城市道路交通智能控制技术研究

城市道路交通智能控制技术研究

钟俊锋

身份证号码：33012219860708XXXX浙江杭州310000

摘要：在城市道路交通管理中使用智能化控制技术可以为交通运行、社会发展提供巨大的便利，使城市交通拥堵情况得到妥善处理，减少汽车尾气对环境空气的影响和污染，并且随着智能化控制技术的应用与发展，可以为人们的出行带来极大的便利。虽然我国目前的道路交通智能化技术还有待完善，但是相信通过技术人员的不断努力与研究，城市道路交通智能控制技术可以获得更好的发展。本文基于城市道路交通智能控制技术展开论述。

关键词：城市道路；交通智能；控制技术

引言

智能交通协调控制系统的设计研究已经成为时下学界的热点研究课题之一。本文则是重点围绕当前国内部分城市不时发生的交通拥堵问题，基于多种成熟研发工具的强大特点优势，并引入了最优路径规划算法设计与数据挖掘及分析技术，探讨给出了一个智能交通协调控制系统。该系统推出后，即能将从出发点到目的地规划所得的最优结果路径快捷、准确、且清晰地显示在用户界面上，这就不仅可以有效节省日后人们驾车出行的时间及生活成本，而且有助于进一步调整优化未来的交通出行环境。经过系统仿真测试，该系统运行效果良好，具有一定的实用性和推广价值。

1我国道路交通安全体系的基本情况

交通管理的高流量、高机动、高风险，势必要求建立全覆盖的道路交通安全防控体系。现代化立体防控体系，将人防、物防、技防集于一身，抓住路面这个交管工作的主战场，治标与治本有机结合，才能提高管控能力。我国从2013年开始积极探索利用云计算、大数据、人工智能、等高科技信息手段，整合各方道路交通信息数据、交通管理业务和路面执法勤务人员，构建起中国特色的城乡一体道路交通安全防控构架。现阶段基本已经完成了把交通运输部门和公路经营管理单位的各种视频监管设备与交警、治安进行资源重整，完全实现了道路交通视频资源信息共享。通过研究分析大量的交通数据及相关数据，从中找出严重威胁交通安全的重点人、车、路段和时段，明确重点查控对象，把以前在室外路面上完成的发现问题工作置前到室内桌面完成。国家高速公路已经全部覆盖监控设备和卡口，国省道，交通流量大的县道，重点旅游区道路，通过自建、共建，预计到2020年将全部实现交通技术监控设备的全覆盖与共享。依托现在已经设立的治安检查站、省际公安卡口和交通管理部门的服务站，已经建成一批公安交警执法服务站。在国省道主要干道的省际出入口已经全部设立公安交通执法服务站，严把过境关。完善原来的高速公路出入口、城市道路主要出入口、国省道市际出入口的执法服务站设置。日常执法活动中，通过缉查布控系统将监控设备记录的违法信息实时转递到公安交警执法服务站系统终端，在违法车辆经过监控时，卡口监视设备自动报警，提示交警进行拦截查处，或者通过指挥中心调度，指挥巡逻民警防控，提高了对道路交通违法行为的现场干预和处罚能力。

2智能交通流模型构建

2.1模型构建

交通情况复杂的高速公路中夹带收费亭路段作为研究路段（其中车道数量为R，收费亭车道数量为T）并将其划分成l1行l2列的元胞矩阵，其中每一个元胞代表的实际长宽皆相同且每一条车道宽度皆相同；模型中收费亭的数量多于车道数、都正常工作并且无外界因素（暴雨、大雾、路面结冰等）影响。普通车及超速车的运行规则如下。1）速度调整规则。调整规则：考虑驾驶人的主观意愿，在满足调整的客观条件时，驾驶人主观上可以最终决定是否调整。假定主观上决定调整的驾驶人与驾驶人总量之比为p1，当前时刻某一特定车辆速度为v，当前时刻产生的随机概率为p，则该特定车辆速度依据加速规则具体变化。换道规则驾驶人在行驶时先判断前方一个元胞处有无车辆，若有车辆、当前时刻生成的随机概率值小于决定换道驾驶人占比。）2车辆任意一侧无车辆且该侧前方一个元胞内亦无车辆，则车辆向该侧换道成功。3）碰撞条件当车辆换道完毕前进时，车速v减去最大减速度vmax后依然大于车头间距h时则与前车发生碰撞，且碰撞之后两车所处元胞变为不可通过元胞。易分析得出仅超速车可产生碰撞，碰撞条件数学表达如下：v=vmax>h智能车的运行规则如下：根据定义，本模型中智能车加速减速以与前车保持安全车头间距为依据调整，即前方车速为v时，车头间距保持h+v-2>0。

2.2时间和空间模型

道路平均通行速度作为交通状态估计方法的计算结果。对于同一路段来说，道路平均通行速度随着时间发生变化，相邻时段之间存在相关性。可采用多元线性回归模型建模时间模型表示：式中，表示路段在第时段内的道路平均通行速度，为随机误差，服从正态分布，为回归系数，表示当前结果和前个时段相关。除了时间相关性外，路网中不同路段之间的通行速度也存在相关性。交通流理论表明相邻路段具有相似的交通变化情况，可以采用时间相关性类似的建模方法表示：式中，为回归系数，为随机误差，服从高斯分布，路段和个路段存在关联关系。如相邻时间间隔的传感数据能够完整采集，则时间模型可用于缺失数据的估计。数据越完整（缺失率越低），时间模型方法的性能就会越好。然而，无法事先预测何种数据能够完整采集，导致很难断定模型的适用性。因此，需要尽可能利用可以采集到的数据。

3智能交通系统结构

智能交通控制系统依托人工智能优势解决各类交通问题，呈现综合性特征。人工智能理论为智能交通控制系统研究奠定了扎实的理论基础，提供方法等，对交通控制领域内的各类问题进行解决。具体而言，本次研究中，充分发挥RFID、嵌入式、模糊控制等物联网技术优势，科学设计交通系统[1]。分布式人工智能有一个关键分支，即多智能体系统，旨在细化复杂的大系统，使其以各个小子系统形式存在，降低管理难度，便于相互协调和通信，从而对烦琐复杂的智能交通系统控制问题加以解决，充分发挥RFID技术优势，检测车流量信息，并将嵌入式技术应用到交通信号控制机设计及开发中，智能算法则通过模糊控制进行。这一界面内，充分发挥路段智能体优势，对单个路段流量数据进行实时更新，向与之相连的路口提供交通流数据，用作信号配时；区域智能体的作用在于依托区域交通流信息分析，对路段之间的交通流进行协调，达到良好的动态平衡效果；管理智能体居于交通控制中心，对各区域交通进行统一调度，使之处于最佳状态[2]。

结束语

随着社会的发展，科技的进步，城市道路交通工具也逐渐多样化，对交通管理系统的完善提出了较高的要求，因此，建立智能化的交通管理系统非常重要。在城市发展中，交通发挥着重要的作用，其信息化水平也逐渐提高，智能化的交通管理系统利用通讯技术使道路交通的即时数据信息有效地传输到交通管理系统中，使用电子传感、计算机软件技术等进行综合性的处理，把握交通数据，有利于更好地进行交通指挥和调度，并且可以利用智能化技术分析整理路面交通信息，使城市道路的拥挤情况得到缓解，并保证交通运行的安全。

参考文献：

[1]张勇，孙洪斌.城市道路交通智能控制技术研究[J].智能建筑与智慧城市，2018（10）：137-138.

[2]刘国峰.城市道路交通智能控制技术论述[J].黑龙江科技信息，2017（18）：265.

[3]顾驰程.城市道路交通信号智能控制策略的研究与应用[D].东北大学，2017.

[4]孔祥杰.城市路网交通流协调控制技术研究[D].浙江大学，2009.

[5]杨立才.城市道路交通智能控制策略的研究[D].山东大学，2005.