突发拥堵信号控制与路径诱导协同策略
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摘 要：伴随城市化进程的不断加快，大中型城市发展迅速，汽车作为人们出行的主要交通工具，伴随人们生活质量水平的不断提升，汽车数量日益增多，甚至成为造成交通拥堵的主因。交通拥堵并没中国独有，存在在世界各个国家，且是交通运输领域多年来研究的重要课题。智能交通系统是当前交通事业发展的重点，交叉口信号控制与路径诱导作为系统的主要构成部分，对改善交通环境，缓解交通压力意义重大，为此，如何做好路径诱导显得尤为关键。
关键词：动态交通流信息;突发拥堵;路径诱导
中图分类号：U491.54 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）24-0000-00
0引言
伴随科学技术的不断进步，大数据、物联网、云计算等先进的技术不断涌现，智能化交通管理系统将成为未来交通事业发展的方向，同时可为交通拥堵问题的解决及缓解起到积极的作用。目前，智能交通已被广泛用于交通相关领域，加强了车辆、道路与使用者之间的关联性，以此构建了一个较为完善的综合性交通管理系统。在智能交通系统内信号控制与路径诱导是最为关键的一部分，道路交叉路口状态是道路交通状况的重要影响因素，为此在交叉口信号的合理引导下，可有效减少相互冲突的交通流，从而由时间上、空间上的适当分离，可缓解交通拥堵。基于网络和通信等现代技术，交通诱导是一种影响路径选择的行为，通过路径诱导，能够合理规划出行者的时间，在路网各个路段上实现交通流的合理分配。为此，在动态交通流信息下，研究突发拥堵时的信号控制与路径诱导策略具有重要意义。
1交通突发拥堵的特性
在众多研究之中，交通行驶状况最常见的标准分为三类，即畅通、缓行、拥堵。认为，当平均车超在40km/h以上，则表明此路段处于畅通状态;相反，若平均车速在40km/h以下，则说明此路段拥堵。作为一种交通拥堵的特殊状态，突发拥堵其不仅具备拥堵的共性，还存在一定特殊性。突发拥堵时道路交通拥堵的主要类型之一，其成因复杂、表现多样，且具有不确定的影响因素。若找出核心内在问题，便可提出针对性强的措施有效缓解道路交通拥堵现象。从而大幅降低交通成本。相比常规拥堵，在属性上，突发拥堵属于一个突发性的事件，其发生时间、地点都不固定，从其发生到结束往往包括四个阶段，如表1所示。当出现突发拥堵时，将导致路段通行能力急速下降或交通流量快速增加，以此构成拥堵严重路段。
2城市交通智能控制诱导系统分析
伴随科学技术的不断进步，我国交通管理系统智能化程度在不断提升，但仍存有诸多问题，特别是交通突发拥堵时所产生的大量数据，如何分析、如何找出藏匿的内在信息意义重大。为此，在海量交通数据的基础上，开展动态交通流信息处理及拥堵控制与诱导策略研究，对解决城市交通拥堵问题具有重要的现实价值。
在常规路网交通管理系统中，交叉口信号控制和交通诱导属于两个不同的个体，但经大量研究表明，若仅仅依靠单一的信号控制，或交通诱导很难快速、及时地疏导交通，为此，从系统性方面分析，两者之间有存在密切关系，实现两者结合发展是当前交通管理发展的研究方向。
当前，因交通流量日益增加，交通数据信息量也随之增加，在整个数据收集、存储及处理等环节，很难达到预期目标，特别是在实时性方面，因此，导致突发拥堵问题难以在第一时间有效解决。伴随互联网、云计算、大数据等先进技术的不断涌现，大幅度提升了交通流数据的易得性，实现了交通数据实时处理、传输及系统内实时共享等功能，这也是智能交通管理系统发展的重点。智能交通管理系统的应用能够更好地增进车辆、道路与使用者之间的关联性，并由此构建一个效率高、安全性良好的综合交通管理系统。而在智能交通系统中，信号控制和交通诱导均为其最重要的組成部分，通过建立信息指导管理的交通控制诱导系统，能够合理控制交通流量，实现交通分流，减少拥堵时间。为此，本文以动态交通流信息的角度分析，将城市交通智能控制诱导系统设为了4个部分，具体内容如表2所示。
3基于动态交通流信息的信号控制与路径诱导协同策略
突发交通拥堵现象之后，交通量将迅速剧增，此时极易造成交通秩序混乱，为了缓解拥堵，不仅要具备充足的道路交通设施及采取科学的交通管理措施，还要保证信息及时。在突发交通事件发生之时，若能在第一时间将路网、事件具体信息反馈给交通参与者、管理者，将有效提升交通疏散的效率，减少拥堵时间。为此，在交通管理策略中，路径诱导是一种高级的管理策略，其目的是为了在路网上诱导交通压力均匀分布。当发布完应急疏散信息之后，可进行路径诱导信号的发布，如各路段车流量的大小、道路破坏程度、交通管制信息、车辆路径诱导等，为出行人员行车路径的调整起到引导作用，从而错开拥堵路段，保证路网交通流均匀分布。基于动态交通流信息，一般可采用下述方法做好信号控制与路径诱导协同策略。
3.1信号控制与分流诱导的组合策略
在突发拥堵段，为了缓解交通压力，避免陷入交通拥堵瓶颈，可适当调整信号灯的绿信比进行控制管理，从而缓解交通压力，但此方式无法有本质上解决拥堵问题。基于此，当交通饱和状态过为严重，此时进行路网疏散管理若仅仅依靠单纯的交通控制手段，根本无法达到预期效果，同时也不能对整个路网内其余闲置交通时空资源进行充分利用。为此，可通过信号控制和分流诱导相互结合的方式进行处理。通过对疏散车辆的行车路径进行诱导，从而缓解并处理当前交通控制中的过饱和状态。
一般采用截流、卸流作为交通控制的调控方法，利用信号控制+分流诱导的组合策略，可达到下游卸载、上游截流或分流的效果，从而最大程度均化整个疏散路网交通压力。如果某路段因交通拥堵严重而产生了瓶颈，但经过卸载、截流、分流等策略仍无法对其流向上的交通压力进行缓解时，必须通过交通控制可变信息板的方式，在分流点位置进行强制分流，也就是说，通过亮红灯的方式来对流向瓶颈的交通流加以阻止，而通过亮绿灯的方式对分流方向进行交通流诱导，同时，要将下游瓶颈、分流路线等详细地显示在可变信息板上，及时告知出行者及时转换路线。 3.2 信号控制与禁左诱导的组合策略
在突发交通拥堵事件中，拥堵现象多出现于交叉口位置。为此，实施交叉口禁左指令，可降低交叉口不同流向之间的车辆交织点与冲突点，对交叉口整体复杂性进行简化，缓解或控制左转车辆和直行车辆之间的冲突。此外，通过禁左措施的实行，可为直行车流带来充足的通行时间，减小直行通行车道的通行压力，进一步增强拥堵交叉口的通行能力，最大限度缓解交通压力。在突发拥堵路段的交叉口进行禁左管理前，必须第一时间将此信息发布出去，从而对出行者起到诱导作用，便于其及时绕行，减少拥堵。同时，实行交叉口禁左管理往往受限于地域条件，如具有较大路网密度的地区，禁左管理所引起的影响中将大大减短需绕行车辆的距离，从而降低车辆增加的延误性。为此，可利用动态交通仿真软件事前對禁左管理的合理性进行评价。
3.3 信号协调控制与限速诱导的组合策略
在突发拥堵疏散过程中，车速控制极为关键。因此，在信号协调控制方面，要重点考虑其通行车辆的车速，做好平均车速预测，如某交叉口实施信号调控方案之后，同样要做好速度限制工作，要在第一时间将事件发展情况、处理进度等发布给出行者，一般可通过车载、手机终端等，最大限度提高信号协调控制的效果，为出行者提供合理化建议，做好出行路径选择，从而大幅提升突发拥堵疏散通道的通行能力。
4 结语
综上所述，交通拥堵危害较大，尤其是在城市居民生活与城市发展方面影响巨大。特别是突发性的拥堵问题，相比常规拥堵，具有随机性，无法预测，很难提前制定好处理措施。为此，在智能交通系统中，要做好动态交通流信息分析工作，在全面把握交通拥堵趋势中未来短时交通流信息可为其提供重要的信息支持，为自动、科学地管控交通突发拥堵现象，必须依托信息技术，做好科学诱导控制，制定多样化的疏散策略，来积极应对各种突发交通状况，避免长时间拥堵，提高交通运行效率。
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收稿日期：2019-11-18
作者简介：王航（1986—），男，河南郑州人，研究生，工程师，研究方向：交通工程、智能交通。
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