基于云端控制的交通动态管控系统

基于云端控制的交通动态管控系统

1马占海 2李美涛 3朱玉 4段承刚

1、 3、 4河北省高速公路筹建处 河北张家口 215000 2海云数据（广州）科技有限公司 广东广州 510000

内容摘要：随着城市化发展进程的加快，城市人口问题成为了严峻的考验，城市人口数量的增加带来了交通压力等一系列的问题，私家车、公共交通车辆等数量的不断增加，造成了我国城市交通拥挤，通云端控制的方式实现对交通的动态管控，有效的提高道路交通能力，减少交通压力。静态的交通管控主要是解决道路网络的通行能力与路权的合理分配，而动态的交通管控则是解决路网流量分配的主要手段，尽可能的降低交通拥堵与交通压力，通过对红绿信号灯的协调手段，确保降低路网交通压力。

关键词：云端控制；交通；动态管控

一．交通动态管控系统的作用

良好的交通不仅需要有着技术方法，还需要有着良好的思维意识，技术方法是对思维意识的重要体现形式。

任何一个事件发生的变化，都要学会动态的看发展，学会如何透过现象看本质，要找到在事物之间的内在联系。交通是一门时空科学，思想方法也需要从时间与空间两方面进行。要找到在每个方面的内在联系，抓住事物的主要矛盾，才能找到解决问题的主要切入点。对于交通的动态管控系统的构建实际上就是减少交通压力，减少交通拥堵。对于信号灯的控制进行动态管理，优化行车道与限流、限号等措施。动态管控系统的建立可以有效的降低路网压力，避免产生高峰拥堵与拒不拥堵的现象。反之，就可能会造成交通压力过大，导致道路拥堵，影响着整体交通。在当前技术条件下，最理想的方式就是通过云端控制的方式建立动态的交通管控系统，自适应的跟随道路交通流量的变化对信号灯进行动态调整，对每个路网与交通接点的车流量变化进行调控，对于车路矛盾突出、交通压力较大的城市路网就需要进行自动调节的智能控制，适当的降低道路交通的压力。

二．基于云端控制交通动态管控系统建设基本思路

首先要考虑到交通拥堵是如何产生。在交通工程理论中，关于饱和与非饱和的交通拥堵研究有着明确的论述，关于技术应用相对成熟。非饱和的交通流响度自由，车辆可以任意穿梭，也可以穿插车辆之间的间隙。饱和的交通流由于车与车之间的距离较近，无法满足可穿插的间隙。在不同流向产生冲突时，则会造成一个流向断流。饱和与非饱和的交通是胡吃的，当前的拥堵绝大多数都是采取如何解决非饱和的交通与饱和交通之间的矛盾，通过将饱和交通路网的压力分摊到非饱和的交通路网。例如：许多人认为信号灯数量角度是造成了道路交通拥堵的主要因素，这单纯的处于非饱和的交通拥堵问题的认识。事实上的交通拥堵是信号灯较少、每个信号灯的间隔距离较远所造成的的。信号灯的间距大，道路上两侧交通流量就会增加，这些交通流如果集中在路口，就会造成路口交通的拥堵。如果把信号控制改为立交桥拥堵就会发生转移，下行路口必然会增加交通压力，反而加剧交通拥堵范围。饱和与非饱和的交通拥堵是互斥的。按着逆向思维的方式，在非饱和的交通条件下要解决的问题就是解决饱和状态下的交通拥堵问题。加大信号灯路口的间距会产生交通拥堵，缩短信号灯的间距，则反而会环节交通拥堵。需要认识到动态管控方式对交通的促进作用，动态管控的方式在静态管控制中会有着重要的促进作用，这也是动态管控建设的基本思路。

三．云端控制的交通动态管控系统构建策略

（一）.信号控制策略

对于不同交通流的负荷水平，需要采取不同的信号控制策略。对于交通负荷较低，可以采取感应控制的方式，有效的降低交通压力，对于中等符合的交通流量，信号灯的绿灯协调控制，可以有效的减少路网内停车次数与交通的拥堵；高负荷的交通流量，信号控制应该做到平均分配，有效缓解每个不同路网交通的压力，将发生交通拥堵的可能降到最低。

上述三种不同的信号控制要求，每个路网的信号灯控制都需要实现云端联网控制运行，要实现城市内信号控制的统一管理，对于每个信号控制的要求，在路网上应该建立一个开放的系统，要设置合理的手动控制与单点控制单元，定期做好每个路往周边的信号灯自适应的协调，还需要通过人工智能辅助的方式做好对信号的控制。在指挥中心的调度人员，也可以根据当前道路交通的实际情况，将路网上的信号灯接点拆散充足，每个上端单点控制都可以按着调度人员的统一需要对路网中的每个单独的节点，进行道路减压、节流与分流控制，从而有效的降低路网负荷的目的。

（二）.动态控制系统战略实现手段

对于道路交通的车流量动态控制的方式主要方法包括着：降低车流量、截流、分流等方式，这样对发生拥堵的某一个路口可以有效的调整车流量，也可以对某一条道路的单项车流量进行有效的控制。

1. 在路口产生拥堵以后，动态控制可以适当地延长绿灯的时间，有效的将在道路拥堵路段的车流量快速消化。但是会造成下游路口的交通压力，也会造成路口的车辆向其他路网的分流。延长信号周期，压力转向下游，多段信号周期，本路口的压力增加，下游路口的压力会降低，调整单一路口的信号周期，则会对整体路网的交通协调性。

2. 上游截流的方式。在一段道路上会存在着一个路口的通行能力最低，这也会导致这一路段的道路交通压力增加，在动态控制进行卸载无法发挥作用的情况下，需要对拥堵路段的上游车辆进行截流的方式，有效的降低上游路段对拥堵路口的车流交通压力。上游截流的方式虽然增加车辆的停留等待时间，但是实际上并没有浪费交通事件，虽然在上游路口等待时间较长，但在拥堵路段可以正常通行，这也是动态控制中的交通压力的平均分配的基本原理。避免车流量压力集中在一个路口，有效缓解交通压力。

3. 从国际上对于动态控制系统来看，对于交通需求较大与交通路网建设供给相对平衡的城市，车辆与道路交通的不均衡发展主要是道路交通的通行能力较弱，当路网的发展到一定程度上，交通的供需矛盾就会更加突出，采取云端控制的自适应动态控制的方式已经无法环节交通压力，而是需要采取更加灵活的控制方式，减少与环节交通压力。在路网趋于饱和的状态下，云端动态控制是环节交通压力与减少拥堵的关键因素。如果发生了大规模的拥堵，通过云端控制的方式缩短信号控制时间只会更加剧路网的拥堵，为了避免交通瘫痪，对于饱和的路网首先需要考虑到信号控制，动态控制形成联网系统的控制。在动态交通方案，需要分析路网特点，根据不同的道路条件，过境车辆的车流量在信号分配上要做到分秒必争，最大化每个路口的车辆通行能力，有效的避免交通拥堵的产生。

结束语：总之，云端控制下的交通动态控制系统的建设更能缓解交通压力，对每个路网的交通压力有效的协调控制，最大程度上发挥交通网的通行能力，缓解交通压力，有效提升交通车流量，降低交通压力，提高通行能力。

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