高速公路交通控制与诱导方法分析

杨志伟

(广东交通职业技术学院计算机工程学院，广东广州 510650)

对高速公路的交通控制制定出正确的方案，必须要全面分析公路的交通情况，然后做出科学的分析判断，正确控制交通和使用正确的诱导方法。

1 交通安全管理因素分析

安全是交通管理中首先考虑因素，高速公路的安全问题至关重要，且高速公路与一般的公路不同，速度快是其重要特点，速度通常会影响到行车安全［1－2］。

(1)客观因素。客观因素可以分为路、车和环境3个方面。首先是路的因素。道路是车辆的载体与行驶的基础，道路的等级质量、线形标准等对交通安全有重要的影响。由于高速公路车速高的特点，路面上的一个小石粒或路面结构小的破损都可能导致大的交通事故。还包括高速公路线形设计、道路结构状况、路肩、中央隔离带等。如济青高速公路全线有事故多发里程58 km，占总里程的18.2%，与事故发生关系较大的是高速公路线形设计。

其次是车的因素。在大量事故调查统计资料中，由于车辆的各种故障而造成的交通事故虽少，但从预防角度考虑，仍是主要因素。如转向系统、刹车系统的稳定性、灵活性、车辆的性能等。其中以制动不良引起的事故较多。在高速公路上行驶的汽车车速高，所以爆胎是高速公路发生交通事故的最普遍因素之一，由此引起车辆方向失控情况严重，针对高速公路行车爆胎事故，开发车辆轮胎温度、压力报警系统，保证行车安全;另外，积极推广安全性能较高的无内胎轮胎，降低车辆爆胎事故的危害。

第三是环境的因素。出行前可通过天气预报的分析，及时做出一些预防措施。如雨、雪、雾、沙尘暴等恶劣天气，其改变道路的行车条件，减小了路面的摩擦系数或降低了能见度，影响驾驶员的正确判断，交通安全的危险系数增大了。

(2)主观因素。主观因素里最主要的是人的因素。交通事故发生的原因很多是由于人的因素引起的，因此人是事故分析的主要对象。

2 高速公路交通控制和诱导方法

随着控制理论特别是计算机网络技术的发展，智能交通控制方法不断涌现，从而有效地提高了高速公路的通行能力［3－4］。

(1)静态控制和交通量动态预报相结合，首先通过Kalman Filter预报法、神经元网络等预报法计算出高速公路的OD矩阵，到达矩阵A，即aij，然后利用高速公路静态控制算法求出匝道控制变量ri，根据ri控制高速公路第i个匝道车辆进入高速公路，时间间隔t+T后，做下一步计算。时间根据高速公路车流的变化率来决定。这种改进型匝道控制器，对于现阶段高速公路的匝道控制具有较好的应用价值。

(2)智能交通控制系统。所谓的智能交通控制系统是指在实际控制过程中看到熟练的调度人员能较好地控制交通，如经验知识和控制理论相结合，使控制效果达到或超过人的管理水平。变结构的智能控制，包括控制级、协调级和组织级。控制级负责识别交通模式，实时选择恰当的数学模型和性能指标进行优化和计算，协调级则通过在线学习，确定各匝道控制器的协调向量，并将协调向量与预报信息发送到控制级，同时接受来自组织级和控制级的信息。十字路口交通信号的控制采用模糊控制的方式，试验结果使车辆的平均等待时间减少了7%。

1994年Prisini提出了基于神经元网络的匝道控制器的设计方法。人们发现神经元网络具有很强的非线性近似能力，利用N个神经元网络可实现一个反馈控制，即神经元网络控制。

交通指挥系统的构成:智能交通管理指挥平台，道路管理技术部分，交通管理信息系统部分，上级公安部门信息查询交换系统，县区交警大队指。挥系统智能交通管理指挥平台作为整个系统的核心，是以各子系统采集的信息和PGI为主要依据，然后科学分析，实现对交通控制、管理和决策。道路管理技术部分要包括交通电视监视系统，交通流量信息采集系统，交通违法监测记录系统，警用车辆定位系统，公路车辆智能监测记录系统，交通信号控制系统等。交通管理信息系统部分主要有机动车登记系统，驾驶人管理系统、交通违法管理系统、交通事故处理系统、危险品运输管理系统、无线移动警务系统等。交通管理信息系统的整合，将机动车登记系统，驾驶人警队信息平台整合为“公安交通管理综合应用平台”，这样将使交通管理信管理系统、交通违法管理系统、交通事故处理系统、危险品运输管理系统、交息系统的各子系统信息充分共享，方便管理。

(3)危险品紧急事件信息化管理系统是高速公路紧急事件管理系统的一个子系统，是对危险品紧急事件进行全过程的信息化管理，是道路管理者预防和处理危险品紧急事件的重要辅助管理系统。危险品紧急事件的信息化管理过程分为事前预防、事中处理和事后清理，根据各过程的不同特点，信息化管理的重点有所不同。事前预防利用高速公路上的路侧摄像机、可变情报板、路侧广播、紧急电话等信息监控、采集、探测设备，实现对危险品运输车辆的探知、检测、报警、监控、路线诱导、安全监测等功能，保障危险品运输车辆安全快速通过途经路段;事中处理利用信息化管理系统的专家决策系统，实现对危险品种类的识别、处理措施确定，实现与控制中心、运政管理部门、消防部门、紧急救护中心、安全保卫部门的信息交换，完成事件的处理;事后清理，是利用信息化管理系统和监控系统，对事件处理过程实现全程跟踪，完成事件的记录、上报和信息发布，若事件造成持续性的交通设施损坏和周边环境污染，必须利用各种信息发布设备进行有关信息的发布，提请周边人群及途经人员注意。通过管理系统、人员、信息的三方合作，共同完成高速公路危险品事件的快速、准确、专业化的处理，有效地保证危险品运输车辆和途经车辆的安全，降低交通延误和阻塞，提高整个路段的通行能力。

高速公路智能信息化的发展是世界大城市提高高速公路路网通行能力和服务水平的发展趋势，只有采用信息技术、通信技术等才能建立全方位、实时准确高效的智能交通系统。应当建立区域联网的高速公路收费系统，从区域一体化角度考虑，扩大联网区域;建立高速公路信息发布诱导系统，以实现高速公路管理的智能信息化，提高高速公路出行服务满意度。

3 结束语

目前，人们对于出行质量的要求日益提高，如何在交通流量高速增长条件下，提高高速公路的服务水平，增强高速公路出行的吸引力，已成为政府管理部门和高速公路建设运营责任部门关注的重要问题。只有分析了交通安全管理原因，才能提出更恰当的对策，为实现畅通高速公路的目标提供支撑。随着高速公路网络的进一步完善，智能信息化系统的发展，高速公路的交通控制将会越来越通畅。

［1］马建华，韩强，刘家壮.城市道路定向问题的优化模型［J］.工程数字学报，2007，24(1):22－30.

［2］王敏，刘晓辉.济青高速公路行车安全影响因素分析研究［J］.科学之友，2011(4):147－148.

［3］刘军，郝江，边革元，等.昆明市军警联动高速公路急救绿色通道体系研究［J］.西南国防医药，2012，22(1):42－44.

［5］杜攀峰，金双泉，李嘉.高速公路路段通行能力仿真研究［J］. 湖南大学学报:自然科学版，2009，36(6):7 －12.