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0 引言

緊急優(yōu)先特殊車輛包括急救車、消防車、執(zhí)勤警車、時(shí)爭(zhēng)搶修車、工程搶險(xiǎn)車等正在執(zhí)行特殊緊急任務(wù)的車輛[1]，在緊急任務(wù)行動(dòng)中起著關(guān)鍵性的作用，緊急車輛通過(guò)重點(diǎn)通道的速度快慢決定任務(wù)成功率的高低，因此，使特殊車輛以最快速安全通過(guò)重點(diǎn)通道成為本文研究重點(diǎn)。

從緊急優(yōu)先的控制目的來(lái)看，其主要以保障特殊車輛緊急優(yōu)先相位快速安全通行，達(dá)到不減速通過(guò)，且最大限度減少對(duì)非優(yōu)先方向車輛的停等時(shí)間，保障非優(yōu)先方向車輛信使通暢。

1 一般緊急優(yōu)先的控制方式

最早的優(yōu)先控制是1967年在洛杉磯所做的公交信號(hào)優(yōu)先控制實(shí)驗(yàn)。在現(xiàn)實(shí)巨大需求和美好預(yù)期的驅(qū)動(dòng)下，公交信號(hào)優(yōu)先控制理論逐漸吸引了交通控制領(lǐng)域、公共交通領(lǐng)域乃至交通設(shè)計(jì)和交通安全領(lǐng)域眾多研究者的注意。早期公交信號(hào)優(yōu)先控制研究?jī)A向于將公交信號(hào)優(yōu)先(bus signal priority)與強(qiáng)制信號(hào)優(yōu)先(priority and preemption)歸結(jié)為同一類問(wèn)題[2]。而重點(diǎn)通道的緊急優(yōu)先控制應(yīng)采取強(qiáng)制信號(hào)優(yōu)先，強(qiáng)制信號(hào)優(yōu)先的定義為“交通信號(hào)從正常狀態(tài)切換到特殊狀態(tài)，以滿足緊急救援車輛、軌道交通等的通行，即需要中止正常的信號(hào)運(yùn)行來(lái)提供特殊信號(hào)服務(wù)”。這兩個(gè)定義從本質(zhì)上體現(xiàn)了優(yōu)先級(jí)思想：一般公交車輛的優(yōu)先級(jí)大于普通社會(huì)車輛，緊急車輛(緊急救援車輛、軌道交通等)的優(yōu)先級(jí)最高[3]。

2 多級(jí)緊急優(yōu)先的控制方式

傳統(tǒng)的重點(diǎn)通道緊急優(yōu)先多采用人工干預(yù)方式，使用遙控器或開(kāi)關(guān)控制，信號(hào)時(shí)長(zhǎng)多為固定時(shí)長(zhǎng)，無(wú)法靈活更改優(yōu)先方向車輛通行時(shí)間，導(dǎo)致車隊(duì)無(wú)法順利放行，單車駛出重點(diǎn)通道后優(yōu)先方向空放嚴(yán)重。在部分重點(diǎn)通道采用線圈檢測(cè)的方式檢測(cè)車輛是否壓占，從而給出優(yōu)先信號(hào)，此種方式由于線圈的檢測(cè)靈敏度不夠?qū)е聶z測(cè)不充分，無(wú)法觸發(fā)優(yōu)先相位，或是重點(diǎn)通道車輛進(jìn)入誤觸線圈檢測(cè)器啟動(dòng)優(yōu)先信號(hào)，導(dǎo)致緊急優(yōu)先的觸發(fā)需要人工干預(yù)，因此失去了緊急優(yōu)先系統(tǒng)安裝的意義。

針對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)緊急優(yōu)先控制，多級(jí)緊急優(yōu)先控制通過(guò)多檢測(cè)區(qū)域，多級(jí)檢測(cè)的方式，區(qū)分車輛進(jìn)出方向，降低檢測(cè)器誤觸發(fā)緊急優(yōu)先信號(hào)控制概率，可最大限度保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

2.1 多級(jí)緊急優(yōu)先控制檢測(cè)設(shè)備介紹

多級(jí)緊急優(yōu)先控制檢測(cè)設(shè)備外形主要由3個(gè)SENSOR傳感器+遮陽(yáng)罩+外殼（上蓋+下蓋）+安裝支架三部分組成，如圖1所示，主要特點(diǎn)如下：

（1）采用吊裝支架，方便安裝于橫向立桿、龍門(mén)架等。內(nèi)部中空，接線可以放在吊裝支架的內(nèi)部，有效保護(hù)接線端子。

（2）整個(gè)外殼采用鍍鋅鋼材料，有效防止長(zhǎng)時(shí)間戶外風(fēng)雨的腐蝕。

（3）采用前向、正向、后向順序的3目視頻傳感器，并且可把3個(gè)視頻無(wú)縫拼接融合成一個(gè)大場(chǎng)景視頻，有效監(jiān)測(cè)車輛運(yùn)行的全過(guò)程。

2.2 檢測(cè)區(qū)介紹

多級(jí)緊急優(yōu)先控制采用大場(chǎng)景圖像采集技術(shù)，可以全面獲取場(chǎng)景內(nèi)車輛運(yùn)行信息，因此在緊急優(yōu)先控制系統(tǒng)中可通過(guò)兩種檢測(cè)區(qū)進(jìn)行判定。

預(yù)測(cè)檢測(cè)區(qū)是對(duì)車輛優(yōu)先的預(yù)先判斷，該檢測(cè)區(qū)域作用如下：

（1）識(shí)別車輛行駛方向及號(hào)牌，判斷該車輛是否為緊急車輛，是否需要觸發(fā)緊急優(yōu)先信號(hào)，如車輛從重點(diǎn)通道外部向內(nèi)部行駛或緊急車輛，則不觸發(fā)緊急優(yōu)先控制信號(hào)；

（2）檢測(cè)車輛速度，通過(guò)對(duì)車輛速度的檢測(cè)，計(jì)算出車輛到達(dá)停止線的預(yù)計(jì)時(shí)間，在預(yù)檢測(cè)區(qū)內(nèi)合理切換信號(hào)燈態(tài)，非優(yōu)先方向切換為黃燈，當(dāng)優(yōu)先車輛到達(dá)感應(yīng)檢測(cè)區(qū)時(shí)可剛好綠燈通行；

（3）判斷車輛數(shù)量從而預(yù)測(cè)綠燈通行時(shí)間，例如檢測(cè)器檢測(cè)到區(qū)域內(nèi)有5輛車，則可以預(yù)測(cè)20秒的綠燈通過(guò)時(shí)間，保證車隊(duì)順利通行。

感應(yīng)檢測(cè)區(qū)是對(duì)當(dāng)前停止線前的車輛實(shí)時(shí)進(jìn)行感應(yīng)控制，該檢測(cè)區(qū)域作用如下：

（1）當(dāng)預(yù)檢測(cè)區(qū)檢測(cè)到緊急車輛，但感應(yīng)檢測(cè)區(qū)有非緊急車輛時(shí)，切換信號(hào)燈態(tài)放行非緊急車輛，為緊急車輛清空通行道路；

（2）檢測(cè)緊急車輛是否順利通過(guò)感應(yīng)檢測(cè)區(qū)，如未順利通過(guò)且緊急優(yōu)先信號(hào)已經(jīng)觸發(fā)，則觸發(fā)警報(bào)通知，通知中心人為進(jìn)行狀況查看，判斷是否緊急優(yōu)先路口出現(xiàn)路口死鎖或交通事故，如圖2所示。

圖2 多級(jí)緊急優(yōu)先控制流程圖

2.3 多級(jí)緊急優(yōu)先控制觸發(fā)情景

情景一未檢測(cè)到車輛申請(qǐng)優(yōu)先控制：兩個(gè)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)均無(wú)優(yōu)先車輛通行，信號(hào)機(jī)運(yùn)行TOD固定信號(hào)配時(shí)方案；

情景二檢測(cè)到一輛車申請(qǐng)優(yōu)先控制：當(dāng)預(yù)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)檢測(cè)到優(yōu)先車輛通行時(shí)，按照預(yù)檢測(cè)計(jì)算的觸發(fā)時(shí)間，關(guān)閉所有車道綠燈，全部燈態(tài)切換順序?yàn)榫G閃-黃燈-全紅-緊急優(yōu)先相位綠燈；

情景三檢測(cè)到車隊(duì)或排隊(duì)的優(yōu)先車輛通行：預(yù)檢測(cè)區(qū)檢測(cè)排隊(duì)長(zhǎng)度，信號(hào)機(jī)根據(jù)排隊(duì)長(zhǎng)度預(yù)測(cè)緊急優(yōu)先相位所需綠燈時(shí)長(zhǎng)，車輛按照預(yù)檢測(cè)計(jì)算的觸發(fā)時(shí)間，關(guān)閉所有車道綠燈，全部燈態(tài)切換順序?yàn)榫G閃-黃燈-全紅-緊急優(yōu)先相位綠燈（根據(jù)排隊(duì)長(zhǎng)度智能調(diào)整），執(zhí)行緊急優(yōu)先。

3 多級(jí)緊急優(yōu)先的應(yīng)用

3.1 建設(shè)目的

機(jī)場(chǎng)車站等國(guó)內(nèi)外各界人士往來(lái)的重要交通樞紐，保障緊急車輛順暢出行成為了改善交通、維護(hù)穩(wěn)定安全的重要目標(biāo)。本次選取機(jī)場(chǎng)重點(diǎn)通道作為測(cè)試點(diǎn)，項(xiàng)目希望結(jié)合視頻檢測(cè)器圖像分析技術(shù)及信號(hào)控制手段，合理智能的分配信號(hào)時(shí)長(zhǎng)，在不鎖定相位（即盡量不干擾社會(huì)車輛正常通行）的情況下，確保緊急車輛順利通過(guò)。

3.2 路口現(xiàn)狀

試點(diǎn)路口全天車流量較小，東北方向?yàn)楹秸緲沁B接線，北向作為機(jī)場(chǎng)緊急車輛特勤出口。北、東北方向進(jìn)口由同一信號(hào)燈組控制，左轉(zhuǎn)車輛主要去往高速方向，直行車輛去往機(jī)場(chǎng)管轄生活區(qū)域方向。南方向車輛左轉(zhuǎn)進(jìn)入機(jī)場(chǎng)工作區(qū)域或右轉(zhuǎn)去往機(jī)場(chǎng)高速?，F(xiàn)狀渠化如圖3所示。

圖3 試點(diǎn)路口現(xiàn)狀渠化圖

3.3 信號(hào)控制目的及策略

控制目的：緊急車輛進(jìn)入該路口等待時(shí)，由多級(jí)緊急優(yōu)先檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)車輛具有緊急優(yōu)先控制需求時(shí)，觸發(fā)信號(hào)機(jī)緊急優(yōu)先功能，在保證行人過(guò)街安全條件下，自動(dòng)切換到緊急優(yōu)先相位，使緊急車輛快速通過(guò)，減少車輛停等時(shí)間。

控制策略：采用緊急優(yōu)先控制模式，當(dāng)多級(jí)緊急優(yōu)先檢測(cè)器檢測(cè)到檢測(cè)區(qū)域內(nèi)北向的緊急車輛時(shí)，觸發(fā)信號(hào)給信號(hào)控制機(jī)，在現(xiàn)有相位的基礎(chǔ)上執(zhí)行緊急相位，緊急相位切換為綠燈，其余相位切換為紅燈。

4 總結(jié)

本案例中在試點(diǎn)路口應(yīng)用的緊急優(yōu)先控制，對(duì)比以往工作人員手動(dòng)攔截車輛，保障緊急車輛通行的方式，極大的提高了特殊車輛的通行效率，緊急車輛通過(guò)交叉口的時(shí)間得到大大降低，減少了緊急車輛對(duì)社會(huì)車輛的影響，降低了其余方向車輛延誤時(shí)間，保障了重要路段重點(diǎn)路口的通行安全。