城市道路交叉口信號協(xié)調(diào)優(yōu)化控制研究

林華根（安徽超遠信息技術有限公司，安徽 合肥 230088）

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城市道路交叉口信號協(xié)調(diào)優(yōu)化控制研究

林華根
（安徽超遠信息技術有限公司，安徽 合肥 230088）

摘 要：城市道路信號交叉口是城市道路的重要節(jié)點，它把城市道路相互連接起來構成道路網(wǎng)，其通行能力直接影響城市道路的通達，交叉口的交通流密度過大，將會造成路口的擁擠與堵塞，影響城市道路的正常運行，而提高信號交叉口通行能力、減少道路交叉口的車輛因停車與延誤造成的損失，是城市道路交通管理相關部門追求的目標，鑒于此，本文以信號交叉口為研究對象，通過典型交叉口的調(diào)查，探究其通行能力，并分析信號交叉口的運行狀況。

關鍵詞：城市道路；信號控制；配時設計

近年來，我國城市機動車擁有量急劇增長，交通量的日益增加，使城市道路交通狀況日趨緊張；同時，道路交通設施不完善、交通結構不合理、混合交通嚴重等原因，加重了城市道路的交通壓力。

當前，交通擁堵不僅在我國，甚至在世界范圍內(nèi)已經(jīng)成為備受關注的共性問題，幾乎所有的城市都在不同程度地受到交通擁堵等問題的困擾。

由于城市道路交通系統(tǒng)多呈現(xiàn)網(wǎng)狀結構，其主要特點是區(qū)域范圍內(nèi)道路網(wǎng)密度高，路網(wǎng)節(jié)點的交叉路口數(shù)量多，因此，道路交叉口已成為加強城市道路管理，減少交通擁堵的關鍵環(huán)節(jié)，且近年來各城市普遍存在的交通秩序混亂、道路交通擁堵、道路交通事故爆發(fā)率居高不下等問題，很多是由于道路交叉口管理秩序干擾嚴重，以及道路交叉口通行能力較低等造成。

由于城市道路各交叉口的交通流彼此關聯(lián)度較高，并且是非確定性的，因此，集成應用智能控制技術、信息融合技術、交通預測技術與交通管理技術等先進技術，圍繞城市道路交通管理實際需求，牢牢把握智能化和集成化這兩大城市交通信號控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢，進而實現(xiàn)連點成線、連線成面的協(xié)調(diào)統(tǒng)一控制，是智能交通控制優(yōu)化管理的關鍵和突破口。

現(xiàn)代城市交通信號控制系統(tǒng)已不僅僅是對道路交叉口信號燈進行遠程控制，而是集道路交叉口信號燈控制和現(xiàn)代城市高速公路交通控制以及區(qū)域路網(wǎng)混合交通流于一體的混合型交通，進而實現(xiàn)區(qū)域路網(wǎng)條件下信號控制和城市高速公路集成控制。若只是依靠傳統(tǒng)的被動、局部和靜態(tài)的管理模式及控制策略，顯然不能滿足現(xiàn)代城市道路交通實際需求。因此，必須借助先進的技術手段，突破傳統(tǒng)道路交通信號控制思維模式，實現(xiàn)由被動控制向主動自適應控制發(fā)展；信號控制技術方面向智能化、集成化發(fā)展；道路交通控制規(guī)模上要由交叉口節(jié)點控制向區(qū)域路網(wǎng)集成控制發(fā)展；控制模式上要由靜態(tài)控制向動態(tài)誘導控制發(fā)展。

總之，通過研發(fā)先進的城市交通管理系統(tǒng)軟硬件技術，建成由車輛違章監(jiān)控系統(tǒng)、道路交通誘導系統(tǒng)、車輛違章信息處理系統(tǒng)、交通信號控制系統(tǒng)、車輛事故報警信息管理系統(tǒng)等組成的智能化集成化道路交通管理系統(tǒng)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和聯(lián)動控制，從而達到最佳管理效果。

日常的道路交通擁堵現(xiàn)象，絕大部分都是由于道路交叉口的通行效率較低造成的，因此，道路交叉口信號控制成為區(qū)域路網(wǎng)管理的重點。通過提高道路交叉口的通行效率，減少道路交叉口延誤是城市道路交通管理追求的目標，也是改善城市道路整體狀況的最有效的方法。

我國大多數(shù)城市道路交通信號交叉口均采用多相位信號控制，并根據(jù)城市交通流現(xiàn)狀越來越多的信號交叉口設置了左、右轉專用車道，以改善交通擁堵的狀況。隨著我國城市交通壓力日趨增大，信號交叉口的管理方法也有了很大的改進。

城市道路交叉口信號控制系統(tǒng)作為一種常見的交通設施，由于交通行為參與者較多，且交通轉向行為集中，控制方案也隨之較多。道路交通信號控制系統(tǒng)通過為不同車道組分配通行權，使各車道組的交通流周期性地停駛，已實現(xiàn)交通秩序管理及優(yōu)化控制。

在各周期中，不同流向的交通流具有不同的運行特性。同時，現(xiàn)代城市交通信號控制系統(tǒng)不僅控制道路交叉口交通信號，而且集道路交叉口交通信號管理、城市區(qū)域路網(wǎng)協(xié)調(diào)指揮和城市快速路及高速公路交通優(yōu)化控制于一體。

日益增加的城市道路交通需求要求我們必須充分利用各種新理論和新技術創(chuàng)新發(fā)展道路交通信號管理體系。

（1）加快建設公交優(yōu)先系統(tǒng)。在城市交通工具方面，優(yōu)先發(fā)展快速公交，在軟硬件設施設備方面，保證和實現(xiàn)公交優(yōu)先，并充分運用以射頻識別技術為主的公交優(yōu)先交通信號控制系統(tǒng)。

（2）結合我國道路交通特點，針對混合交通比重大、電動車數(shù)量多的特點，研究開發(fā)高效先進的自適應信號控制模型和優(yōu)化算法設計。

（3）推動信號控制標準化、模塊化。力爭實現(xiàn)信號控制設備通用化，大力引入同業(yè)競爭，從而促進交通信號控制行業(yè)更好地發(fā)展。同時，大力推進信號控制系統(tǒng)模塊化，以加快先進技術的開發(fā)研制和升級換代。

（4）實現(xiàn)信號控制方式智能化。充分利用信息融合技術、計算機技術以及通信技術、自動控制技術、人工智能技術等先進技術，充分考慮交通系統(tǒng)的非線性、模糊性和不確定性，充分利用多種來源的信息，真正實現(xiàn)智能化的交通控制。

（5）信號控制系統(tǒng)發(fā)展要集成化。作為智能交通系統(tǒng)的重要分支，交通信號控制系統(tǒng)要與交通誘導、交通規(guī)劃與管理、智能車輛系統(tǒng)等其他智能交通系統(tǒng)分支系統(tǒng)充分集成。

參考文獻

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