基于城市智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)的探究

王宗遠(yuǎn)

摘 要 智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)在城市交通發(fā)展中起著重要作用。因此，有關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)城市情況加強(qiáng)研究設(shè)計(jì)合理的控制方案，以促進(jìn)城市交通的全面發(fā)展。本文就城市智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析探究，以供參考。

關(guān)鍵詞 城市發(fā)展;智能交通信號(hào);控制系統(tǒng);探究

引言

在科學(xué)技術(shù)日新月異的大背景下，我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅速。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展在一定程度上增加了交通量，交通擁堵日益嚴(yán)重。同時(shí)，城市交通規(guī)模的復(fù)雜性，傳統(tǒng)交通控制方法的局限性以及人工智能技術(shù)的應(yīng)用引發(fā)了城市交通控制系統(tǒng)的另一次革命。智能交通系統(tǒng)是解決實(shí)際復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題的重要途徑，在城市交通管理與控制領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力，并逐步向工業(yè)化發(fā)展[1]。

1城市智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)概述

智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)實(shí)際上是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)，是傳統(tǒng)交通信號(hào)控制系統(tǒng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展而出現(xiàn)的產(chǎn)物。智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)涉及多個(gè)組成部分，包括系統(tǒng)建模、擁堵管控、仿真動(dòng)態(tài)路徑管控等。與傳統(tǒng)交通信號(hào)控制體系相比，智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)具有更加靈敏的特性，工作效率明顯更高，在實(shí)際工作中能夠整體控制交通信號(hào)，同時(shí)還能有效預(yù)防交通事故的出現(xiàn)。智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)的推廣受到諸多因素的影響，取得的推廣效果并不好，部分地區(qū)至今沒(méi)有引進(jìn)智能交通信號(hào)控制體系，這對(duì)于交通管理工作開(kāi)展與居民日常生活、出行等方面都產(chǎn)生了一定的影響。

1城市智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)的內(nèi)容

就城市交通信號(hào)控制的基本思想而言，其主要內(nèi)容可以總結(jié)歸納為以下幾方面：第一，按流給燈，即按照車流運(yùn)行的方向給出各種方向的信號(hào)燈，車流按方向信號(hào)指示的方向行駛，從而避免路口左轉(zhuǎn)彎車流與直行車流的沖突。這種方式屬于交通信號(hào)的“點(diǎn)控制”策略，設(shè)置在各主要繁忙路口。第二，動(dòng)態(tài)配時(shí)，同一路口紅綠燈相互轉(zhuǎn)換的間隔時(shí)間，隨路口候車數(shù)量的多少而動(dòng)態(tài)改變。早晚時(shí)間段車流少時(shí)，紅綠燈轉(zhuǎn)換的間隔，應(yīng)該短一些，以避免出現(xiàn)綠燈下無(wú)車流的現(xiàn)象;上下班車流高峰期，轉(zhuǎn)換間隔應(yīng)相對(duì)延長(zhǎng)，以加速車流的通過(guò);另外，當(dāng)各方向車流不均衡時(shí)，各方向信號(hào)燈的延時(shí)應(yīng)不等，車流少的方向轉(zhuǎn)換頻率應(yīng)提高，車流多的方向轉(zhuǎn)換頻率應(yīng)降低。第三，點(diǎn)點(diǎn)連鎖，當(dāng)一條干線上有很多個(gè)路口時(shí)，為不使車輛在每個(gè)路口都停車等待信號(hào)，影響車輛的直線通過(guò)速度，各路口信號(hào)間應(yīng)建立一定的相互聯(lián)鎖的關(guān)系，盡量使各信號(hào)相對(duì)于運(yùn)行中的車輛透明，減少車輛停車等待的次數(shù)，消除因過(guò)多的紅燈引起的擁塞。

3智能城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)探究

3.1 子系統(tǒng)

智能交通信號(hào)系統(tǒng)既復(fù)雜又系統(tǒng)，有多個(gè)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)來(lái)完成對(duì)交通的引導(dǎo)和規(guī)范，交通信號(hào)控制只是其中的一個(gè)組成部分。想要構(gòu)建一個(gè)完整、可靠、科學(xué)的智能交通信號(hào)系統(tǒng)，就需要無(wú)數(shù)個(gè)子系統(tǒng)，這些信號(hào)子系統(tǒng)多分布在交通事故多發(fā)點(diǎn)及車流量較大路段。其中車流量計(jì)算子系統(tǒng)是智能交通信號(hào)的核心內(nèi)容，智能交通信號(hào)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)車流量的精確的監(jiān)測(cè)和計(jì)算，預(yù)判綠信號(hào)可變比率，使交通信號(hào)達(dá)到了一種動(dòng)態(tài)控制。智能交通信號(hào)子系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵在于，一個(gè)區(qū)域內(nèi)路段要保持狀態(tài)一致，避免造成交通混亂及堵塞。不同區(qū)域路段可以根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)用不同的方案來(lái)設(shè)計(jì)智能交通信號(hào)子系統(tǒng)，確保交通信號(hào)子系統(tǒng)的實(shí)用性。為了使交通信號(hào)在同一路段保持高度一致，可將相鄰子系統(tǒng)互相連接，形成更大的整體系統(tǒng)，且內(nèi)部以統(tǒng)一的周期運(yùn)轉(zhuǎn)。連接方案可以根據(jù)交通實(shí)際需求來(lái)判斷，可進(jìn)行永久連接或暫時(shí)連接。

3.2 飽和度控制

為了使制定出的交通信號(hào)控制戰(zhàn)略方案更加科學(xué)，需事先將交通信號(hào)控制系統(tǒng)應(yīng)用于交通樞紐區(qū)域中心自適應(yīng)協(xié)調(diào)區(qū)域，從而對(duì)不同入口車道的飽和流量加以檢測(cè)并得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)信息，智能交通信號(hào)系統(tǒng)必須進(jìn)行科學(xué)的交通飽和度監(jiān)測(cè)，交通飽和度是規(guī)劃交通的重要依據(jù)。飽和度測(cè)試和控制系統(tǒng)，應(yīng)在交通主要線路設(shè)置，在這個(gè)檢測(cè)和控制的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中以戰(zhàn)略檢測(cè)器的形式存在，在綠燈時(shí)段范圍內(nèi)，戰(zhàn)略檢測(cè)器將對(duì)車流經(jīng)過(guò)時(shí)的交通流量及占有率數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集并自動(dòng)處理，最后將處理結(jié)果以數(shù)據(jù)表格的形式直觀呈現(xiàn)，通過(guò)表格交通“飽和度”一目了然。飽和度檢測(cè)和控制可利用實(shí)際的綠燈時(shí)間與綠燈時(shí)間比率進(jìn)行計(jì)算。有效利用綠燈時(shí)間指的是飽和交通流情況下，恰好通過(guò)以最優(yōu)車間距運(yùn)行的同等車流量所用的綠燈時(shí)間。

3.3 控制相位差

定時(shí)信號(hào)控制在以往交通的情況下，期間的時(shí)間信號(hào)、綠色相和其他參數(shù)，按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)鐘信號(hào)被控制。這些預(yù)設(shè)的參數(shù)是固定的，即在一段時(shí)間內(nèi)根據(jù)時(shí)序控制信號(hào)來(lái)改變參數(shù)與實(shí)際情況，在遇到實(shí)際交通狀況以及設(shè)計(jì)相匹配的交通情況時(shí)，才能達(dá)到預(yù)期的效果的控制。為了使該響應(yīng)控制信號(hào)，根據(jù)實(shí)際交通情況的交點(diǎn)出現(xiàn)電感的控制信號(hào)。交叉路口信號(hào)根據(jù)路口電感式測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量到的每一個(gè)車輛到達(dá)時(shí)間來(lái)自動(dòng)適應(yīng)交通需求控制操作。電感式車輛測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量交叉路口隨機(jī)到達(dá)的車輛，并經(jīng)過(guò)自動(dòng)控制交通信號(hào)的調(diào)整來(lái)控制車輛盡可能少的在停止線前停車，實(shí)現(xiàn)交通的暢通或者提高交通效率的結(jié)果。如果交叉路口在各方向上的交通流量都變得非常大，甚至接近飽和狀態(tài)時(shí)，交通信號(hào)的感應(yīng)控制效果還不如定時(shí)控制效果好。基于路線的動(dòng)態(tài)信號(hào)優(yōu)先控制方法，首先以單個(gè)交叉口為研究對(duì)象，在應(yīng)急車輛和一般社會(huì)車輛運(yùn)行速度一定的條件下，按照與應(yīng)急車輛疏散路線相交方向進(jìn)口路段的平均車輛通過(guò)率，確定了選定路線上應(yīng)急車輛開(kāi)行方向各個(gè)交叉口的最早和最遲可能開(kāi)始綠燈時(shí)間。然后考慮應(yīng)急車輛的交叉口延誤和對(duì)社會(huì)車輛的影響，為保證應(yīng)急車輛盡可能不減速不停留的通過(guò)交叉口，且將對(duì)社會(huì)車輛的影響降到最低程度，以應(yīng)急車輛在所有交叉口的停留時(shí)間最短和系統(tǒng)通過(guò)的車輛數(shù)最多為目標(biāo)，建立了多目標(biāo)規(guī)劃模型，并采用改進(jìn)的粒子群算法求解。

4結(jié)束語(yǔ)

總之，智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是有效解決現(xiàn)代城市交通管控中存在的各種問(wèn)題的重要措施，因此，有必要加強(qiáng)對(duì)智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)，使交通管控工作更加科學(xué)合理。這不僅是促進(jìn)我國(guó)城市公共交通管控效率的重要舉措，也是促進(jìn)我國(guó)交通事業(yè)取得穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

[1] 孟柯，王忠豪，李金威，等.基于流量大數(shù)據(jù)的智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（1）：124.