基于可变交通标志在城市道路指路系统中的应用研究

尚永鑫，王 馨

(1.中科软科技股份有限公司 北京市 100080； 2.沈阳航空航天大学 沈阳市 110136)

0 引言

随着社会的快速发展，大数据、云计算、移动互联、物联网等更多先进技术的融入，我国的交通事业也有了质的提升[1]。交通运输部2018年2月发布《交通运输部办公厅关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》，重点体现于六个方向，即“基础设施数字化”、“路运一体化车路协同”、“北斗高精度定位综合应用”、“基于大数据的路网综合管理”、“互联网+路网综合服务”、“新一代国家交通控制网”。随着城市交通的智慧化、现代化、科技化发展，交通标志也在探索其在新时代的交通体系的应用。可变交通标志从交通发展角度出发，是试水新技术在交通安全设施建设的产物。以“安全、高效、绿色、品质”为目标的智慧交通发展方向，将可变交通标志的发展向智慧交通系统性、科学性、完整性进行规划建设，对未来交通标志下一步发展具有重要的意义。围绕可变交通标志相关的发展及应用，从实施目的、总体思路、主要目标等方面进行论述。

1 当前城市道路交通标志设置及应用探索

1.1 交通标志的设置依据

道路交通标志的设置主要依据由国家标准局发布的《道路交通标志和标线》GB-5768-2009第二部分即“道路交通标志部分”和《城市道路交通标志和标线设置规范》GB51038-2015作为道路交通安全设施设计以及施工的主要依据，在经历过几次修订后沿用至今。随着行业的发展和技术迭代，国标内容中有的道路交通标志的设置方式可能与现行的基础建设以及交通环境不够完全匹配，因此很多地区在国标的基础上再结合本地交通环境特征，编制了适用于本地区的道路交通标志设置文件。

1.2 可变交通标志的应用探索

道路交通标志(以下简称“标志”)是城市交通安全设施的重要组成部分，标志的材料、结构形式、显示形式也随着技术的革新发生着改变。目前国内外大、中、小型城市90%以上的道路交通标志采用反光膜制作，由于传统的反光膜标志不具备信息自动更新功能，在很多需要信息切换的特殊路段及场景就需要用人工和机械进行信息修改，操作比较繁琐、效率相对较低。可变交通标志的出现就解决修改版面信息复杂的问题，同时兼备主动发光光源、夜间视认效果统一、交通环境适应性强等优点。

2 可变交通标志的应用情况

2.1 可变交通标志的定义

可变交通标志是指图形、文字、色彩可根据交通安全与管理的需要动态改变的标志。控制人员可根据行车环境的变化，即时通过遥控装置手动或自动使该标志显示其中相应的某种信息，告知和警示驾驶员采取相应安全、合理的行车措施。LED可变标志主要用于动态交通管理，现在大、中城市用得比较多，可变交通标志的版面具有不同的组成方式，越来越多的可变交通标志应用在不同的交通场景下。

2.2 可变交通标志的应用

(1)特殊天气警示

当遭遇雨雪、大雾、沙尘暴、强风等恶劣天气发生后，道路能见度下降，通行效率降低，严重影响行车安全。此时原本用做指路标志、地点距离显示、拥堵指数显示、环境保护、交通宣传等功能的可变交通标志就会切换成天气预警信息、速度限制信息、备选路线、避险地点、安全指引等信息。

图1 恶劣天气下可变交通标志工作图

(2)交通事件警示

交通事故、拥堵、停车检查、道路管制等交通事件严重影响道路通行能力，目前城市的交通事件检测系统都已比较成熟，通过路端摄像机分析检测道路视频，监控道路状况，及时甄别发现交通事故、异常停车、车辆逆行、道路遗撒、道路拥堵等多种交通事件。当系统监测到交通事件发生时，将事件信息传输至可变交通标志，可变交通标志将事件信息在版面进行发布，后方车辆获取事件信息后进行变道、绕行等，做到了早发现，早处置，早疏导，可以极大地改善城市交通状况，提高城市交通拥堵治理能力。

当行进方向出现事故、临时施工时，事件检测系统将事件信息传输到数据中心，数据中心将事故、施工信息和路况状态编辑成警示信息在原指路标志可变信息栏进行发布，并能给出绕行或者变道行驶的方案。后方车辆可以及时获取路况信息，提升道路使用效率。

当路段发生交通事故时，事件检测系统将事故情况上传至中心端，中心端在第一时间将事故信息以及相应行车推荐通过事故后方的可变交通标志进行发布，如图2所示，在距离事故350m行车方向的可变指路标志上发布前方事故信息并建议绕行，后方车流在进行绕行时有较充足的时间，同样对于预防次生事故发挥重要作用。

图2 交通事件警示发布流程图

(3)禁令、限速等标志的可变切换应用

限速、禁令等标志在日常交通管理工作中起着关键的作用，此类标志多数情况下属于表述强制规定的内容，对于城市交通流的特性来说，不同时段对于交通流的管控策略也不尽相同。应对早晚高峰时段交叉口通常采取禁左的管理策略，将信号放行时长主要分配给直行方向的交通流，以提升核心区域及方向的通过性[2]。但在平峰以及夜间时段，各个方向的交通流呈离散状态时，就可以解除禁左的规定，尽可能恢复路口的左转功能性。

图3 路口禁止左转及解除示例

限速管理同样可以利用可变交通标志来进行弹性切换限制速度值，当截面流量升高时，常规限制速度明显不适用此时段的流量需求，车流密集区不适宜加速和高速通过，应该将限速值下调以保证车流平稳通过；当平峰以及夜间有条件实行设计限制时速时，将可变限速标志的速度管理提升至原设计数值。路段限速进行合理管控后，可以降低事故发生率，提升路段车流通过的稳定性[3]。

(4)道路施工作业预警提示

道路临时施工时，除了通过使用区域封闭提示外还可以把施工信息在可变交通标志上显示，施工信息提前在后方及周边沿线的可变标志上提示，可以尽早让驾驶人获取信息并做出最优线路选择。相比于原来小区域封闭及提示的方式，可变交通标志在沿线相关区域显示施工信息更具优势，信息的传播区域更为广泛，信息更容易辨识。

2.3 结合智慧交通体系的应用

(1)可变标志在智慧交通的应用

可变交通标志可以结合大数据、地理信息系统等平台，直接在地图上进行显示，通过通信系统，对于区域交通的信息发布、城市整体的交通管控、交通共同体(TC)的态势信息发布等具有重要的意义。

(2)可变交通标志在车联网中的应用

自动驾驶是社会的热点，道路交通标志作为智慧路径诱导系统的重要组成部分，在智能识别中主要分为两类：第一类是以视频识别技术为主对有着数字、反光且文字图形发出清新光色的指路标志进行智能识别的基础交通标志；第二类则为交通信息数字化经由路侧内嵌在可变标志内的RSU通信设备向车辆下发指令，在拥有视野感知之外向智能驾驶车辆提供恶劣天气等全天候环境中的远距离视认性能。可变交通标志内嵌物联网传感模块，能够接入智慧物联网交通管控系统，实现交通标志身份信息的全生命周期数字化管理，为车路协同提供技术支撑。

3 结语

可变交通标志是在既有交通标志基础上衍生的产物，它采用当前主流的通信、电子屏显、人工智能等先进技术，再结合原有道路交通标志的“安全”、“效率”特性打造而成的。可变交通标志为交通安全设施的升级革新提供了新思路，在基于城市道路交通场景下对于不同交通环境下可变交通标志的应用进行了示例分析，为城市的交通标志的管理与控制提供支撑，由此生成的方案将更具主动性、精准性、有效性。