关键词：城市道路；交叉口；实时交通信号控制
引言
城市道路交叉口交通拥堵是一个严重的问题，在世界各主要城市和人口密集的城市中都存在着许多严重的问题和挑战。目前，我国对城市交通控制理论的研究还处在起步阶段，没有形成一个完整的体系，很多交通控制方面的理论还处在研究之中。基于此，本文主要对城市道路交叉口的实时交通信号控制进行分析研究，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
1交叉口信号控制方法研究
交叉口信号控制方法研究主要体现在：最初的交通信号灯出现在1868年的英国伦敦，从那时到现在城市交通信号控制已经存在了一个多世纪。随着计算机、信息技术、检测技术等多种技术的发展，交通控制技术也不断进步。按控制范围来说，单点控制发展到线控、然后面控；从控制方式上经历了定时控制、感应控制以及自适应控制；从是否借助检测器，经历了无检测器、有检测器等较长的发展过程。自适应的交通控制方法是相对更先进的，它依靠检测器等获得的交通数据信息，了解、掌握并适应其道路交通的特征，给出针对性的控制策略。简而言之，就是根据不断变化的交通状况，提出与之相适应的信号控制与调整方案，达到提高控制效果、保证交通的畅通和安全的目标。尽管现有的自适应信号控制无论在单交叉口控制还是多交叉口协调控制方面都有一定作用，但是仍需进一步研究和改善。主要有两方面的内容：首先，由于需要在线的交通信号系统，所以所建立的交通控制模型必须相对简单。另外，对所建立的模型进行优化求解时，一般考虑使用参数设置较为简单且搜索结果准确的启发式优化方法，而部分优化方法搜索速度慢，满足不了实时性要求。因此，目前自适应的交通信号控制，其主要研究方向是对交通模型和寻优算法进行改善。
2交叉口的单指标评价
2.1突发事件下的交叉口
交叉口的单指标评价之一是突发事件下的交叉口。一些突发事件，如大型社会活动，或者交通事故的发生，此类事件可能使得交叉口某个方向的交通流发生突变。此时，交叉口各相位的交通流量原本的平衡会被打破。本文将这些引起交叉口处部分车道车流突变的事件称为突发事件。当突发事件发生时，交叉口各个相位交通流的平衡会被打破，本章主要研究的是这种情况下的信号控制。针对由于突发事件导致交通流变化带来的交通问题，提出了一种基于交通评价的信号分类控制方案，因此要先评价发生突发事件的交叉口的交通状态。现有的一些研究主要是针对各相位车流量均衡的交叉口进行交通评价和信号控制。根据饱和度指标，一般可将这些研究分为针对欠饱和与过饱和的交叉口两大类。然而，这些现有的交通评价指标和信号控制方法不适用于各相位交通不平衡的情况。为解决突发事件引起的交通流变化问题，本文对交叉口的三项交通评价指标（分别为：交叉口的饱和度、平均延误和平均排队长度）进行了重新定义，以适用于评价部分车道车流突变的交叉口的交通评价。同时，本文还将交叉口分为三种情况，即“畅通”、“可控”、“不可自愈合”，对于畅通和不可自愈合的情况，认为信号配时不变。前者，即畅通情况下是由于路口处于良好的交通状况，没有必要调整信号配时。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而对于后者，即交叉口交通不可自愈合的情况下，交叉口的交通负荷繁重，拥挤严重。这种情况只通过交通信号的调整无法恢复到平稳畅通的状态，因此认为是不可自愈合的。对于可控的情况，利用调整配时、优化信号控制来缓解交通拥堵、改善交通状态。针对发生突发事件的交叉口，信号分类控制能快速有效地判断交叉口是否可控，且在可控情况下缓解由于事件发生导致的交叉口交通拥堵。
2.2交叉口的多指标评价
交叉口的单指标评价之二是交叉口的多指标评价。传统交通状态评价方法一般有单指标法以及多指标求和法。单指标法就是只使用一项指标来评价交通状态，因此较为片面。多指标求和法是将多项指标进行线性组合，即使用指标和作为评价指标。实际数据表明，不同指标的数值在交通状态发生变化的情况下变化程度不尽相同。简单地将多个指标相加可能会隐藏某些指标剧烈的变化。因此，本章提出采用非线性组合的方法来处理多个指标，将其整合为一个二范数形式的指标来更准确地结合多个指标反映一个交叉口的状态。下文比较了传统的多指标线性求和与二范数形式的综合指标的评价结果。
3交通信号的模糊控制思想
交通信号的模糊控制思想主要是：由于城市交通系统的随机性、复杂性和非线性，要建立城市交通系统的精确数学模型十分困难。而模糊控制系统则不必建立控制对象的精确数学模型，因此它对具有很大不确定性的城市交通系统信号控制有很强的适用性。在单交叉口信号控制系统中，当车流量较小时，信号的周期应尽量短一些，以免红灯相位的排队车辆需要等待的时间过长从而造成较大的延误，但是信号周期也不能过短，以免因某一相位绿灯时间过短，使车辆不能安全通过路口，同时也需要给非机动车和行人必要的通过时间，通常信号周期不能少于p×(10+3)秒（P表示相位数，10秒是通行相位的最小绿灯时间，3秒是黄灯时间）。在交通量较大时，则可以增大信号周期时长，减少因相位转换而损失的时间，从而提高交叉口通行能力。但是信号周期长度也不能过长，否则可能会由于其它相位车辆等待时间过长使驾驶员在心理上产生焦虑，通常信号周期上限为200秒。模糊控制器的控制过程可描述为：根据视频检测器获得的各车道车流量信息，把当前相位以及下一相位车道的车辆排队数输入模糊控制器，对其进行模糊化处理，经模糊推理得出决策结果，最后清晰化，以当前绿灯相位的绿灯延长时间作为整个模糊控制器的输出值，从而实现城市单交叉口交通信号的实时控制功能。
结语
总之，随着我国经济的迅速发展,城市交通的问题日益严重,城市的可持续发展面临着严峻的形势。交通拥堵问题尤为突出,它是大中型城市面对的严峻谏题。交通信号控制是整个交通系统最为重要的姐成部分,而交通问题又往往反映在道路交叉口处,因此如何建立准确有效的交通信号控制系统,赋予交叉口控制方式一些新的策略,最大程度的提商交叉口的通行能力,对我国的城市交通问题有着重要的实用价值和现实意义。
参考文献
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论文作者:王世魁
论文发表刊物:《城镇建设》2020年第4期
论文发表时间:2020/4/13
标签：交叉口论文; 交通论文; 信号论文; 相位论文; 指标论文; 城市交通论文; 评价论文; 《城镇建设》2020年第4期论文;