前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的交通信號(hào)控制策略范文,希望能給你帶來(lái)靈感和參考,敬請(qǐng)閱讀。
摘要:隨著人均經(jīng)濟(jì)水平的提升,家庭都擁有車輛數(shù)量大幅增加,隨之而來(lái)的是城市道路的交通擁擠問題,針對(duì)這一問題雖然政府制定了相應(yīng)的規(guī)章制度,但是依舊難以解決。為此將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)參與交通信號(hào)燈的控制中,通過監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)反饋,計(jì)算機(jī)經(jīng)過處理后得出最佳的信號(hào)燈變化頻率,將其運(yùn)用于交通信號(hào)燈的實(shí)際使用中,能夠維持交叉路口等易發(fā)生堵塞的路段的車輛正常行駛,提高國(guó)民的出行效率,提高城鎮(zhèn)交通的通行水平和服務(wù)水平。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);交通信號(hào);控制策略;分析
將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)參與交通信號(hào)控制中需要采取多種方式進(jìn)行,應(yīng)對(duì)同一路段中的不同車輛運(yùn)行狀況,包括單個(gè)交叉通信號(hào)控制、干道線路協(xié)調(diào)控制、區(qū)域協(xié)調(diào)控制等多種策略。相對(duì)應(yīng)的,需要安裝各種類型的監(jiān)測(cè)裝置作為物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用的基礎(chǔ)設(shè)備,監(jiān)測(cè)裝置的反饋由計(jì)算機(jī)處理得到有效信息。實(shí)時(shí)監(jiān)控交叉路口路段的車輛運(yùn)行狀況,超出設(shè)定數(shù)值后進(jìn)行及時(shí)的處理,改變交通信號(hào)的時(shí)間段,為國(guó)民出行提供保障。
1基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的交通信號(hào)控制的基本要求
1.1感知路通狀況
日常生活中的實(shí)時(shí)狀況的反饋是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得以實(shí)施的基礎(chǔ),因此,為了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠有效地在交通信號(hào)控制方面得到運(yùn)用,工作人員首先需要將用于感知的檢測(cè)器裝置于需要交通信號(hào)燈的地區(qū),包括固定以及可移動(dòng)的兩種監(jiān)測(cè)設(shè)備。同時(shí),進(jìn)行多方面的檢測(cè),將路口的交通狀況及時(shí)準(zhǔn)確的反饋給計(jì)算機(jī),進(jìn)行裝置的區(qū)域需要工作人員提前到相關(guān)地點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)計(jì)算,最后才能決定檢測(cè)器的最終安裝位置,盡可能精準(zhǔn)地安裝檢測(cè)器,準(zhǔn)確地反饋數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)。
1.2融合交通狀況信息
在計(jì)算機(jī)得到易發(fā)生堵塞的路通實(shí)際數(shù)據(jù)后,利用歸納算法生成可讀的規(guī)則和決策樹,然后,使用決策對(duì)新數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并將具有全球定位系統(tǒng)定位功能的城市出租車和私家車進(jìn)行位置和時(shí)間信息的采集,計(jì)算城市出租車和私家車所在位置點(diǎn)的速度。并把這些速度信息與電子地圖進(jìn)行對(duì)應(yīng),直觀描述道路的交通流速度狀況,計(jì)算機(jī)將這兩種數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析,處理得到路通的具體狀況,根據(jù)計(jì)算機(jī)提前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以及公式進(jìn)行對(duì)比,由此得出最適合當(dāng)前交通路段的交通信號(hào)變換時(shí)間段。
1.3處理交通狀況信息
除了處理已分析的數(shù)據(jù),還需要對(duì)檢測(cè)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理,對(duì)于固定檢測(cè)器需在相似的基礎(chǔ)上收集數(shù)據(jù)來(lái)分類處理,創(chuàng)建一個(gè)固定監(jiān)測(cè)器獨(dú)有的對(duì)于真實(shí)交通狀況的判斷算法,這需要收集大量的數(shù)據(jù),要在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正式參與交通信號(hào)控制之前進(jìn)行收集處理。對(duì)于前文根據(jù)城市出租車以及私家車的位置、時(shí)間在電子地圖上進(jìn)行對(duì)應(yīng)的方式需要計(jì)算機(jī)提前對(duì)該路段的地圖、大致行車路線、過去實(shí)際狀況等進(jìn)行提前的收集補(bǔ)充,盡可能地完善數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)處理當(dāng)中做出最科學(xué)有效的判斷。
2基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的交通信號(hào)控制的實(shí)施策略
2.1單個(gè)交叉通信號(hào)控制
(1)定時(shí)信號(hào)控制。對(duì)于定時(shí)信號(hào)控制需要針對(duì)當(dāng)?shù)氐穆范畏譃槎鄠€(gè)分段值,包括早高峰、晚高峰,以及相對(duì)應(yīng)的晚早低峰、晚低峰。同時(shí),在平面交叉口設(shè)置交通標(biāo)志、標(biāo)線和交通島等,引導(dǎo)車流和行人各行其道以及在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi),一股或幾股車流在任何時(shí)刻都獲得完全相同的信號(hào)燈色顯示的方式進(jìn)行同時(shí)的信號(hào)調(diào)控。(2)交通感應(yīng)信號(hào)控制。為了進(jìn)行交通感應(yīng)信號(hào)控制,需要進(jìn)行兩種形式的檢測(cè)器布置,一是布置測(cè)量行程速度及運(yùn)行時(shí)間的檢測(cè)器,二是布置測(cè)量汽車隊(duì)伍長(zhǎng)度的檢測(cè)器。并不是一開始就可以將進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)控制的路段進(jìn)行完美的調(diào)控,是需要檢測(cè)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集,進(jìn)行不斷的調(diào)試,才能完成路段的有效調(diào)控的任務(wù)。工作人員需要做的是在一開始設(shè)定初始調(diào)控方案,在接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行不斷的調(diào)試。監(jiān)測(cè)裝置會(huì)檢測(cè)到每一個(gè)周期時(shí)間段內(nèi)車流量的變化,將這些數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確的存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的完善。每隔一段時(shí)間計(jì)算機(jī)將會(huì)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)中的最大的車流量,再根據(jù)計(jì)算機(jī)中事先存儲(chǔ)好的算法進(jìn)行處理,最后,對(duì)交通信號(hào)燈變化時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
2.2干道交通協(xié)調(diào)控制
(1)線協(xié)調(diào)控制。當(dāng)干道路口的主要道路方向的車流的實(shí)際交通流量與車流的飽和通行能力的比值小于0.9,次要道路方向的實(shí)際交通流量與車流的飽和通行能力的比值小于0.7時(shí),就需要改變交通路口信號(hào)控制的方式,采用線協(xié)調(diào)控制的策略。在通過已收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)鍵的交叉路口的車流的實(shí)際交通流量與車流的飽和通行能力的比值計(jì)算,選擇適合的綠波帶協(xié)調(diào)控制,使車流到達(dá)每個(gè)路口時(shí),正好遇到“綠燈”。在經(jīng)過調(diào)整后,干道路口的主要道路方向和次要道路方向的車流的實(shí)際交通流量,與車流的飽和通行能力的比值小于0.6時(shí),適合使用交通感應(yīng)信號(hào)控制,減少車輛在交通信號(hào)燈前的等待時(shí)間。(2)干線動(dòng)態(tài)綠波控制。為了讓每個(gè)路口能夠有一個(gè)最適合的控制方式,需要對(duì)每個(gè)路口的信息進(jìn)行收集處理,經(jīng)過交叉對(duì)比,對(duì)每個(gè)路口都設(shè)置一個(gè)最恰當(dāng)?shù)男盘?hào)周期,優(yōu)化交通路口的狀況。首先,需要將信號(hào)周期最大的交叉路口作為關(guān)鍵點(diǎn),將其所有信號(hào)周期中的最大值作為所有交叉路口的信號(hào)周期,再將每個(gè)路口的信號(hào)周期與這一信號(hào)周期進(jìn)行對(duì)比,結(jié)合車輛隊(duì)伍的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整出來(lái)最適合這一交叉路口的有效綠燈時(shí)間和周期時(shí)長(zhǎng)的比值。在調(diào)整完成后,對(duì)每個(gè)交叉路口的車流的實(shí)際交通流量與車流的飽和通行能力的比值進(jìn)行正、反方向的兩次計(jì)算,每隔一段時(shí)間就根據(jù)這一計(jì)算得出的數(shù)據(jù),對(duì)交叉路口的有效綠燈時(shí)間和周期時(shí)長(zhǎng)的比值、交通信號(hào)周期進(jìn)行調(diào)整,確保所有車輛可以順利通過干道。
2.3區(qū)域信號(hào)協(xié)調(diào)控制
(1)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。為了確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與有效性,需要在交叉路口布置感應(yīng)裝置,及時(shí)地收集所有來(lái)往車輛的數(shù)量、停留時(shí)間等數(shù)據(jù),根據(jù)先前制定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)交通路口的車輛長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。除此之外,在交叉路口處可以安裝排隊(duì)溢出的監(jiān)測(cè)裝置,一旦交叉路口處的車輛超過檢測(cè)器的規(guī)定范圍,可以及時(shí)地對(duì)車輛長(zhǎng)度進(jìn)行控制。兩種布置同時(shí)進(jìn)行調(diào)控,將交叉路口的車輛數(shù)量控制在合理范圍內(nèi)。(2)實(shí)施步驟。首先,要對(duì)交叉路口的實(shí)際狀況進(jìn)行檢測(cè),包括道路的長(zhǎng)度、寬度、堵塞密度等狀況,根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算出最適合監(jiān)測(cè)裝置安裝的區(qū)域。正式開始使用后,計(jì)算機(jī)接收到監(jiān)測(cè)裝置反饋的數(shù)據(jù)后,分析判斷交叉路口路段上的車輛長(zhǎng)度是否超出了設(shè)定的規(guī)定數(shù)值,實(shí)時(shí)的改變?yōu)榻煌魈峁┓?wù)的時(shí)間,調(diào)整每個(gè)路段的車輛長(zhǎng)度,使交叉路口的車輛長(zhǎng)度維持在較好的水平內(nèi),既可以減少駕駛者的等待時(shí)間,也不會(huì)造成交通堵塞。同時(shí),監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)傳輸是實(shí)時(shí)進(jìn)行的,計(jì)算機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)不斷地進(jìn)行調(diào)整變化,保持交叉路口路段的交通狀況,形成一個(gè)良好的周期控制,降低了意外出現(xiàn)頻率并提高了駕駛者可利用的時(shí)間。(3)檢測(cè)器安裝。檢測(cè)器的位置安裝需要工作人員進(jìn)行精密的計(jì)算,確保檢測(cè)器對(duì)于檢測(cè)的交叉路口路段存在預(yù)留空間。用于車輛長(zhǎng)度過長(zhǎng)時(shí)需要的最低的調(diào)整空間,確定車輛長(zhǎng)度在可測(cè)量的范圍內(nèi)。(4)設(shè)定測(cè)量閾值。一般測(cè)量裝置的作用并不是用于交叉路口路段發(fā)生問題后檢測(cè)反饋的,而在對(duì)交叉路口路段的車輛數(shù)量進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。一旦檢測(cè)到的數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算機(jī)的檢測(cè),極有可能發(fā)生車輛長(zhǎng)度過長(zhǎng)的問題時(shí),就要進(jìn)行緊急的處理,從而事先預(yù)防交叉路口路段車輛長(zhǎng)度過長(zhǎng)的問題,而不是在問題發(fā)生后進(jìn)行緊急的處理。因此,在裝置正式啟用前,需要工作人員對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)定相應(yīng)的閾值以及計(jì)算公式,一旦交叉路口上的車輛數(shù)量達(dá)到閾值后,將收集的該路段的資料代入公式進(jìn)行計(jì)算處理,降低車輛長(zhǎng)度過長(zhǎng)對(duì)路段造成堵塞的概率。(5)設(shè)定綠燈時(shí)間。每個(gè)路段的綠燈時(shí)間都需要根據(jù)收集到的資料進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整,但是,在最開始的設(shè)定需要根據(jù)最大交叉口的有效綠燈時(shí)間進(jìn)行設(shè)置,正式開始使用后,根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整。
3結(jié)語(yǔ)
隨著信息技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,私家車的數(shù)量逐年上升,即便我國(guó)制定相關(guān)的政策進(jìn)行限行,每天仍舊有許多車輛在行駛,造成交通堵塞,浪費(fèi)時(shí)間在等待的途中。為此,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的交通信號(hào)控制的方式應(yīng)運(yùn)而生,提高了每個(gè)路段的通行能力,滿足我國(guó)人民出行的基本需求,減少駕駛者在行駛過程中所需要花費(fèi)的時(shí)間,同時(shí),提高了城鎮(zhèn)道路的服務(wù)水平,提升國(guó)民的幸福度、滿意度。
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作者:付明明 單位:吉林廣播電視大學(xué)白城分校
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