劉新建

摘 要：介紹了在路口路段設(shè)置的通行控制裝置和短程無(wú)線通信技術(shù)，在整個(gè)控制區(qū)域內(nèi)控制車流，按照預(yù)設(shè)或自動(dòng)感應(yīng)智能調(diào)控的程序步驟通行，探討了在飽和交通狀態(tài)下，如何讓車輛均衡行駛。

關(guān)鍵詞：自愈自組網(wǎng)；雷達(dá)跟蹤；自走式移動(dòng)護(hù)欄；交通均衡

中圖分類號(hào)：TP273+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.101

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車數(shù)量猛增，城市交通已經(jīng)基本進(jìn)入了飽和狀態(tài)，這給人們的出行和道路管理造成了較大的壓力。鑒于此，相關(guān)部門要不斷改進(jìn)檢測(cè)手段，提出優(yōu)化控制策略，及時(shí)發(fā)現(xiàn)飽和交通的內(nèi)在規(guī)律，并采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，在不改變道路狀況的前提下，提高路口的通行能力，而減少路口延誤、減少能耗和尾氣污染也是必須要解決的問(wèn)題。

設(shè)想以路口控制為核心的控制策略將短程通信技術(shù)應(yīng)用于路口聯(lián)網(wǎng)中，極大地方便了路口的聯(lián)網(wǎng)控制，引入雷達(dá)跟蹤技術(shù)，用區(qū)域檢測(cè)技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的斷面檢測(cè)技術(shù)，可以獲得傳統(tǒng)雷達(dá)檢測(cè)無(wú)法獲得的車輛連續(xù)狀態(tài)信息，為路口控制提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因此，基于重要路段流量均衡思想的組織優(yōu)化策略，可以有效緩解路口擁堵問(wèn)題。

1 交通控制技術(shù)分析

1.1 車輛檢測(cè)技術(shù)

目前，使用比較廣泛的是微波車輛檢測(cè)器，它是垂直于車流安裝在路側(cè)的，發(fā)射一束或兩束微波，在車輛通過(guò)微波形成的斷面時(shí)獲取車輛信息，車輛通過(guò)兩個(gè)斷面后獲取的反饋信息經(jīng)過(guò)處理后，可得到對(duì)車輛速度判定等處理結(jié)果。在安裝車輛檢測(cè)器時(shí)要求其必須垂直于車流的方向，同時(shí)，由于發(fā)射波在較遠(yuǎn)的距離會(huì)發(fā)生離散，所以，檢測(cè)結(jié)果的誤差可能會(huì)偏大。

解決誤差大的方法是要在一定區(qū)域范圍內(nèi)連續(xù)采集車輛行駛信息，而不是一個(gè)斷面的瞬間信息。這樣，就可以更客觀地分析道路的使用情況，甚至可以根據(jù)該連續(xù)范圍內(nèi)車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或軌跡判斷其是否出現(xiàn)了故障。

1.2 交通控制技術(shù)

目前，交通控制普遍采用二相位和多相位控制；控制手段為定周期、感應(yīng)和自適應(yīng)等。

1.3 無(wú)線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

現(xiàn)階段，前端路口設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)多采用有線方式，而近期出現(xiàn)了采用基于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線聯(lián)網(wǎng)方式?，F(xiàn)在要探討如何采用zigbee短程通信技術(shù)將路口信號(hào)機(jī)以自組網(wǎng)的形式連接起來(lái)，與GPRS、3G等無(wú)線聯(lián)網(wǎng)方式相比，該技術(shù)具有功耗低、成本低、完全免費(fèi)等優(yōu)勢(shì)。

2 主要研究?jī)?nèi)容

2.1 流量均衡思想的組織優(yōu)化策略

對(duì)于一些路段，可以調(diào)整道路兩端的流入、流出流量，從而控制調(diào)整道路內(nèi)的容積車輛，最終達(dá)到緩解道路擁堵的目的。

2.1.1 封閉路段流入流量的調(diào)整優(yōu)化算法

封閉路段流入流量的調(diào)整優(yōu)化算法為：①均衡上游一級(jí)關(guān)聯(lián)路段或一、二級(jí)關(guān)聯(lián)路段的流量；②引入均衡算法，以上游路口的周期為時(shí)距；③首先均衡一級(jí)路段；④當(dāng)一級(jí)路段無(wú)法滿足時(shí)，再加入二級(jí)路段；⑤均衡的手段為調(diào)整上游路口、一級(jí)關(guān)聯(lián)路口的配時(shí)，二級(jí)路口的交通組織可誘導(dǎo)一級(jí)關(guān)聯(lián)路段的車流；⑥調(diào)整上游路口的配時(shí)。

2.1.2 多路段控制算法

多路段控制算法的相關(guān)內(nèi)容包括：①以重要路段為服務(wù)對(duì)象；②以重要路段的上、下游路口為重點(diǎn)調(diào)整對(duì)象；③以重要路段的道路容積率為調(diào)整觸動(dòng)條件；④以一級(jí)關(guān)聯(lián)路段為疏解均衡流量的參與路段；⑤以流量在重要路段和流量均衡參與路段中均衡分布為目標(biāo)；⑥以均衡目標(biāo)滿意度為均衡范圍擴(kuò)大觸發(fā)條件；⑦當(dāng)均衡目標(biāo)不能滿足均衡所要求的飽和率時(shí)，將會(huì)觸發(fā)均衡范圍擴(kuò)大至二級(jí)關(guān)聯(lián)路段，將配時(shí)調(diào)整擴(kuò)大至一級(jí)關(guān)聯(lián)路口。

2.2 自走式移動(dòng)護(hù)欄的應(yīng)用

利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)機(jī)與自走式移動(dòng)護(hù)欄連接起來(lái)，根據(jù)控制算法和交通分析，當(dāng)?shù)缆诽崆盎蜻_(dá)到一定擁堵等級(jí)時(shí)，控制自走式護(hù)欄在不中斷交通的情況下自動(dòng)調(diào)撥車道，充分利用路面資源有效緩解路口單向擁堵的問(wèn)題。

2.3 通用交通管理雷達(dá)的應(yīng)用

通用交通管理雷達(dá)與傳統(tǒng)雷達(dá)相比，可以在一定區(qū)域范圍內(nèi)連續(xù)采集車輛行駛信息，在獲得車流量、占用率和速度等信息的基礎(chǔ)上，還能得到隊(duì)長(zhǎng)、ETA（預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間）等高級(jí)信息。將以上信息與智能控制算法相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)更加智能的控制方式和手段。

2.4 zigbee短程通信技術(shù)

2.4.1 自愈自組網(wǎng)技術(shù)

本文研究的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)克服了一般無(wú)線網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性差、易崩潰的缺點(diǎn)，支持星型、樹型和網(wǎng)狀網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該網(wǎng)絡(luò)除了具有自組織功能外，還具有自愈功能，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、健壯性和提高工作效率有重要的意義。

2.4.2 zigbee信號(hào)擴(kuò)大技術(shù)

一般2個(gè)路口的距離在500～1 000 m，而一般的zigbee信號(hào)在100 m左右，如果信號(hào)覆蓋范圍過(guò)小，就要增加設(shè)備的部署密度，進(jìn)而增加成本，所以，需要開發(fā)一種擴(kuò)大信號(hào)的方式，不斷擴(kuò)大信號(hào)的覆蓋范圍。基于zigbee低功耗的特點(diǎn)，可將zigbee信號(hào)覆蓋范圍擴(kuò)大到500 m左右。

3 創(chuàng)新思想和關(guān)鍵技術(shù)

采用zigbee短程通信技術(shù)可以解決設(shè)備之間的聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題，比如信號(hào)機(jī)之間和信號(hào)機(jī)與自走式移動(dòng)護(hù)欄之間的問(wèn)題，屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。zigbee自愈自組網(wǎng)技術(shù)不僅能夠?qū)⒙房谛盘?hào)機(jī)通過(guò)通信接力的方式聯(lián)網(wǎng)，而且在有某一設(shè)備離線時(shí)，可以自動(dòng)找到備用點(diǎn)，并保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和健壯性。

信號(hào)機(jī)通過(guò)控制算法和交通分析控制自走式護(hù)欄，在不中斷交通的情況下自動(dòng)調(diào)撥車道，緩解路口單向擁堵的問(wèn)題，屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。其關(guān)鍵技術(shù)包括以下4點(diǎn)：①封閉路段流入流量的調(diào)整優(yōu)化算法；②多路段控制算法；③基于交通分析算法的自動(dòng)調(diào)撥車道技術(shù)；④zigbee自愈自組網(wǎng)技術(shù)和信號(hào)擴(kuò)大技術(shù)。