城市交通智能路网关键技术研究

　文章编号:１６７３－６０５２(２０１８)０６－０１６２－０３　　　　　　ＤＯＩ:１０.１５９９６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｂｆｊｔ.２０１８.０６.０４４城市交通智能路网关键技术研究高绪清(胶州市交通运输局　胶州市　２６６３００)　　摘　要:以智能交通现状介绍为切入点ꎬ对城市交通智能路网关键技术以及关键系统模型展开全面论述ꎬ旨在提高国内城市交通智能路网整体水平ꎬ实现高效化、智能化城市交通管理模式ꎮ　　关键词:智能交通ꎻ关键技术ꎻ智能路网ꎻ系统模型中图分类号:Ｕ４９１　　　　　　文献标识码:Ｂ　　目前ꎬ国内已有上百城市成为智慧城市试点ꎬ智能交通建设也随之得到了推广与发展ꎮ按照相关权威部门统计ꎬ我国目前在城市道路智能交通系统投入的金融已经超过３００亿元ꎬ这也直接体现出了国家以及各级政府对于智能交通系统建设的重视程度ꎮ虽然国内多地智能交通管理水平已经得到显著提升ꎬ城市交通管控系统以及非现场执法系统等功能已经得到了切实完善ꎬ但就总体而言ꎬ还是没有达到相应的智能交通发展要求ꎬ运行方式还是需要进行调整ꎮ１　智能交通现状目前各地智能交通所展现出来的问题ꎬ主要有三种:(１)控制应变能力有限ꎮ现阶段智能交通系统多以经验规则以及路口单点等静态化控制手段为主ꎬ并没有形成较为全面、广泛的系统控制网络ꎬ整体动态化控制模式落实并没有达到预期水平ꎬ很难达到路网实时调控的目标ꎮ(２)信息协调性有限ꎮ没有信息采集设备以及采集点的缺乏ꎬ使得系统信息收集数量始终没有达到预期ꎬ感知信息聚合与感知手段协同并没达到理想化水平ꎬ路网实施状态无法得到完全体现ꎮ(３)交通信息与控制融合程度较低ꎮ交通控制没有相应的路网信息支持ꎬ导致路网无法获得相应控制效益ꎬ加之控制信息的缺失ꎬ使得交通信息服务无法得到流量平衡优化标准ꎬ进而造成融合性较弱的问题[１]ꎮ正是因为智能交通系统所存在的各项问题ꎬ专业学者与业内人士都对城市交通智能路网关键技术展开了深度研究ꎬ希望能够解决各项系统技术现状ꎬ从而打造出操作性、管控性以及监测性能更加理想的智能路网系统ꎮ２　城市交通智能路网关键技术２.１　动态交通信息数据采集技术该项技术会以感知技术为基础ꎬ利用交通信息感知网对各项业务数据信息进行感知与收集ꎬ整体技术系统主要分为行为感知、车辆运行感知以及身份识别感知三部分内容[２]ꎮ其中身份识别技术是以ＲＦＩＤ技术为基础的驾驶员以及车辆识别技术ꎬ且会通过对汽车专用电子标签进行储存的方式ꎬ对汽车基本身份信息以及动态运行信息进行识别ꎬ能够为车辆信息采集以及车辆精准识别提供可靠的数据支持ꎻ而行为感知技术ꎬ是以智能分析以及视频监控为基准的行为感知体系ꎬ其会对道路上各处的监控系统进行合理运用ꎬ会对系统所采集的数据信息进行统计与分析ꎬ且会从中提炼出相应的交通信息内容ꎬ以对道路中的突发事件进行监控与应对ꎻ车辆运行感知技术会通过对道路事件信息以及交通流等数据的采集ꎬ作为交通诱导以及控制的数据支持ꎬ会对车辆位置以及行驶速度等内容进行明确ꎬ且会完成对道路损毁信息以及交通拥堵等信息的采集与感知ꎬ为路网智能管控工作开展做好铺垫ꎮ—２６１—北方交通　　　　　　　　　　　　　　　２０１８年　第６期２.２　自适应交通控制技术该项技术属于交通信号控制系统内容ꎬ能够通过对高科技手段的运用ꎬ构建其高效化交通监控系统ꎬ以达到对交通拥挤进行有效环节以及优化交通控制的目标[３]ꎮ目前该项技术常用系统主要有“ＳＣＡＴＳ”系统以及“ＳＣＯＯＴ”系统两种ꎬ而系统主要组成以及功能主要包含以下几部分内容:(１)控制中心ꎮ该部分主要由智能管理综合平台、控制中心以及分控制中心所构成ꎬ能够实现对交通控制系统业务的综合以及集中处理ꎬ会运用综合平台对采集到的数据信息进行集中管理与分析ꎬ且会通过对智能控制策略的运用ꎬ完成对信号的控制与协调ꎮ(２)数据传输、路口信号机以及检测器ꎮ其中数据传输系统会负责现场设备与控制中心之间的信号传输ꎬ而路口信号机则拥有的功能相对较多ꎬ其不仅要负责本地感应控制工作ꎬ同时还要执行协调控制方案以及上传交通数据等任务ꎮ(３)信号灯ꎮ该部分主要分为路口信号灯以及路段信号灯两种ꎬ其中路段信号灯会设置在所有人行横道上ꎬ且会与上下游路口进行协调与配合ꎬ以完成相应交通管制ꎮ而路口信号灯会在过街安全岛处、行人信号灯无法按照同一方向的路口等地点进行设置ꎮ两种信号灯会与信号控制体系相互进行配合ꎬ以通过实时监控的方式ꎬ对交通流信息进行动态化采集且会完成各项管理工作ꎬ以实现自动化、科学化交通信号控制模式ꎮ２.３　网络定位技术该项技术是以移动通信技术为基础进行相应操作的ꎬ与传统定位技术相比ꎬ该项技术具有路径识别率高、标识可靠性高、部署灵活以及扩展性较强等方面的优势ꎬ能够为车辆定位以及路网管理工作开展提供相应数据支持[４]ꎮ该项技术主要包括历史回放、实时路况以及实时定位几部分内容ꎮ其中历史回放能够满足有关部门对车辆行驶数据进行查阅的需求ꎬ可以根据需要对车辆某一时间段内的行驶轨迹进行回放与查看ꎬ且会对行驶位置信息进行呈现ꎬ可以为有关部门ꎬ尤其是执法部门提供更加精准的信息服务ꎻ实时路况部分技术ꎬ会通过对各个路段路网监控的运用ꎬ按照所收集到的路网信息进行公众出行以及交通指挥调度等方面的服务ꎬ作用较为突出ꎻ而实时定位能够通过对移动通信技术的运用ꎬ完成对特定车辆实时行驶情况的定位与跟踪ꎬ可以实现对路网监控范围内的所有车辆的监控与定位ꎬ且会在地图中对车辆位置进行显示ꎬ为卫星导航、车辆追踪以及其他功能实现ꎬ提供了可靠的信息数据支持ꎮ３　路网相关关键模型分析３.１　流量动态平衡协调控制模型(１)由于系统自身功能的限制ꎬ目前所使用的智能交通系统多数限制交通流平稳变化情况ꎬ对于路网流量大幅度以及突发情况应对并不理想ꎬ所以为妥善解决这一问题ꎬ系统需要对自身流量动态平衡协调控制能力进行强化[５]ꎮ为保证系统可以实现对多时空以及多尺度交通情况的切实控制ꎬ技术人员开始按照点、线、面多层交互控制的方式ꎬ对流量动态平衡协调控制模型进行建立ꎮ(２)国内经济水平的不断提升ꎬ使得民众汽车的拥有量也呈现出了不断上升的趋势ꎬ交通拥挤问题越来越严重ꎬ因此在进行该模型建立过程中ꎬ要构建起拥挤度动态阻滞交通流模型ꎬ以便为后续平衡、协调、控制等工作开展提供保障ꎮ在模型之中ꎬ会将路段通行时间设置为常值ꎬ当弧(ｉꎬｊꎬｋ)属于空载状态时ꎬ按照ｆｉｊｋ(ｔ)＝ｆｉｊｋ(ｔ－１)＝􀆺＝ｆｉｊｋ(ｔ－ａｉｊ＋１)＝０的公式ꎬ拥挤度数值为０ꎻ而如果ｆｉｊｋ(ｔ)＝１ꎬ则此时的拥挤度数值为１ꎮ通常拥挤度多处于≥０且≤１的状态ꎬ而当其数值为０时ꎬ则ａｉｊｋ(ｔ)＝＋∞[６]ꎮ(３)由于路网对于空间以及时间多尺度协调控制有着一定需要ꎬ所以在进行模型设置过程中ꎬ不仅要按照路口等待车辆数量ꎬ进行科学化路口信号灯调节ꎬ要按照路网流量变化情况ꎬ制定出多尺度控制方案ꎬ并及时对各项控制技术进行更新ꎬ以对计算负载进行有效控制ꎬ确保精准以及实时性控制模式的有效落实ꎬ同时还要对路网、路口以及路段等空间尺度相关内容进行考虑ꎬ要对多数路口通行效率以及主干道通畅程度进行保证ꎬ确保可以在交通高峰时段ꎬ通过将车辆向次干道进行协调的方式ꎬ对整体路网流量协调控制质量进行保证ꎮ—３６１—２０１８年　第６期　　　　　　　　　　　　　高绪清:城市交通智能路网关键技术研究３.２　在线协同自适应监控模型(１)针对现有智能交通系统无法对交通感知手段进行合理运用的问题ꎬ有关人员要做好信息收集与实时处理工作ꎬ要通过构建在线协同自适应监控模型的方式ꎬ有效缓解单路口同步协同以及路口多摄像头异步协同等方面的问题ꎬ以做好状态协同监测以及信号灯自适控制[７]ꎮ(２)在整体模型之中ꎬ会按照视频信号对信号灯自适应控制以及流量监测功能进行实现ꎬ会通过对混合高斯模型的运用ꎬ对路口监控场景背景模型进行建设ꎬ并会运用Ｏｔｓｕ以及差分算法对运动前景目标实施及时分割处理ꎬ以确保可以获得更加全面的路口车辆信息数据ꎬ明确车辆位移情况ꎬ进而准确算出路口车辆实际长度ꎬ以运用模糊推理的方式ꎬ对各个路口绿灯需求量进行明确ꎬ以便及时进行信号灯更换ꎬ从而切实提升信号灯控制科学性以及合理性[８]ꎮ(３)为了妥善解决多路口监控协同所存在的问题ꎬ确保各个路口摄像头异步协同可以达到理想化效果ꎬ技术人员还可以按照交通实际情况ꎬ进行交通监控协同网络模型构建ꎬ要按照层次化以及组合化分析与建模的方式ꎬ对协同机制进行分析与审核ꎬ以对多摄像头以及多路口并发监控质量进行保障ꎮ４　结束语信息技术以及科学技术的不断进步与完善ꎬ会有效推动今后智能交通系统的发展ꎬ整体系统技术会变得更加优化、智能ꎬ会将外围设施、传感器以及通信系统等智能化基础设施运用到新型系统之中ꎬ可以为共享汽车、无人驾驶车辆等新型交通工具提供更加优质完善的服务ꎮ而整体管理系统也会更加智能化、多层次化ꎬ整体交通运输特征会更加多元化ꎬ为民众所提供的服务也会变得更加多样ꎬ道路拥堵以及停车难问题会得到有效解决ꎬ发展前景值得期待ꎮ参考文献[１]　蒋昌俊ꎬ丁志军ꎬ方钰ꎬ等.城市交通智能路网的关键技术及应用[Ｊ].自动化博览ꎬ２０１５(５):７６－７８.[２]　卢瑞琪ꎬ宋奇文.城市道路联网联控关键技术[Ｊ].交通科技与经济ꎬ２０１４ꎬ１６(３):６４－６７.[３]　赵怀明:城市道路智能交通管理平台关键技术研究//第八届中国智能交通年会论文集[Ｃ].２０１３.９.[４]　李亚军.基于在线仿真的城市大范围路网主动式信号优化控制技术研究[Ｊ].警察技术ꎬ２０１７(５):９１－９４.[５]　刘宇萌.城市轨道交通信号系统的关键技术分析[Ｊ].商品与质量ꎬ２０１７(１６).ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＵｒｂａｎＴｒａｆｆｉｃＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＲｏａｄＮｅｔｗｏｒｋＧＡＯＸｕ￣ｑｉｎｇ(ＪｉａｏｚｈｏｕＴｒａｆｆｉｃａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＢｕｒｅａｕꎬＪｉａｏｚｈｏｕ２６６３００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔａｋｉｎｇｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｆｆｉｃａｓｔｈｅｅｎｔｒｙｐｏｉｎｔꎬｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｋｅｙｓｙｓｔｅｍｍｏｄｅｌｏｆｕｒｂａｎｔｒａｆｆｉｃｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｒｏａｄｎｅｔｗｏｒｋｉｓｍａｄｅꎬｓｏａｓｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｌｅｖｅｌｏｆｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃｕｒｂａｎｔｒａｆｆｉｃｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｒｏａｄｎｅｔｗｏｒｋꎬａｎｄｒｅａｌｉｚｅｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｕｒｂａｎｔｒａｆｆｉｃｍａｎａｇｅｍｅｎｔｍｏｄｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｆｆｉｃꎻＫｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎻＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｒｏａｄｎｅｔｗｏｒｋꎻＳｙｓｔｅｍｍｏｄｅ—４６１—北方交通　　　　　　　　　　　　　　　２０１８年　第６期