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        自走式智能護(hù)欄在“潮汐”交通中的應(yīng)用

        2016-12-02 13:02:43劉新建
        關(guān)鍵詞:清空潮汐交通量

        劉新建

        (河北省高速公路石安管理處,石家莊 030000)

        自走式智能護(hù)欄在“潮汐”交通中的應(yīng)用

        劉新建

        (河北省高速公路石安管理處,石家莊 030000)

        隨著我國城市化進(jìn)程的不斷深入,越來越多的人選擇在市區(qū)工作,市郊居住的生活模式,由此導(dǎo)致了在上下班高峰時段主干道路雙向交通量分布嚴(yán)重不均衡,進(jìn)而形成單向不對稱擁堵的“潮汐式”交通。目前,大中城市道路中多達(dá)20%~40%的道路車流呈“潮汐式”分布。根據(jù)國內(nèi)外多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),解決高峰時段交通擁堵最有效和可行的措施之一是實(shí)施“潮汐”車道。然而,在運(yùn)用潮汐車道過程中,還存在許多問題,如:利用交通信號燈、指示牌來實(shí)施車輛的變道時,尤其是在中間不設(shè)隔離護(hù)欄的情況下,交通安全得不到保障,且對駕駛員的行車行為有一定負(fù)面影響,導(dǎo)致通行能力不能充分發(fā)揮;車道的調(diào)撥需要人工進(jìn)行整體移動,浪費(fèi)了大量的時間和人力,效率低下。論文提出通過自走式智能護(hù)欄進(jìn)行車道自動調(diào)撥,并對控制機(jī)理進(jìn)行探討,實(shí)現(xiàn)潮汐車道的自動調(diào)撥,節(jié)省人力、提高效率,將延誤減小到最低。

        自走式智能護(hù)欄;潮汐交通;可變車道;交通擁堵

        【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.029

        1 可變車道概述

        1.1 可變車道概念

        “潮汐車道”就是可變車道,是指根據(jù)道路交通的潮汐性特征,將道路中的一條以上車道設(shè)定為可變車道,在某一時段內(nèi)供交通量大的交通流方向使用,以達(dá)到有效緩解早晚高峰期間交通擁堵的目的[1]。

        設(shè)置潮汐車道會增加交通管制的工作量以及相應(yīng)的交通設(shè)施,特別是在潮汐車道與普通車道的過渡地段,要求駕駛員注意力高度集中,這對駕駛員的交通行駛素質(zhì)提出了較高要求。而自走式移動護(hù)欄可以有效節(jié)約人力和時間,提高交警科技化水平與工作效率。

        1.2 可變車道應(yīng)用條件[2]

        1)道路性質(zhì):必須為方向性變向交通,道路上不能存在中央分隔帶或路面電車軌道。

        2)車道數(shù):道路上機(jī)動車車道數(shù)為雙向3車道以上,在交通量較大的城市主干道上車道數(shù)通常為6條以上,至少為5條。

        3)設(shè)置潮汐車道一般要求KD最低為2/3,盡可能在3/4以上。交通量方向分布系數(shù)KD,指雙向行車時交通量較重的交通方向的交通量(簡稱重交通量方向交通量)占雙向行車總交通量的比值,即:

        4)通行能力要求:重交通方向在使用可變車道、輕交通方向在去掉可變車道后,通行能力應(yīng)能滿足各自交通需求。

        5)進(jìn)出口車輛通行:在城市道路使用潮汐車道時,應(yīng)在十字交叉口信號控制的進(jìn)口道上相應(yīng)地增加車道數(shù),并盡可能考慮到潮汐車道設(shè)置后的道路終端的交通通行能力。

        1.3 可變車道應(yīng)用實(shí)例

        世界各地的潮汐車道運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行管理模式不盡相同。由于適用的道路條件以及交通狀況不同,各種潮汐車道運(yùn)行系統(tǒng)之間既有共同性,也有差異性。從國外情況看,潮汐車道主要運(yùn)用于具有奇數(shù)車道的橋梁以及放射性道路。較著名的是舊金山金門大橋,橋上雙向6車道,上午中間隔離護(hù)欄向左移1車道,形成4進(jìn)2出模式;下午反之。從國內(nèi)應(yīng)用情況來看,全國首條潮汐車道2004年在沈陽開通并獲得成功后,沈陽逐步在全市范圍內(nèi)推廣了這一模式。上海的外環(huán)隧道通過可變隔離護(hù)欄改變車道布置從而設(shè)置潮汐車道。蘇州在古城區(qū)個別路口開始實(shí)施潮汐車道,通過該路口的車行時間平均可節(jié)省8~9min。奧運(yùn)會期間,北京曾實(shí)施過潮汐車道的管理模式,效果不錯。杭州市的潮汐車道已發(fā)展到百余條。此外,還有成都、烏魯木齊、深圳等城市相繼運(yùn)用了潮汐車道,并取得了良好的效果。

        2 自走式移動護(hù)欄應(yīng)用分析

        2.1 潮汐車道控制機(jī)理

        自走式護(hù)欄可在不增加道路寬度的前提下充分利用路面資源,有效緩解“潮汐”車道單向擁堵的問題。自走式護(hù)欄主要由樁機(jī)和欄桿兩大部分組成,樁機(jī)的底座則由電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和履帶輪構(gòu)成;樁機(jī)的控制系統(tǒng)則由傳感器、自動導(dǎo)航儀和控制電路組成。自動導(dǎo)航儀可實(shí)時修正樁機(jī)行走時可能出現(xiàn)的方向偏差,保證其沿正確路線前進(jìn);傳感器可保證樁機(jī)在行進(jìn)中遇障礙物阻礙立刻停止,避免碰撞;樁機(jī)到達(dá)預(yù)定停止位置時,位置感應(yīng)器可對其行動過程中產(chǎn)生的累積誤差進(jìn)行修正;電池組則采用高性能可充電式鋰電池,一次充電可持續(xù)使用3個月(由使用頻度決定)。

        以下面雙向5車道為例,正常狀態(tài)下,中央隔離護(hù)欄把道路分隔成左2右3通行的車道,在每天出現(xiàn)單向流量高峰前10min(提前量視需要改變方向的道路長度,即車輛的清場時間而定),將可變路段中間兩條車道禁止通行以實(shí)施清場。通過監(jiān)控、檢測等手段,確認(rèn)中間兩車道內(nèi)確無車輛行駛時,自動或手動發(fā)出指令,自走式護(hù)欄進(jìn)行右移。不論路段的長度,單臺樁機(jī)移動1個車道(以3.5m計(jì)算)的時間在30s以內(nèi),移動完成后道路便可變成為左3右2,提高單向通行能力。潮汐車道實(shí)施效果見圖1。

        圖1 潮汐車道實(shí)施效果圖

        2.2 車道調(diào)撥方案設(shè)計(jì)[3]

        平峰狀態(tài)下,車道按照3條車道進(jìn)城,3條車道出城的形式運(yùn)行??勺冘嚨赖膯⒂迷谠缤砀叻迤冢械男盘枱舳冀y(tǒng)一由一個控制器控制。車道的調(diào)撥由關(guān)閉車道、清空車道、移動護(hù)欄、調(diào)整車道、開啟車道等5步組成。

        具體步驟如下:

        1)關(guān)閉車道(見圖2)

        (1)控制車道兩端的禁行標(biāo)志禁止車輛進(jìn)入,封閉車道,

        關(guān)閉車道指示標(biāo)志;

        (2)發(fā)布“正在清空車道,禁止車輛駛?cè)?,?nèi)部車輛盡快駛離”誘導(dǎo)信息。

        圖2 關(guān)閉車道

        2)清空車道(見圖3)

        (1)等待潮汐車道內(nèi)車輛清空;

        (2)清空后人工確認(rèn),完成車道清空操作。

        圖3 清空車道

        3)移動護(hù)欄(見圖4)

        (1)發(fā)布“車道調(diào)撥中…”誘導(dǎo)信息;

        (2)人工移動可移動護(hù)欄;

        (3)等待所有護(hù)欄移動到位。

        圖4 移動護(hù)欄

        4)調(diào)整車道(見圖5)

        (1)更改車道指示標(biāo)志;

        (2)發(fā)布“車道調(diào)撥完成”誘導(dǎo)信息。

        圖5 調(diào)整車道

        5)開啟車道(見圖6)

        (1)控制車道兩端的通禁行標(biāo)志,啟用車道;

        (2)完成車道調(diào)撥,發(fā)布“車道正常運(yùn)行”誘導(dǎo)信息。

        圖6 開啟車道

        可變車道的啟用和結(jié)束時機(jī),可由控制器通過方向切換算法,根據(jù)路段兩端入口處實(shí)時變化的交通流進(jìn)行短時預(yù)測,實(shí)時調(diào)整可變通道的通行方向,達(dá)到充分利用各車道的目的。[4]解決由于定時或人為方式切換,導(dǎo)致切換的提前或滯后問題。

        3 結(jié)語

        綜上所述,自走式移動護(hù)欄對“潮汐”交通引起的單向擁堵現(xiàn)象有著十分明顯的緩解作用。從發(fā)展趨勢上看,潮汐車道的使用在國內(nèi)將會越來越多,而智能化的自走式潮汐車道系統(tǒng)將是主要方向。積極地運(yùn)用智能化技術(shù),提升潮汐車道運(yùn)行系統(tǒng)的智能水平,將對提高道路能行能力和緩解高峰擁堵起到積極地作用。在以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),以建立節(jié)約能源資源的和諧社會為主軸的今天,自走式移動護(hù)欄在潮汐交通中的應(yīng)用一定會受到越來越多的關(guān)注。

        【1】陳亞平,李珣輝.可變車道在烏魯木齊市西山路的應(yīng)用研究[J].交通科技,2015(4):147-150.

        【2】耿巍.南京市“潮汐交通”可變車道的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2014,42(15):54-56.

        【3】賈貴賓,袁振洲.適應(yīng)于潮汐交通的可變車道轉(zhuǎn)換系統(tǒng)研究[J].公路與汽運(yùn),2013(6):55-57.

        【4】劉戀.可變車道優(yōu)化控制研究[D].大連:大連交通大學(xué),2014.

        Application of Self-propelled Smart Fence in“tide”Transportation

        LIU Xin-jian
        (HebeiProvincialExpresswayShi-anManagement Department,Shijiazhuang 030000,China)

        With the deepening of urbanization process in China,more and more people choose to work in the urban,suburban living lifestyle,resulting in rush hour traffic trunk road two-way serious uneven weight distribution,thus forming unidirectional asymmetric congestion“tidal”traffic.Currentlycitiesroad,upto20%to40%oftheroadtrafficwas"tidal"distribution.Accordingtodomesticandyears ofpracticalexperience,tosolvetrafficcongestion,oneofthemosteffectiveandfeasiblemeasurespeakhoursistheimplementationof“tida”lanes.However,intheuseoftidallaneprocess,therearestillmanyproblems,suchas:Whenusingtrafficlights,signsvehiclelanechangeto implement,especiallyinthemiddleofnoisolationguardrails,trafficsafetycannotbeguaranteed,andonthedriver'sdrivingbehaviorhasa certain negative impact,resulting in capacity can not be fully;lane allocation need to manually move the whole,wasting a lot of time and manpower,inefficient.In this paper,through the self-propelled Smart fence automatic allocation,and control mechanism was discussed, automaticallocationoftidallane,savemanpower,improveefficiency,reducethedelaytoaminimum.

        self-propelled smartfence;tideTransportation;reversiblelanes;trafficcongestion

        U412.37;U491

        B

        1007-9467(2016)07-0121-03

        2016-03-02

        劉新建(1991~),男,河北邢臺人,高級工程師,從事機(jī)電交通研究,(電子信箱)524784065@qq.com。

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