浅谈智能交通在交通信号灯中的应用

浅谈智能交通在交通信号灯中的应用

唐达陈华郑鹏陈鑫刘海亮

中国建筑第八工程局西南分公司四川省成都市610000

摘要：城市交通中机动车流量随日期及时间变化较大，适当变换控制交通信号灯时长，可以使车流量保持合理化，使道路通行保持较高服务水平。本文针对这类情况，对智能交通在交通信号灯中的应用展开研究。

关键词：智能交通；交通信号灯

0引言

随着社会进步，人民生活水平日益提高，越来越多的家庭购买私家车自行驾车出行。私家车的增多加大了城市交通压力，尤其在上下班高峰期间及节假日旅游出行期间。反观非高峰时间，出行车辆数量较少。因高峰时期与低峰时期交通车辆差值较大，若路口交通信号灯配时相同，会导致车辆拥堵或等待时间过长，这将成为影响城市快速发展的主要问题。对此，本文以成都市某相邻道路十字路口为例，从交通调查分析、车流量控制到智能化控制信号灯时长，详细介绍了智能交通在交通信号灯的应用。

1交通调查分析

2018年6月21日，对成都洪河大道中路与驿都大道西路交叉口进行交通量调查，主要从通行条件、控制信号情况、各车型流量流向、交叉口延误等几方面进行调查。

图1交叉路口平面图

1.1通行条件

通过现场考察，确定各交叉路口形状、各路口进出口车道数。

经调查，该路口位于成都市东部中心城区，南北走向为洪河大道中路、银杏大道，东西走向为驿都大道西路。周边遍布较多学校，工厂，住宅及办公用地。是重要的区域交通枢纽之一。

该交叉路口交通较为繁忙，车辆类型多，车流量大进出口道路情况及几何条件较为复杂。近几年来，城东逐渐成为市重点开发区域，东部龙泉驿及龙泉新城的发展较快，区域内居民住宅较多，早晚上班族及学生出行量很大，导致该区域每天早晨和晚上高峰期交通拥堵。

交叉口条件调查表如下：

表1交叉口条件调查表

拥堵不但影响交通安全，而且浪费时间，降低人们工作学习效率，给生活给来不便。拥堵造成的油耗增大会浪费资源并对环境造成更多污染，因此，解决交通拥堵问题越显重要。

1.2控制信号情况

观察并记录交通信号灯相位时间，早晚高峰分别调查一次。为保证数据准确，可适当延长调查时间。

多相位定时信号控制在交叉口位置采用较多，由于调查时只针对早晚高峰交通流量情况，所以只采集到高峰小时的交通信号灯配时方案。

经过数据采集并整理，得出银杏大道北侧左转路口及洪河大道南侧左转路口红灯时长较长，驿都大道东侧西直行及驿都大道西侧东直行绿灯时间较长。

总结出如下配图：

图2路口信号灯配时条形图

1.3车型流量流向

在早晚高峰时段，运用人工记录法，以路口停车线为观测基准面，记录通过调查线的所有交通量，观察记录交叉路口各方向交通量，不同车型分开记录，调查持续一小时。2人一组，调查一个路口，分开记录左转、直行、右转车辆。

调查期间应注意自身安全，尽量不影响行车及机动车通行，记录时注意区分各车种区别，切勿记录错误。

通过实地调查现阶段交通量情况，整理数据并加以分析，计算编排出合理的交通信号灯配时方案，在一定程度上缓解拥堵情况。

交叉口转向图如下：

图3路口车型流向条形图

1.4交叉口延误调查

根据各交叉口排队长度情况合理安排人员进行调查，分别采集记录停止等待车辆数，不停车直接通过车辆数。

采用点样本法调查各交叉口延误：

总延误=观测到的停驶车辆总数×观测时间间隔

每辆停车的平均延误=总延误/停车车辆

交叉口引道上每辆车的平均延误=总延误/引道上总交通量

停车的百分数=停车辆数/引道上交通量

取置信度90%，则K2=2.70

停车百分比的容许误差=

表2路口延误调查表

经对比分析得出车头时距不符合负指数分布，属于强迫车流，车辆到达不符合泊松分布。

通过以上的调查及数据分析，为下一步交通优化提供依据。

2车流量控制

经过现场实地考察，并采集数据，得到现阶段实际交通量统计。接下来，根据道路既有情况，控制车流量，使道路保持较高服务水平，并且尽量不出现拥堵情况。

交通延误是车辆在行驶中，由于受到驾驶员无法控制的或意外的其他车辆的干扰或交通控制设施等的阻碍所损失的时间。由于形成的原因和着眼点不同，可分为固定延误、运行延误、停车延误、排队延误和引道延误。

在抛开客观因素后，仅从道路方面入手，通过对道路及其车流组成情况、交通负荷、转向车比例及其他干扰情况、道路服务水平及交通控制水平、道路交通环境及其他因素等方面分析，根据交叉口车辆延误调查数据，选择出最佳的车流量控制临界点，控制车流量达到最大并且不拥堵。

3信号灯智能化控制应用

3.1智能化交替变换信号时长

路口通行效率高低与信号灯的配时有着十分密切的联系。由于目前交通信号灯配时的非智能性，交通量高峰时段出现车辆拥堵时，管辖区域的交通警务执勤人员甚至需要赶到拥堵现场，指挥疏导交通，个别时候，执勤人员还要自行打开控制器，手动控制信号灯转换，这在很大程度上造成不必要的麻烦，浪费时间人力。而新时代车辆数量如此之大，这种信号灯配时方式逐渐无法满足社会发展需要，所以需要尽快找到一种更科学的信号灯相位调配方案。

现在通过引用智能交通系统，使系统通过视频或数据分析，得到相应信号时做出改变。通过提前安装在道路上的流量采集仪器将车流量、车型及流向信息通过采集系统自动采集汇总，数据采集后汇总到交通指挥中心，智能交通系统根据采集数据信息进行整理计算分析，编制出最优信号灯相位方案，然后将信息传送给各区域路口信号灯，使区域内所有信号灯统筹调控，配时周期达到最大合理化。流量小绿灯时间就调短，使车辆通过后不占用多余无效通行时间；流量大绿灯时间就调长，使车辆尽可能快通过路口，不发生过长排队现象。最大程度提升路口通行服务效率，实现道路服务最优车辆通行最快。

根据不同时段交通流量情况，精准调控信号灯，实时动态疏导交通，保持道路顺畅。建立智能控制系统，突破传统单灯单控的管理理念，统筹调控区域内交通信号灯，使信号灯处于联动状态，车辆通过区域时，可以以最短时间驶出，达到较高服务水平。

3.2点面覆盖，统筹调控

传统交通信号灯是单点管控模式，即每处设置信号灯的路口是由单独的信号控制器控制，与周边街道无法同步协作，且无法在车流高峰期与低峰期之间自动转换，交通信号灯各色时长固定，不会因车流量的较大变化而随之变化。

现在将交通信号灯从点控制扩展成面控制，整体区域整体调控。将信号灯用光纤连成网，再把信号传输给远程控制中心，指挥中心再根据各路口的车流量、车辆排队长度等交通流信息，实现交通信号配时方案的自动选择，系统自动控制交通红绿灯切换频率及时长，让交通信号灯实现有车则绿灯时间长，无车则绿灯时间短，使交通信号灯与智能交通完美融合，实现智能化。当支路及次干道的车流量比较小时，可以实现主干道车辆通行绿色通行带，也就是通行车辆在区域内可以一路绿灯畅通无阻开过去。

3.3科学管理

通过智能交通系统措施调整交通信号灯以后，可以有效节省人力物力资源。因交通拥堵导致的出警和执勤次数可明显减少，警务部门将有更多精力对个别秩序混乱的特殊地区投入更多警力治理，达到资源合理利用最大化。如学校、住宅小区及交通秩序维护疏导等情况、更好的处理交通秩序维护和执勤工作。

4结束语

通过本次交通流量分析和交通信号灯智能控制引用，不仅对十字路口信号灯配时进行了优化，还实现了交通流量数据收集和自动处理，保证了与周边十字路口联动，实现了城市道路整体区域调控，提高了车辆通行效率，降低交通拥堵风险。此外，智能交通系统在交通管理、电子收费、交通信息服务、智能公路与安全辅助驾驶、ITS数据管理等方面也有着不可小觑的发展和改革作用。在智能化时代到来的今天，随着科学技术发展，智能交通系统应用会更加广泛并为人类社会进步提供更多支撑。

参考文献

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