城市道路交通信號控制策略的應(yīng)用分析

伍 丹 張 俊

南京萊斯信息技術(shù)股份有限公司 江蘇 南京 210000

通過對我國的城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)行相應(yīng)的分析我們可以發(fā)現(xiàn)其建設(shè)進(jìn)程不斷加快，在此基礎(chǔ)上，國民經(jīng)濟(jì)水平等方面也不斷提高，車輛數(shù)量也不斷增加。但正因如此，人們在出行時容易發(fā)生交通事故的概率也有所提升。目前，我國意外傷亡事件當(dāng)中因為車禍發(fā)生的比例在百分之五十以上。由此，我們可以看出交通事故發(fā)生的概率相對較大。為了有效避免這種狀況，保護(hù)人們的出行安全，在具體對交通道路進(jìn)行把控和管理時也應(yīng)當(dāng)不斷完善交通基礎(chǔ)設(shè)施，控制交通信號。只有這樣才能夠有效的達(dá)到交通道路管理的目的，使得人們能夠在交通信號的正確引導(dǎo)下避開車禍?zhǔn)录陌l(fā)生。

1 城市道路交通信號的主要控制參數(shù)

交通信號能夠良好的指引車輛行駛，避免由于車流量過大等造成車輛擁堵以及其他一系列交通問題，同時還能夠規(guī)避交通事故的發(fā)生，維持交通秩序。但是要想真正的讓交通信號發(fā)揮出真正的交通疏導(dǎo)作用，就必須要不斷加強(qiáng)對其的控制。對交通信號的控制必須要以其能夠保障對交叉路口的交通管制，在此基礎(chǔ)上來更好的維護(hù)交通秩序。在我們的日常生活中，我們也可以經(jīng)常看到交叉路口或十字路口所設(shè)置的交通信號。我們可以從交通信號的控制策略中發(fā)現(xiàn)其主要以時間分離為主。我們常說的紅綠燈即交通信號中的一種，分紅、綠、黃三個時間階段，在交通信號燈顯示紅燈時即停止出行，綠燈時出行，黃燈時需要在道路上進(jìn)行等待。正因為這樣的交通信號控制策略，使得人們在具體出行時能夠有序的遵守交通規(guī)則出行，既不會造成交通擁擠，同時也不會造成交通秩序混亂。從整體角度來看，交通信號在具體控制的過程當(dāng)中需要考慮到三個參數(shù)。以下就這三個參數(shù)進(jìn)行探究。

1.1 周期時間

周期時間主要是指交叉路口或者是十字路口時交通信號所變換的時間。一般來講，為了合理起見，在具體對交通信號燈的周期進(jìn)行設(shè)置的過程中最低的時間循環(huán)周期并不會超過3分鐘，不低于15秒。在此周期內(nèi)，車輛既不會出現(xiàn)過于擁擠的狀態(tài)，同時各個道路的車輛也能夠順利通行。在一部分經(jīng)濟(jì)相對發(fā)展的地區(qū)，如北京，上海等地區(qū)，這些地區(qū)經(jīng)常會出現(xiàn)交通擁堵。在出行高峰期的時候交叉路口車輛流動性相對較強(qiáng)，針對這一部分地區(qū)，信號燈的通行周期應(yīng)當(dāng)減短，只有這樣才能夠確保該交叉路口的正常通行。這樣一來，車輛在等待交通信號燈變換的時間減短，在通行時的速度和頻率也相對較快。但是針對一些其他地區(qū)來說，如果交通信號周期過長，車輛在等待的時候所花費(fèi)的時間也就更長，所以就會影響整體的交通通行。

1.2 相位

影響交通信號的控制參數(shù)除了變化時間周期以外，相位也是其中的參數(shù)之一。對于城市道路建設(shè)來說，為了充分保障和維護(hù)交通秩序，具體對交叉路口等地區(qū)進(jìn)行交通信號設(shè)置時通常會選擇我們常見的紅綠燈。根據(jù)交通安全要求，我們對紅燈停，綠燈行等交通規(guī)則也充分掌握。針對不同方位的道路路口來說，紅綠燈會分時轉(zhuǎn)換，這樣一來能夠使得部分路口的車輛獲取通行權(quán)利，而其他路口的車輛繼續(xù)等待，等綠燈亮起再繼續(xù)通行。這樣一來，能夠讓車輛分批通行，避免交通堵塞。與此同時，我們所說的交通信號中的相位就是車輛是否能夠在交叉路口當(dāng)中獲取到通行權(quán)利。

1.3 綠信比

在上文當(dāng)中我們具體提到影響交通信號控制的主要有三個參數(shù)，而我們已經(jīng)針對周期時間以及交通相位這兩個方面進(jìn)行了相應(yīng)的分析，以下就綠信比進(jìn)行分析。在交通信號燈具體發(fā)揮自身交通管制功能時，綠色信號燈在其中紅綠黃三個信號燈中的所占比例就是我們所謂的綠信比。當(dāng)交通信號燈從紅燈轉(zhuǎn)為綠燈時，人們和車輛就可以通行，在這一時間段內(nèi)人們的出行也能夠得到安全保障。從整體角度來講，綠信比在一定程度上決定了車輛出行需要等待的時長，同時也決定了交叉路口的車輛通行是否順暢。為此，要想有效的保障與維護(hù)交通秩序，相關(guān)交通管理部門就必須要對綠信比進(jìn)行合理的比例分配，確保人們在交叉路口具有足夠的安全通行時長。

2 交通信號控制的策略

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國平均每年因為車禍?zhǔn)鹿嗜ナ赖娜藬?shù)數(shù)量相對較大。這些數(shù)據(jù)都間接性的說明了我國的交通管理的不到位。為此，為了有效降低車禍?zhǔn)鹿实陌l(fā)生概率，我國的交通管理部門也不斷加強(qiáng)管控力度，采取一系列的措施來維護(hù)交通秩序。而交通信號控制作為其中非常重要的一個環(huán)節(jié)，自然也受到了交通部門的重視。為了從真正意義上實現(xiàn)交通信號的有效控制，相關(guān)工作人員也不斷研究相關(guān)策略，目前各種類型的方法被提出，并在交通道路中得到了應(yīng)用。從根本上來講，目前在對交通信號進(jìn)行控制時主要采用兩種類型的方法。以下就這兩種不同類型的方法進(jìn)行分析。

2.1 按控制范圍劃分

2.1.1 點控

在具體進(jìn)行交通信號控制的過程當(dāng)中，我們最為常見的方法就是點控。這種方法主要應(yīng)用在具有單個信號燈的交叉路口。點控方法的時間周期范圍主要在40秒到150秒之間。只有處在這一范圍內(nèi)，車輛的通行速度及等待時長才能夠得到有效保障。

2.1.2 線控

在具體應(yīng)用線控這一方式進(jìn)行信號控制時，可以實現(xiàn)對主干路的信號控制，這一方式所控制的范圍相對較大，不再僅僅局限于某一個交叉路口。為此，針對其管控范圍的廣泛，在具體進(jìn)行控制工作時也建立了相關(guān)的控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)當(dāng)中能夠借助信息數(shù)據(jù)技術(shù)對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，在主干線當(dāng)中能夠真正實現(xiàn)無車輛停車的目的，進(jìn)而加快車輛通行速度。

2.1.3 面控

這種控制方式相對于上文當(dāng)中我們提到的點控和線控來說控制范圍更加廣泛。這種方式主要對某一區(qū)域內(nèi)的各個交叉路口進(jìn)行信號控制工作。對于一個區(qū)域來說，其中覆蓋了非常多的交叉路口，在交通網(wǎng)絡(luò)體系當(dāng)中的交叉路口都可以借助面控方式進(jìn)行信號控制。這種方式應(yīng)用范圍廣泛，操作快速等優(yōu)點都可以使得交通信號控制水平得到有效提高。但是要想借助這種方式進(jìn)行控制工作就需要考慮到各個方面，如控制區(qū)域是否會擴(kuò)大等。

2.2 按控制方式劃分

2.2.1 定時控制

這種方式在信號控制當(dāng)中相對常見，主要是以上文中我們所提到的控制參數(shù)為依托，根據(jù)配時算法來計算時間周期等，合理分配周期范圍及綠信比等進(jìn)而實現(xiàn)信號控制的效果。

2.2.2 自適應(yīng)控制

隨著我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，在具體對交通信號進(jìn)行控制的過程當(dāng)中也不斷研究智能化、自動化的控制方法。自適應(yīng)控制系統(tǒng)就是以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托所形成的信號控制方式。在具體應(yīng)用這一方法時，其系統(tǒng)能夠自動感應(yīng)到交通通行的具體情況并進(jìn)行適時調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到最優(yōu)化的控制效果。

3 交通信號控制策略的應(yīng)用

3.1 單個交叉口的控制策略

對于城市道路來說，主要分為單個交叉路口以及區(qū)域性的交叉路口，為此，在具體針對單個交叉路口進(jìn)行信號控制的過程當(dāng)中，我們可以采取相位調(diào)控措施。對于交叉路口來說，其時間周期的設(shè)置雖然相同，但是其跳轉(zhuǎn)頻率并不相同，為此在具體對其進(jìn)行設(shè)置的過程當(dāng)中，可以調(diào)整相位之間的時間間隔，這樣一來交通流動具有了連通性，不同路口的車輛在行駛時也不會因為時間間隔過長而增加車輛等待時間，同時也能夠保證車輛的流通速度。與此同時，為了充分保障車輛道路流通的順暢，相關(guān)交通管理部門也應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的交通實際環(huán)境來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，盡可能實現(xiàn)信號控制的最優(yōu)化。應(yīng)用這種方式時主要對信號燈的周期以及信號感應(yīng)這兩個方面的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。要想有效地保障處在不同路口的車輛都能夠在有條不紊中通行，就必須要對通行周期進(jìn)行控制。除此之外，管理部門還可以借助信息技術(shù)來實現(xiàn)信號控制的智能化與自動化，這樣一來相關(guān)的管理系統(tǒng)能夠根據(jù)車輛的行駛情況以及周邊的交通環(huán)境等方面的內(nèi)容來對信號控制的參數(shù)范圍等方面進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，能夠有效地保障車輛的順利通行。

3.2 主干線信號控制策略

在上文當(dāng)中我們提到主干線交叉路口的信號控制主要包括這一主干線范圍內(nèi)與其具有緊密聯(lián)系的交叉路口。為此，在具體對主干線信號進(jìn)行控制的過程當(dāng)中必須要進(jìn)行智能化的定時控制。這樣一來，能夠保障各交叉路口的時間周期相同，同時也能夠根據(jù)智能感應(yīng)的數(shù)據(jù)等對信號數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整與處理。但是要想應(yīng)用這種方式也必須要符合相應(yīng)的要求。如主干線當(dāng)中的交叉路口必須以定時控制為主要控制方式，時間周期相同，同時各個交叉路口之間也必須具有一定的聯(lián)系。只有在滿足這幾個要求的同時，才能夠有效借助線控這一方式來進(jìn)行信號控制工作。

3.3 區(qū)域信號控制策略

在具體對區(qū)域信號進(jìn)行控制的過程當(dāng)中，我們可以有效地借助多智能體系統(tǒng)進(jìn)行交通網(wǎng)絡(luò)體系的控制，通過這一系統(tǒng)的具體應(yīng)用可以有效地對道路交叉口進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置與控制。對于城市來說，其在具體構(gòu)建交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的過程當(dāng)中是有規(guī)律可循的，為此每個道路交叉口之間都存在著一定的聯(lián)系，而通過應(yīng)用多智能體系統(tǒng)，還可以將其之間的聯(lián)系協(xié)調(diào)化。并且多智能體系統(tǒng)是以信息技術(shù)為依托所構(gòu)建的信號控制系統(tǒng)，在具體應(yīng)用的過程當(dāng)中，其能夠發(fā)揮自身的智能化和自動化特征，能夠?qū)煌ōh(huán)境進(jìn)行實時動態(tài)監(jiān)控，通過分析交通環(huán)境等相關(guān)數(shù)據(jù)來對交叉路口的信號進(jìn)行控制。與此同時，多智能體系統(tǒng)并不會因為其中的某一智能體出現(xiàn)故障而無法運(yùn)作，其他智能體會互相協(xié)作進(jìn)行工作，進(jìn)而更好的進(jìn)行信號控制。

4 結(jié)束語

總而言之，通過上述分析我們可以發(fā)現(xiàn)在具體對交通道路進(jìn)行建設(shè)的過程當(dāng)中必須要充分考慮對交通信號的控制。只有這樣，車輛的出行才能夠形成一定秩序，而車輛也能夠在遵守交通規(guī)則的基礎(chǔ)上有秩序的通行，進(jìn)而減少交通事故的出現(xiàn)。但是要想達(dá)到理想的控制效果，相關(guān)交通管理部門也應(yīng)當(dāng)不斷研究與完善控制方式與措施，借助行之有效的方法來進(jìn)行信號控制，調(diào)節(jié)信號燈的時間周期等，加快車輛通行。