袁宇

【摘 要】隨著城市交通要求的不斷提高，研究其智能控制系統(tǒng)凸顯出重要意義。本文首先介紹了交通信號控制的基本思想，分析了城市交通智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用。在探討智能控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，研究了發(fā)展中國智能交通控制系統(tǒng)的對策。

【關(guān)鍵詞】城市交通；智能；控制系統(tǒng)

一、前言

作為一種實(shí)際應(yīng)用效果良好的控制系統(tǒng)，城市交通智能控制系統(tǒng)在近期得到了廣泛的應(yīng)用。該項(xiàng)課題的研究，將會更好地提升智能控制系統(tǒng)的實(shí)踐水平，從而優(yōu)化城市交通的整體效果。本文從介紹其基本思想著手本課題的研究。

二、交通信號控制的基本思想

傳統(tǒng)的路口交通信號控制，一般是基于對單個(gè)路口交通信號燈的控制，以對該信號點(diǎn)的交通流量進(jìn)行疏導(dǎo)為出發(fā)點(diǎn)，目標(biāo)是提高當(dāng)前路口的通過能力。目前先進(jìn)的路口信號控制技術(shù)，基于對一條線路上若干個(gè)信號點(diǎn)的聯(lián)合控制，以對該線路的交通流量進(jìn)行疏導(dǎo)為出發(fā)點(diǎn)，目標(biāo)是提高整條線路的通過能力。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮區(qū)域交通流量的疏導(dǎo)，以提高區(qū)域通行能力為目標(biāo)。由此，交通信號控制的策略可以看作是點(diǎn)、線、面結(jié)合的立體架構(gòu)，在不同的層面上涉及的因素是不同的。具體實(shí)施時(shí)，考慮的方式有以下幾種：

1.按流給燈

即按照車流運(yùn)行的方向給出各種方向的信號燈，車流按方向信號指示的方向行駛，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的“點(diǎn)控制”策略，設(shè)置在各主要繁忙路口。

2.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（轉(zhuǎn)換頻率）應(yīng)該短一些，以避免出現(xiàn)綠燈下無車流的現(xiàn)象；上下班車流高峰期，轉(zhuǎn)換間隔應(yīng)相對延長，以加速車流的通過。

另外，當(dāng)各方向車流不均衡時(shí)，各方向信號燈的延時(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。這種方式屬于交通信號的“點(diǎn)控制”策略。

3.點(diǎn)點(diǎn)聯(lián)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，影響車輛的直線通過速度，各路口信號間應(yīng)建立一定的相互聯(lián)鎖的關(guān)系，盡量使各信號相對于運(yùn)行中的車輛透明，減少車輛停車等待的次數(shù)，消除因過多的紅燈引起的擁塞。這種方式屬于交通信號的“線控制”策略，目前典型的技術(shù)是“綠波帶”技術(shù)。

三、城市交通智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1.自動(dòng)化公路系統(tǒng)（AHS）

該系統(tǒng)主要是在現(xiàn)有道路上開辟專用車道，利用專門敷設(shè)在路面下的磁體來引導(dǎo)汽車的行駛，并確定汽車在公路上的位置；用高效雷達(dá)來控制車速，并保持與其他車及障礙物的間距。汽車在其上自動(dòng)行駛，無任何人為干預(yù)。這種系統(tǒng)在高速公路中應(yīng)用的前景會很好，但是在城市交通中卻有明顯的不足，因?yàn)樗枰獙Ρ緛砭筒粔驅(qū)掗煹穆访婕釉O(shè)專用車道，對于現(xiàn)有道路不是很適合。

2.智能停車誘導(dǎo)系統(tǒng)在我國應(yīng)用

現(xiàn)階段完善的智能停車場系統(tǒng)在我國還很少，主要在增加停車場數(shù)量、解決停車場分布，各地修建了許多地下或立體停車場。個(gè)別地方正探索車位信息的聯(lián)網(wǎng)發(fā)布和誘導(dǎo)。我國智能停車場系統(tǒng)應(yīng)該著力發(fā)展停車場車位信息的發(fā)布和誘導(dǎo)；加強(qiáng)停車場信息的聯(lián)網(wǎng)；加快停車位預(yù)定平臺的建設(shè)；逐步實(shí)現(xiàn)使用ECT收費(fèi)的停車場管理。

3.電子站牌在我國的應(yīng)用

統(tǒng)一規(guī)劃，大力基于Zigbee和RFID等免使用費(fèi)通信方式的電子站牌系統(tǒng)。如繼續(xù)使用商業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，則應(yīng)探索電子站牌建設(shè)者和乘客間的合理收費(fèi)模式；應(yīng)將電子站牌納入公眾出行信息平臺，候車乘客可通過智能手機(jī)和PAD掃描二維碼由移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入信息平臺查詢，完成電子站牌的顯示功能。優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省電子站牌的顯示器等設(shè)備購置、使用、維護(hù)成本；降低控制中心與電子站牌間的通信費(fèi)用；由于智能手機(jī)和PAD就像車載定位導(dǎo)航儀一樣使用者明確，且是自愿查詢，收費(fèi)容易達(dá)成。

4.事故管理系統(tǒng)

事故管理系統(tǒng)能夠及時(shí)地檢測和定位交通事故，迅速地移除事故車輛，并警示上游車輛減速，防止二次事故的發(fā)生！因?yàn)槎问鹿室呀?jīng)成為了近年來交通事故死亡率增高的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

四、智能控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究

1.基于信息技術(shù)的交通監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)

信息技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件工程技術(shù)等，是實(shí)現(xiàn)城市交通系統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)核心，基于信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)城市交通系統(tǒng)的監(jiān)控和運(yùn)營自動(dòng)化，將城市交通系統(tǒng)各組成部分進(jìn)行有效的集成，使城市交通系統(tǒng)呈現(xiàn)出各組成要素所沒有的整體功能。

2.智能監(jiān)控平臺體系結(jié)構(gòu)分層設(shè)計(jì)

在確定城市交通監(jiān)控系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)方案中所采用的基本技術(shù)是面向?qū)ο蟮慕煌ㄏ到y(tǒng)結(jié)構(gòu)分析技術(shù)。所謂對象是城市交通系統(tǒng)中的基本要素，其特征包括其中存儲或產(chǎn)生的信息，以及在城市交通監(jiān)控系統(tǒng)確定的邊界條件下所能夠進(jìn)行的信息加工基本操作。對象之間具有信息交換關(guān)系和邏輯關(guān)系，在城市交通監(jiān)控系統(tǒng)中采用網(wǎng)絡(luò)圖的形式在對象概念的基礎(chǔ)上描述城市交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，將有助于我們在眾多參與者中間建立有關(guān)城市交通監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的共同語言。

兩級劃分的城市交通監(jiān)控結(jié)構(gòu)的弊端主要體現(xiàn)在，劃分層次模糊，星網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較簡單導(dǎo)致城市交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈擁擠，不容易及時(shí)處理復(fù)雜的城市交通系統(tǒng)的信息，城市交通系統(tǒng)智能化程度難以實(shí)現(xiàn)高水準(zhǔn)。所以，在此基礎(chǔ)上，城市交通系統(tǒng)中應(yīng)用多采用三級或更多級的城市交通監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行層次劃分，引入城市交通監(jiān)控區(qū)域級，對中大型城市交通或大地區(qū)級交通采取劃區(qū)域監(jiān)控。城市交通監(jiān)控系統(tǒng)區(qū)域級監(jiān)控本身相當(dāng)于一個(gè)二級監(jiān)控中心，具有一定的城市交通系統(tǒng)信息處理的獨(dú)立性，隸屬于城市交通監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心，這樣就更好的理順了城市交通系統(tǒng)信息的通信、處理、控制的結(jié)構(gòu)。

五、發(fā)展中國智能交通控制系統(tǒng)的對策

1.打好ITS發(fā)展基礎(chǔ)，特別是應(yīng)加強(qiáng)ITS基礎(chǔ)理論的研究工作

目前，國際上ITS理論仍不完善，還處于發(fā)展時(shí)期，我們應(yīng)積極加強(qiáng)與ITS開展較先進(jìn)國家的交流，在國際ITS現(xiàn)有發(fā)展水平上結(jié)合中國特點(diǎn)，深入細(xì)致地進(jìn)行理論研究，盡快接近或達(dá)到世界水平，以迎接21世紀(jì)ITS發(fā)展的挑戰(zhàn)。

2.建立ITS協(xié)調(diào)組織機(jī)構(gòu)

中國交通體制目前仍是條塊分割狀況，現(xiàn)已出現(xiàn)了各自發(fā)展自身ITS的勢頭，這將造成中國資源上的巨大浪費(fèi)。為此應(yīng)盡快成立一個(gè)由國家統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)的，有關(guān)部門、學(xué)者、企業(yè)和研究部門參與的“ITS中國”組織，類似于美國的ITSAmerica，日本的VERTIS及歐州的ERTICO組織，來統(tǒng)一制訂中國ITS發(fā)展戰(zhàn)略、目標(biāo)、原則和標(biāo)準(zhǔn)，特別是制定有關(guān)ITS的技術(shù)規(guī)范和整體發(fā)展規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)ITS技術(shù)和產(chǎn)品的通用性、兼容性和互換性，加強(qiáng)政府的宏觀調(diào)控，以減少局部利益的沖突和有限資金的浪費(fèi)。

3.注重人才的培養(yǎng)

隨著ITS的進(jìn)一步發(fā)展，21世紀(jì)交通運(yùn)輸將會發(fā)生重大變化，而與之相應(yīng)的是對不同層次的專業(yè)人才需求情況與以往大不相同，為此應(yīng)加強(qiáng)國內(nèi)高校及科研單位交通運(yùn)輸領(lǐng)域與國外ITS的交流合作，派出人員學(xué)習(xí)培訓(xùn)，走出去、請進(jìn)來，將最新的ITS技術(shù)溶入交通運(yùn)輸專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和科研之中，以高素質(zhì)的ITS人才去迎接新世紀(jì)的挑戰(zhàn)。

4.當(dāng)前迫切需要解決的問題

作為資金不足的發(fā)展中國家，應(yīng)根據(jù)中國現(xiàn)有條件，以ITS個(gè)別項(xiàng)目入手選擇恰當(dāng)?shù)那腥朦c(diǎn)，諸如ITS技術(shù)及其產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化；ITS中的城市交通管理系統(tǒng)；先進(jìn)的公共交通營運(yùn)系統(tǒng)；車輛控制和安全系統(tǒng)；先進(jìn)的物流管理系統(tǒng)等。

六、結(jié)束語

通過對城市交通智能控制系統(tǒng)的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)系統(tǒng)的整體效果離不開多項(xiàng)因素的效能，有關(guān)人員應(yīng)該從城市交通的客觀實(shí)際要求出發(fā)，在掌握自身現(xiàn)有優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，研究制定最為符合實(shí)際的智能控制系統(tǒng)實(shí)施方案。

參考文獻(xiàn)：

[1] 謝楊.智能交通系統(tǒng)在中國的發(fā)展趨勢與前景.科技視界.2013（02）：166-168.

[2] 鄭安文.現(xiàn)代道路交通系統(tǒng)交通安全狀況變化特性探析.中國安全科學(xué)學(xué)報(bào).2012（04）：243-247.

[3] 郝敏.基于城市可持續(xù)交通的城市交通智能化管理戰(zhàn)略分析.電子測試.2013（09）：110-115.