信号交叉口混合交通流的控制与诱导协同研究

刘林祥

摘要：在社会发展进程中，交通系统占据着重要的地位，主要为运输、商务交流等提供重要的基础条件，为城市经济的发展奠定基础。伴随着城市交通行业与信息化技术等的发展，使得新型智能交通系统不断出现，其实现了交通运行的现代化，进而形成了先进的交通管理系统（ATMS）与先进的交通信息系统（ATIS），而相对应的就包含着城市交通控制系统（UTCS）与城市交通流诱导系统（UTFGS）。为实现智能交通系统运行的高效性与科学性，必须重视UTCS与UTFGS的相互协调，以求为交通系统建设提供重要的技术支撑。为此，该文就信号交叉口混合交通流的控制与诱导协同展开了分析与探究。

关键词：信号交叉口；交通流；UTCS；UTFGS；协同

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）18-0236-02

新时期，我国城市道路得到了全面的发展，车辆也在不断增加，这势必会为城市交通构成新的负担，进而会产生更多的交叉路口，这就需要强调交通控制系统与诱导系统的相互协同，以求实现对交通系统的科学性控制，以提高交通管理水平。在交叉路口，行人与机动车、机动车与车辆间易产生干扰，特别是机动车与非机动车形成一定的干扰，会在一定程度上对交通系统形成阻碍，极易引发安全事故，会造成严重人员伤亡，也会对社会形成恶劣的影响。为实现交通系统的运行效果，必须强调UTCS与UTFCS相互协同，制定合理的组织方案，其该系统的设计对象为机动车，能获取相关的动态化数据，以求为ATMS系统的运行提供重要的信息支撑与数据支持。

1交通控制系统与诱导系统协同简述

在交通系统中，UTCS就是指在交叉口位置的进口或出口区域的车道周边设置一定的车辆检测装置，如感应线圈。在通讯线路的条件下，能及时和控制中心的相关电子设备进行连接，结合所检测到的实时交通数据信息，充分渗透控制思想与软件资源，及时对路网系统中的信号灯进行合理的分配，以得出科学的配时方案。同时结合交通运行实况来对整个信号灯配置情况实施动态化调整处理，以保证车辆能够科学、有序的流动，以保证整个交通道路运行的畅通性。此外，还要及时路口车流时间进行科学的调整，及时控制好车辆通行与等待的具体时间，这会使得整个车流量在路网时间上的分布发生了一系列的变化，进而降低交通流冲突情况的发生概率，以提升道路通行效果。

UTFGS主要借助车载的计算机显示屏、情报板、诱导广播等相关的通讯方法，结合信息检测系统所收集到的基本交通信息、车辆信息等，增强理论认知，将实时动态分配理论作为核心性内容，结合GIS、计算机设备、GPS与通信等创新性的技术要素，及时为驾驶员提供动态化信息，进而选择最佳路径，能及时获取实时动态信息，以实现对交通流的科学性平衡。该系统的运行，从本质上来讲，就是对网络环境已然发生或即将发生的存在一定意向并向目的地进行行驶开展非限制性的调整处理，以实现在不同道路中改变正在行驶的车辆数量，以实现对路网系统中车辆的合理化分布，进而最大程度上减轻交通系统所构成的压力，以增强道路系统的通行率。整个交通系统具有不平衡、非线性和开放性等特点，将耗散理论渗透到交通系统管理之中，即可了解整个交通系统属于自己组织与布控的。为实现交通系统运行的高效性，应强调各要素与各子系统的协同发展，做好各子系统的相互使用、相互协同与相互匹配，且控制的基本策略能够伴随着所获取的实时交通数据出现了一系列的变化，在此控制策略下车流会发生变动，且子系统能够实现相互协调，进而发生了自组织情况，这样可大大提升路网系统中车流井然有序的运行。进而可得知，整个交通系统属于一个系统而协同性的结构。

2交叉口的交通特性与协同模型构建

2.1交通流的控制特性

在城市交通运行过程中，交叉口数量在不断增加，其中涉及对象有行人、机动车与非机动，分别了解行人、机动车、自行车等的基本交通特性，通过对各项元素交通特性的控制，能为交通流控制提供重要的数据支撑与思想条件。为了实现交通流控制与诱导系统的协同化处理，必须加强对各项要素的管控，强调对交叉口位置信号的科学性配置，充分利用好智能化交通系统这一关键平台，处理好交通流问题，合理配置交通资源，以求最大程度上提高交叉口交通流运行的高效性与科学性。

2.2信号交叉口混合交通流的控制与诱导协同处理

作为城市道路网系统中的关键组成元素，信号交叉口扮演着重要的角色，其在畅通性上的表现对行人、非机动车与机动车的运行效率、速度等具有很大的影响。系统的运行，主要是借助信号灯的控制性，在时间问题上能让存在冲突的交通流发生一定的分离，这会提升机动车、非机动车与行人的安全通行，也会造成非机动车、机动车行车的周期性停驶，这样在出行时间上会发生一定的延误与推迟。伴随着城市交通量的不断增加，诸多的信号交叉口逐步在增多，这对于整个交通系统会构成瓶颈效应，交通安全问题也更为突出。为发挥好交通系统的运行效率，必须加强对信号交叉口交通流的控制，及时处理好与诱导系统的相互协同，这是提高城市交通运行效益的主要途径。

结合交叉口混合交通流的基本特性，及时处理好UTCS与UTFGS间的协同组织关系，将行人与非机动车交叉口位置会产生一些影响的因子，需要构建相配套的交通控制与诱导系统的协同化模型，打造和谐、人性化的交通运行体系，这可为交通系统的高效运行提供重要条件，这也可为城市交通的服务提供重要的理论方法与重要依据。

建立交通控制系统与诱导系统的协同化处理，构建相应的模型，从本质上来讲，就是科学设定协同系统模型的具体约束条件、协调性变量、目标函数、关联变量等参数进行科学性控制，找寻高效的模型求解算法，以求为系统模型提供条件。建立模型时，必须遵循系统最优化原则，合理分配交通信号，对整个交通系统进行科学配置，合理控制与诱导交通流，对整个路网的基本性能进行完善与优化，以求最大程度上降低路网的实际拥挤度，强调交通流控制与诱导系统的系统，采取全局优化法，如博弈模型、数学规划模型与混合优化模型等，实现对UTCS与UTFGS的优化性设计与协同化组织。

例如，在对交通流分配时间配置上，且交通控制系统就是为交叉口位置的车辆提供分配时间上的通行权，在系统控制方法上，若在整个系统模型之中，仅仅需要考虑单点位置车辆的延误，不会让UTFGS达到更为理想的效果。由此可见，在行人流量较大、自行车流量较大的时间段，在机动车时间段分配上，存在着行人与自行车争抢相关通行权的情况，这会对道路安全问题构成安全威胁。建立一定的協同模型，要充分结合交叉口位置的交通运行情况、拥挤程度等信息，还要充分了解即将会发生的问题，及时考虑交通控制的动态特性与交通诱导，成立一定的协同机制，充分遵循系统最有原则，进而保证控制策略的实施，能够实现城市交通流控制与诱导系统的协同，可为城市交通系统的运行提供重要条件。

打造更为完善的交通控制与诱导系统协同模型，可通过对各项动态化数据的调整与变化，来达到理想的交通运行效果。在控制系统与诱导系统中，会涉及周期、行人行进速度、绿信比、流入率与通行能力等各项参数，强调各项参数的相互协同，进而在系统的诱导下，能将出行费用与控制延误所产生的费用总和大大降低，进而减少经济损失，以求最大程度上实现整个交通系统运行的高效性，能促进城市交通经济的可持续发展。

3结束语

综上所述，在城市发展进程中，交通系统扮演着重要的角色，其主要为交通运输、物流发展、经济贸易等提供重要的交通条件。新时期，为促进城市交通系统的全面建设，应将信息技术与科学技术渗透到交通系统之中，打造智能交通管理系统，以实现对城市道路交通的动态化、实时控制，还能实现在线诱导的效果，强调城市交通控制系统与诱导系统的相互协同，这对于城市交通运行具有重要的作用。为全面促进城市交通事业的发展，应强调UTCS与UTFCS的协同化处理，这在ATMS与ATIS中发挥着重要的作用与价值意义。endprint