現(xiàn)如今，城市道路交通借科技之力，進(jìn)行智慧管控，改變依靠路口警力指揮、單點作戰(zhàn)的傳統(tǒng)方式。利用大數(shù)據(jù)，進(jìn)行實時交通感知和分析，精準(zhǔn)優(yōu)化信控方案，確保整體管控、整體流量流向的一個均衡優(yōu)化，對整體的流向進(jìn)行多級調(diào)節(jié)。信號燈配時優(yōu)化，是一場提升交通管理效能的革命。因為流量總在變化，所以信號燈配時方案排查調(diào)優(yōu)工作只有進(jìn)行時，沒有完成時。在我國交通系統(tǒng)發(fā)展非常迅速，但也帶來了一些無可避免的問題。在所有問題中，信號系統(tǒng)故障較為常見。所以，提高信號系統(tǒng)運行安全性是確保城市道路交通系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。

　　1 城市道路交通信號系統(tǒng)現(xiàn)狀

　　隨著我國道路交通系統(tǒng)的日益發(fā)展完善，城市道路在保證城市社會經(jīng)濟(jì)正常活動的方面起到了越來越重要的作用，以城市主干道、城市快速路為代表的道路交通猶如人體動脈血管發(fā)揮的作用，直接影響著干線道路周邊大范圍路網(wǎng)的交通運行狀態(tài)。目前，提高城市道路交通運行效率最有效的辦法是對交通信號進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，使其盡量保證道路交通流的連續(xù)性和通暢性，但由于我國各大城市道路所在路網(wǎng)與次干線之間大部分是平交路口，因此在對道路進(jìn)行交通信號協(xié)調(diào)優(yōu)化時，必須考慮次干線交通運行狀態(tài)以及周邊路網(wǎng)的交通需求和交通流時空分布。常見的城市道路交通信號優(yōu)化控制研究思路是根據(jù)道路周邊交通環(huán)境條件，對所有交叉口進(jìn)行統(tǒng)一分組考慮，對沿線交通信號系統(tǒng)控制策略采取以聯(lián)動形式為特征的系統(tǒng)控制方案。這種交通信號系統(tǒng)控制思路從整體形式上符合干線信號協(xié)調(diào)控制的思路和要求，但實際運行操作過程是以相鄰兩個交叉口之間的個體交通流為研究目標(biāo)，缺失干線信號協(xié)調(diào)控制核心問題的研究和運用。具體表現(xiàn)在干線交通流出現(xiàn)上游通暢下游堵塞;干線信號紅燈下車輛排隊長度是否與實際道路交通情況相適應(yīng);干線綠燈亮起時交叉口滯留車輛消散所占用時間與信號周期是否相協(xié)調(diào)。由此可見，城市道路干線交通信號協(xié)調(diào)優(yōu)化控制問題研究應(yīng)當(dāng)從基于過程的研究導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)榛�于問題的研究導(dǎo)向，這樣才能符合交通運行實際狀況。

　　2 基于紅綠燈模型的干線交通信號協(xié)調(diào)優(yōu)化控制關(guān)鍵問題研究

　　在城市交通管理工作中，對城市道路進(jìn)行交通信號優(yōu)化協(xié)調(diào)控制是目前最為常見的方式。通常意義上來講，城市道路連續(xù)交叉口之間的交通流運行過程，表象上遇到的紅燈越少，停車次數(shù)越少，這條道路的通暢程度越好、運行效率越高，也就是所謂的“綠波帶”信號控制思路。但是實際情況是城市道路交通流從不飽和的某一個時刻起，這種“綠波帶”信號控制效果逐步呈現(xiàn)出衰減的現(xiàn)象，而且衰減程度隨信號周期推移和交通流密度增加越來越大，造成這種現(xiàn)象既有宏觀的交通流量增加，車輛在道路的空間和時間占有率增加的原因，也有微觀的個體車輛運行過程急減速、左轉(zhuǎn)彎車流引起交通沖突、突發(fā)交通事件影響交通流穩(wěn)定狀態(tài)的原因。因此，要實現(xiàn)道路信號協(xié)調(diào)控制應(yīng)當(dāng)放眼道路整體，以整體交通流為研究目標(biāo)按交叉口順序系統(tǒng)分析道路信號協(xié)調(diào)關(guān)鍵問題，確定系統(tǒng)信號周期、車輛排隊長度、車流消散耗時之間的關(guān)聯(lián)性，采取科學(xué)合理、與實際交通運行狀態(tài)高度擬合的信號協(xié)調(diào)控制方案。對于道路信號協(xié)調(diào)優(yōu)化控制而言，其最主要的功能和作用是在時間上對交通流進(jìn)行合理分配，使道路車輛和交叉口其它車輛根據(jù)所設(shè)的相位在信號周期內(nèi)最大限度的利用通行時間，提高信號周期的時間占用率和交叉口的空間占用率。對于道路連續(xù)的交叉口而言，上游交叉口在綠燈亮起后交通流以飽和的運行狀態(tài)大體上按照車輛排隊次序駛向下游交叉口，如果以整體道路交通流運行狀態(tài)為研究目標(biāo)，合理計算消除由于上游紅燈亮起車輛排隊造成的延誤和綠燈亮起時車輛排隊消散造成的時間延誤，使道路車流盡可能達(dá)到無需停車、超車形成穩(wěn)定交通流的運行狀態(tài)，這樣就系統(tǒng)全面的兼顧考慮到了上下游交通流是否一直通暢、紅燈下車輛排隊長度是否與實際道路交通情況是否向擬合、綠燈亮起時滯留排隊車輛消散時間是否會引起道路信號協(xié)調(diào)控制效果衰變等關(guān)鍵問題。

　　3 城市道路交通信號動態(tài)優(yōu)化策略

　　3.1 自適應(yīng)控制

　　3.1.1 優(yōu)化模式

　　該系統(tǒng)根據(jù)由RayTV集成機收集的橫截面流量數(shù)據(jù)，計算與交叉路口的交通需求相匹配的信號控制參數(shù)。該系統(tǒng)分為三種優(yōu)化模式：綠色字符比例優(yōu)化，周期優(yōu)化以及綠色字符比例和周期優(yōu)化[2]。此外，為避免由于異常檢測數(shù)據(jù)而導(dǎo)致計算結(jié)果發(fā)生過多變化，通過對綠色信號比率的變化范圍，周期的變化范圍，相位的最大綠色和最小綠色進(jìn)行限制，從而提高了系統(tǒng)計算的容錯性。

　　3.1.2 優(yōu)化邏輯

　　1)計算一組交叉口車道中每個車道的等效交通量。2)計算泳道組中每個泳道的等效直接飽和流量。3)計算泳道組中每個泳道的流速。4)確定主要交通流量和流量之和是否超過實際飽和極限[3]。如果主要交通流量之和為0.9或更小，請輸入步驟5)以計算信號周期，如果主要交通流量之和為0.9，則將信號周期設(shè)置為最大值并繼續(xù)執(zhí)行步驟6)以分配綠色信號時間。5)計算信號周期。計算公式如下：其中L是周期中的總損失時間，Y是主要交通流量之和。C=(1.5L+5)/(1-Y)。6)分配綠色時間。

　　3.2 防溢控制

　　3.2.1 優(yōu)化模式

　　如果交叉路口過飽和且未及時控制，則車輛通常會等到上游交叉路口，導(dǎo)致車輛溢出。當(dāng)十字路口的等待長度達(dá)到危險值時，系統(tǒng)激活防溢控制，溢流十字路口(以下稱為“關(guān)鍵交叉口”)增加了綠色指示時間，下游交叉口對應(yīng)于車道，從而減少了綠色指示時間[4]。增加。盡快疏散等候在交叉路口的車輛，以控制車輛的到達(dá)并減少與上游交叉路口的坡道相對應(yīng)的綠燈時間。

　　3.2.2 優(yōu)化邏輯

　　為每個斜坡段設(shè)置等待長度安全值q1和危險值q2，并根據(jù)實時檢測等待長度q執(zhí)行不同的控制策略。情況1：q1≥q，保持或恢復(fù)到原始控制模式操作;情況2：q2>q>q1，如果未打開防溢控件，則繼續(xù)運行原始控制方案。根據(jù)當(dāng)前的工作方式，如果啟用了防溢出控制，則關(guān)鍵交叉口上相應(yīng)步驟的綠燈時間將增加，相關(guān)交叉口上相關(guān)步驟的綠燈時間將改變(上游將減少綠燈時間，下游將是綠燈時間情況3：q2≤q，防溢控制打開，按鍵穿越的相應(yīng)步綠色指示時間增加，相關(guān)穿越的相關(guān)步綠色時間改變(上游減少綠色時間，下游增大綠燈)。在關(guān)鍵時間段T0運行此方案。如果隊列長度的檢測值始終為q2≤q，則綠燈會繼續(xù)增加時間，并且更改的大小等于常規(guī)優(yōu)化參數(shù)的單個綠色信號比率更改。

　　結(jié)束語：

　　綜上，信號系統(tǒng)對整個城市道路交通系統(tǒng)的運行非常重要，只有深刻了解信號系統(tǒng)運行過程中所存在的安全問題，才能有針對性地采取解決措施，確保信號系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和安全性，提升整個城市道路交通系統(tǒng)的運行水平。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]湯旻安,董海龍,程海鵬.基于人工魚群的五岔路口交通信號優(yōu)化控制[J].控制工程,2019,26(07):1284-1290.

　　[2]蔡延光,黃柏亮,蔡顥,黃何列,戚遠(yuǎn)航.公交優(yōu)先交通信號優(yōu)化控制的動態(tài)自適應(yīng)混沌粒子群優(yōu)化算法[J].東莞理工學(xué)院學(xué)報,2017,24(05):32-39.

　　《城市道路交通信號動態(tài)優(yōu)化策略研究》來源：《城鎮(zhèn)建設(shè)》，作者： 劉辰迪