浅谈基于潮汐式交通车道信号控制方法研究
时间：2022-08-08 09:30:37
【摘 要】目前很多城市都出现了“潮汐”式的交通现象，可变车道是解决这种问题的一种有效措施，可以结合不同时间车道的车流情况针对车道进行调整，对交通拥堵现象进行有效的缓解。本文的研究充分证明了这种措施的实施与传统可变车道技术方案相比，可以使可变车道通行方向的实时调整得到实现，有效缓解了城市“潮汐”交通拥堵问题。
【关键词】潮汐式；交通车道信号；控制方法
目前我国很多大中城市在发展过程中面临着很多问题，交通拥堵就是最为明显的问题之一，这一问题严重困扰着我国各大中城市的发展。近年来随着我国改革开放的不断深入，城市经济建设得到了不断的发展，机动车数量越来越多，大中城市交通秩序混乱问题日益严重。随着机动车出行量的不断增长，单纯依靠道路资源开发的方式已经不能使日益增长的交通需求得到满足，尤其是在上下班高峰时段，堵车情况在很多城市都非常常见，所以怎样提高道路在高峰时段的通行能力已经成为一个急需思考的问题。通过大量实践研究表明，可变车道的实施是有效解决大中城市上下班高峰时段交通拥堵问题的一种有效措施。
1 城市交通拥堵概述
1.1 问题产生的原因
近年来随着我国社会经济的不断发展，城市化进程得到快速发展，这种情况下交通拥堵现象越来越严重，单纯依靠道路建设已经很难使目前日益增长的交通需求得到满足了，加上现在大中城市职住分离的生活模式已经形成，这使得交通“潮汐”现象非常严重。据相关了解，现阶段我国大中城市道路中，存在40%左右的道路存在交通“潮汐”现象，这无疑为某段路在某段时间之内的道路资源造成了严重的浪费，同时另外一侧道路却因为车辆过多出现拥堵，不能很好的对道路资源进行充分利用，这就直接导致了上下班高峰时段车流缓慢甚至堵车现象的发生。
1.2 传统方式的局限性
从传统可变车道的研究理念上来看，主要通过隔离护栏的方式对车道进行变换，这种方法执行起来不仅使管理工作量、设施的建设量得到了增加，同时还需要很长时间变换车道方向，这也造成了一段时间内道路资源的浪费。此外，目前这种可变车道方向变换的方式并不能与实时交通流情况相适应，主要是依据历史统计数据得出的经验，这种的变换车道方案只在早晚高峰时段使用，面对一些突发事件或者交通事故往往不能迅速的做出反应。
1.3 研究的主要目标
本次研究的目的在于对我国大中城市“潮汐”式交通拥堵现象进行缓解，利用可变车道技术对道路资源的利用率进行提高，并与车道信号、感应信号控制系统相结合，对道路交通现状进行灵活的反映，在此基础上实现实时控制。利用集成交通监测系统对道路交通流信息进行自动收集，再利用无线智能西悉尼处理设备对道路上交通流情况是否处于拥挤状态进行判断，如果系统检测到此时的状态能够对感应控制系统的车道变换条件继续拧满足，就可以对可变车道控制系统进行启动。方案得到具体实施以后，便可以促进可变车道实施控制目标的有效实现。
2 方案研究
2.1 方案的提出
上下班高峰车流拥堵十分常见，由此可以看出高峰时段车辆通行能力的提高是一个值得研究的课题，从多年来国内外的实践经验中可以看出，对高峰时段交通拥堵问题进行解决的一种有效方式就是实施可变车道技术。
2.2 方案设计
2.2.1 信号灯设计
①设计要求：车道信号灯应该正对控制的车道，便于驾驶者进行观察，同时不能对交通安全带来影响。②安装信号灯：多用门式，高在5.5～7m之间，最好可以将其安装于距停车线的110m处。③车道信号灯的使用：圆形，宽度最好控制在300mm，共由红色交叉形、黄色实心形、绿色实心形图案组成，其中，红色交叉表示车道不准车辆通行；黄色实心表示车道即将变换，提示驾驶者提高警惕；绿色实心表示车道允许车辆通行。④汉字电子显示牌：将其安装在门式信号灯上，共有“请按车道行驶”、“道路清空，请驶离黄闪车道”两种状态。⑤倒计时显示牌：将其安装在信号灯下面，用来对驾驶者进行提醒。
2.2.2 标线设计
要与原有标线之间存在一些区别，不能对交通法规造成影响，也不能影响正常的车辆行驶习惯。将原来道路中间的双黄实线变成双黄虚线，用双白虚线将可变车道和别的车道分离开。并在信号灯下方将变换车道白色虚线画出来。
2.2.3 感应信号灯控制设计
对一体化集成交通检测系统进行设置，对路段上车流的具体分布情况进行自动采集，并利用无线智能信息处理设备针对该路段是够可以变换车道进行判断。
3 感应信号控制系统
3.1 感应信号控制的基本原理
感应信号控制技术主要是结合交通检测器获得的数据对单台信号机信号显示的时间进行控制的一种方法。这种技术在流量变化较大或者流量变化不规则的路段比较适用，将检测装置安装在路段上，就可以通过信号机结合目前的交通需求对现在信号控制能够使用的控制策略进行使用，并对信号灯颜色的变化进行控制，进而使显示时间与测到的交通需求相适应的一种控制方式。
3.2 道路交通状态判断
利用检测器测到的各种交通流数据，可以结合机动车的平均行程对交通拥堵情况进行描述：
①城市主干路机动车平均行程速度在30km/h以上为畅通；
②城市主干路机动车平均行程速度在10～30km/h之间为拥堵；
③城市主干路机动车平均行程速度在10km/h以下为严重拥堵；
④可以利用视频图像监控分析并判断突发事件的严重程度，并迅速将报警装置启动。
4 方案组织
正常情况下由感应信号控制系统对车流量进行计算，通过计算结果看是否需要变车道。可变车道组织与使用主要分为清场与入场两个部分。
4.1 清场
如果一体化集成交通检测系统感应到了路段的拥堵情况，就可以对可变车道方案进行实行，这时车流较少的方向正对的车道，变车道信号灯黄闪，背面为红叉；信号灯下倒计时显示牌1min倒计时，LED显示牌提醒驾驶员及时变车道，汉字电子显示牌显示黄闪车道清空，车辆驶离黄闪车道。
4.2 入场
1min过后，车辆驶离，比按车道黄闪变成红叉，另一面红叉变成绿色实心，拥堵方向车辆可以在这时进入到可变车道，这时汉字电子显示牌与倒计时显示牌关闭。
5 结语
综上所述，本系统实施以后道路资源得到了充分的利用，还可以实施控制车道变换。本系统在不在车流变换车道时设置专门变车点，车辆可以在路段任何时候进行变换，只需要在规定的时间内驶出可变车道就可以了。传统可变车道的实施主要是针对日常重复的交通模式而制定，多数情况下位定时控制，并不能很好的对交通拥堵情况做出实时反应，本次研究可以将感应控制技术、查到信号控制以及可变车道技术三种技术结合在一起，在很短时间内对交通情况做出动态处理，城市交通拥堵问题可以得到有效的解决。
参考文献：
[1]李果，王慧，蒋昊宸，沈国江.基于主干道协调控制的中小城市潮汐交通研究[J].计算机工程与应用，2013（7）
[2]宫晓燕，康胜.“潮汐式”交通中可变通道的通行方向切换算法的研究与应用[J].交通运输系统工程与信息，2006（6）.
[3]李丽丽，姚荣涵，周红媚，王鹏飞. 渠化可变导向车道交叉口预设信号配时优化模型[J].吉林大学学报（工学版），2015（1）.
