車道上，我們認(rèn)為，臨車道上前車加速度能在更大程度上影響車輛在每條車道上的行駛行為。慢車道上的車輛比快車道上的車輛受到臨車道上前車加速度的影響更大。當(dāng)快車道上的車輛在意識到前方出現(xiàn)擁堵或者車禍的時候，會馬上減速來避免撞車。但是，因為快車速度很快，這些車輛不見得能在前方危險地區(qū)之前停下來，所以，這些司機(jī)往往會不得已變道，希望在臨車道上行駛，以避免與本車道前面危險地帶停靠的車輛發(fā)生碰撞，這往往就引起了其與臨車道上后面跟車的碰撞。因此，在這種復(fù)雜雙車道道路中，關(guān)注臨車道上前車的加速度和臨車道上的位移差等因素，對于確保行車安全是十分關(guān)鍵的。

2.3 同質(zhì)三車道道路

在同質(zhì)三車道道路上，中間車道上的車輛除了受到單車道上所有因素的影響外，還需要關(guān)注兩條邊車道上前車與本車的相對速度差以及位移差等各種復(fù)雜的因素。邊車道上行駛的車輛，由于隔著中間車道，司機(jī)不能完全看清另一條邊車道上車輛的行駛行為。因此，另一條邊車道上的前車速度與本邊車道上車輛的速度差會在一定程度上影響本邊車道上的車輛行駛，這與中間車道的情況有關(guān)系。所以，邊道上的司機(jī)也需要關(guān)注中間車道上的情況，避免阻隔其視線。

綜上所述，復(fù)雜多車道道路上有許多復(fù)雜的因素影響每個車道上每輛車的行駛，因此，駕駛員需要同時關(guān)注很多的信息來確保行車安全。

3 大數(shù)據(jù)智能交通技術(shù)

3.1 大數(shù)據(jù)智能交通管理系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)智能交通管理系統(tǒng)可以將先進(jìn)的信息、控制、計算機(jī)技術(shù)和交通工程合為一體，加強(qiáng)人、路、車之間的相互連通，將復(fù)雜道路、交通管理部門、駕駛員集合在一起，為提高交通系統(tǒng)的總體運輸效率、抑制擁堵和保障行車安全提供智能的基礎(chǔ)和手段。

智能交通管理系統(tǒng)包括交通控制指揮、交通綜合管理、交通協(xié)調(diào)管理、交通輔助支持等方面的內(nèi)容，將大數(shù)據(jù)方法應(yīng)用于智能交通領(lǐng)域，主要包括交通運行監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集、交通誘導(dǎo)、擁堵時評價與應(yīng)對、提高公交服務(wù)等。交通誘導(dǎo)過程，是先通過各種技術(shù)全面獲取每一時刻的交通運行數(shù)據(jù)；然后，在交通運行數(shù)據(jù)庫的支持下評價交通擁堵情況；之后，為司機(jī)提供交通誘導(dǎo)方案，面向出行者提供交通信息服務(wù)；最后，通過對交通流各項數(shù)據(jù)的監(jiān)測，優(yōu)化調(diào)整之前的交通誘導(dǎo)方案。

3.2 管理復(fù)雜多車道道路的新策略

現(xiàn)如今，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的交通出行需求增長迅猛。所以，在實際生活中，涌現(xiàn)出了許多復(fù)雜多車道道路，以滿足人們在快節(jié)奏現(xiàn)代社會生活中日益增長的交通出行需求。但是，在復(fù)雜多車道上行駛的司機(jī)又很難同時觀測清楚所有的影響行駛安全的因素，包括前后車的速度、臨車道上的車輛加速度、相對位移差等。所以，將基于大數(shù)據(jù)的智能交通管理技術(shù)應(yīng)用到復(fù)雜多車道上，為司機(jī)提供所有他們不能同時觀測清楚的參數(shù)，這對于緩解復(fù)雜車道擁堵，提高行車安全十分重要。在大數(shù)據(jù)蓬勃發(fā)展的時代，構(gòu)建大數(shù)據(jù)智能交通管理系統(tǒng)管理復(fù)雜多車道道路，是未來交通管理發(fā)展的新趨勢。

3.3 大數(shù)據(jù)智能交通管理系統(tǒng)的優(yōu)點

大數(shù)據(jù)智能交通管理方法可以實時觀測交通運行的全部數(shù)據(jù)，可以從總體上對道路情況進(jìn)行檢測，便于交管部門掌握整體道路情況。

大數(shù)據(jù)智能交通管理方法更關(guān)注個體的微觀數(shù)據(jù)，以人或者單輛車為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，相對于傳統(tǒng)的交通管理方法能更精確地了解每輛車的行駛狀態(tài)。

大數(shù)據(jù)智能交通管理方法可以依據(jù)不同的時間空間維度進(jìn)行處理和監(jiān)測，比如，可以按照1 h、1 d、5 d等不同的時間段和北京、上海等不同的區(qū)域進(jìn)行交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計，生成不同時間段、不同區(qū)域的交通流數(shù)據(jù)。

智能交通大數(shù)據(jù)可以讓交通信息更加清晰。交管部門可以將每輛車所需要的信息通過手機(jī)平臺、車載裝置、路邊可變信息標(biāo)志等方式提供給司機(jī)。實時的交通數(shù)據(jù)具有及時性、高精度等優(yōu)勢。

交通管理部門可以通過觀測到的車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)分析，找出各個交通指標(biāo)的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在規(guī)律，加強(qiáng)道路交通管理決策的實際性和科學(xué)性。

交通管理部門可以利用這些觀測到的交通數(shù)據(jù)信息預(yù)測早晚高峰、節(jié)假日等重大活動日的擁堵情況，做好交通疏導(dǎo)方案，提高交通治理水平和人們的出行質(zhì)量。

4 結(jié)束語

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和交通需求的高速增長，復(fù)雜多車道道路不斷涌現(xiàn)，道路交通安全管理的壓力不斷加大。本文主要闡述了在不同的復(fù)雜多車道道路上影響車輛行駛的各種重要因素，為交管部門提出應(yīng)用大數(shù)據(jù)智能交通技術(shù)管理復(fù)雜道路上車輛行駛安全、抑制擁堵的新策略。這為交管部門在構(gòu)建和諧社會中更好地發(fā)揮職能作用，營造安全、暢通、有序的交通環(huán)境提供了有力的智力支持。

［1］余貴珍，王鵬成，吳新開.Linear and nonlinear stability analysis of a car-following model considering velocity difference of two adjacent lanes［D］.北京：北京航空航天大學(xué)，2016.

［2］周文琳，張駿，史忠科，等.全速度差簡化模型及其實驗驗證［J］.西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，31（6）：952-957.

D631.5

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.01.025

2095－6835（2018）01－0025－02

高子初（1984—），女，天津人，博士在讀，研究方向為管理學(xué)。張寧（1962—），男，教授，研究方向為管理科學(xué)及交通運輸規(guī)劃與管理。

〔編輯：白潔〕