物聯網下可變潮汐車道桿系統設計

付宇孫曼琦彭博

（1. 重慶交通大學交通運輸學院，重慶 400074；2.華中農業大學公共管理學院，湖北武漢 430000）

物聯網下可變潮汐車道桿系統設計

付宇1孫曼琦2彭博1

（1. 重慶交通大學交通運輸學院，重慶 400074；2.華中農業大學公共管理學院，湖北武漢 430000）

針對城市中或城市間不斷出現的潮汐現象，分析現狀潮汐車道優缺點及物聯網下潮汐車道控制實施條件，我們提出一種新型全自動潮汐車道桿。研究車道桿設計思路、規格；建立判別標準；通過物聯網技術利用道路監控設備和中央處理端進行車輛檢測及控制車道桿變化；建立相應的交通運行組織方案；最后通過優化仿真進行可行性分析，數據表明，所設計潮汐車道桿可更安全、高效地解決交通流的潮汐現象。

潮汐現象 物聯網 車道桿 交通組織方案

隨著城市規模擴大、私人汽車保有率不斷增加，逐漸形成了以CBD為中心的放射性路網結構，使得越來越多的路段出現潮汐性交通堵塞，單純的依靠修建基礎設施并不能“高性價比”的解決此類問題，故潮汐車道應運而生。

針對此類問題，本組著手于建立動態交通設施，設計研究了一種新型潮汐車道桿，該交通設施可有效解決雙向交通流不對稱問題，充分利用和挖掘既有的城市道路資源。

1　國內外潮汐車道應用現狀

控制方式：方式1：荷蘭采取了DRM系統［1］，控制人員于道路區域，通過手持遙控器控制指示屏，應用動態標志來變換車道，提示車輛進行潮汐區分。方式2：深圳新洲路實施“潮汐車道”智能控制方式：采用信號燈指示、固定時段切換的方式。

此兩地區采用的建立潮汐車道來解決車輛潮汐現象的方法為最初級別，潮汐車道方向切換方式簡陋，缺乏安全性，使駕駛者不易區分。

2　全自動潮汐車道欄設計

2.1系統設計思路

表1　

本系統依據當地道路條件，首先將潮汐車道桿修建在欲施行潮汐車道兩側；利用車輛檢測技術檢測雙向車流并通過有線/無線傳輸至互聯網網絡空間；再通過中央處理器進行處理；將判斷結果再通過網絡傳輸技術輸入到控制機來進行車道桿升降和燈光提示，形成物理隔離設施，以及控制顯示屏上信號燈的變化；以完成車道變換［2］。即裝置聯網［3］，自動識別，自動調整。

2.2系統模塊設計

2.2.1車流量讀入檢測模塊

本系統采用電子監控設備或安置信號機為媒介（數據錄入終端），采集實時道路交通狀況畫面。

2.2.2中央處理判定模塊

（1）處理：將采集畫面傳輸至中央處理終端，應用Opencv編程技術、灰度理論原理，對畫面進行分析、處理，轉化為數據進行實時動態調整；（2）判定：根據美國交通工程師協會推薦的潮汐車道設置條件第二條：流向條件 重交通流的流量方向分布系數最低為2/3［4］。

2.2.3車道設計模塊

（1）規格如表1所示：本車道桿通過網絡，與中央處理端進行連接，以便實時進行車道變換；相鄰車道桿間距200cm；（2）安放：車道桿采用可升降裝置，沿路面車道線挖出存放空間進行放置；（3）增添設備：可控LED燈、自動感應裝置。

2.2.4標志標線標牌模塊

根據《道路交通標志標線》（GB5768-2009），結合實際情況，設計如下：（1）LED指示牌：采用綠閃、綠箭頭、紅叉三合一單面指示屏。在潮汐車道起終點和相應路段適當位置均應布置指示標志；（2）預告標志：在可變車道交叉口直行、左轉、右轉方向路段均應設置提示標志，提示前方轉入道路的使用情況。

2.2.5交通組織方案模塊

平時車道正常運營時，應為一側車道桿升起且另一側車道桿降下的狀態。可變車道的組織管理分為兩部分：

（1）清場：當系統判定應進行車道變換時，潮汐車道起終點指示屏均變為紅叉狀態，以表示當前此車道禁止入內，同時車道桿上LED燈組閃爍黃燈，提示車輛盡快駛離此道路。隨后，降至車道面一側的車道桿由現潮汐車道車輛行駛方向由起點向終點依次升起，完成兩側車道桿均升起后，等待2-5分鐘，保證清空車道內所有車輛。

（2）入場：對側車道（流量較大方向）車道欄可同時緩慢降下，相應方向指示屏變為綠箭頭，提示車輛可以駛入此道路，以完成車道變換。本文可變車道核心切換方案如圖1所示。

3　結語

本文提出基于物聯網環境下潮汐車道的動態控制方法，在物聯網的技術支持下，可以確保交通流的實時性與精確性；將道路實況信息傳輸至中央處理端后，通過閾值判斷標準，提前獲取交通需求信息。

可變車道控制方法是解決潮汐擁堵問題的有效手段，具有較強的實用性。通過建立道路基礎設施的隔離方法，更保證了車輛行駛時的安全性。本文提出的方案具有較強的移植性，可適用于各類潮汐現象明顯的車道，具有良好的應用前景，對緩解早晚高峰交通擁堵具有重要的參考意義。

［1］張國華.關于城市道路潮汐車道的設置研究［J］.交通科技，2012（3）：116-119.

［2］邵春福.交通規劃原理 ［M］.北京：中國鐵道出版社，2004.

［3］施麗莎.基于物聯網技術的智能交通標志［J］.數字技術與應用，2015（3）：40-41.

［4］吳兵，李曄.交通管理與控制［M］.北京：人民交通出版社，2009.