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城市混合交通流诱导系统的研究

时间:2011-05-13 00:00:00  来源:互联网  编辑:互联网

  2系统的结构

  根据我国城市交通的特点及借鉴国外的成功经验,我国城市交通机非混行的交通流诱导系统的结构主要由四个子系统组成,概述如下。

  2.1交通流采集子系统

  交通流采集是在交通控制中心进行。所以,城市安装自适应的交通信号控制系统是实现交通流诱导的前提条件。这个子系统涉及到两个关键问题:

  (1)交通信号控制系统应该是实时自适应交通信号控制系统。

  (2)接口技术的研究。把交通控制中心获得的网络中的交通流传送到交通流诱导主机,利用已研制的实时动态交通分配的模型和App进行实时动态交通分配,滚动式预测网络中各路段和交叉路口的交通流量,为诱导提供依据。

  如果城市建立了交通流诱导系统,有1/3车辆装有接收装置,并按照诱导系统的指示运行,就可以有效地改善城市交通拥挤,促进交通信号配时更加合理。这种反馈作用是一种良性循环,是改善城市交通的最佳途径。

  2.2车辆定位子系统

  车辆定位子系统的功能是确定车辆在路网中的确切位置,主要研究内容有:

  (1)建立一套差分的理论模型应用技术,即讨论如何根据基准台所测出的测差来正确地修正车载机的误差,从而达到准确定位的目的。

  (2)设计系统的通信网络,其中包括信号的编码、发射和接收以及信号的调制和调解问题。

  (3)研究系统的电子地图制作方法以及在光盘上的实现技术。

  (4)建立系统的自学习系统,以便不断地修正电子地图。

  (5)建立一套故障自诊断系统,以防止在系统发生故障或在信号传输中出现较大误差时,保证系统能正确地确定车辆位置。

  2.3交通信息服务子系统

  交通信息服务子系统是交通流诱导系统的重要组成部分,它是把主机运算出来的交通信息(包括预测的交通信息)通过各种传播媒介传送给公众。这些媒介包括:有线电视、联网的计算机、收音机、公共场所的电话亭、路边的可变交通标示牌和车载行车的诱导装置,使人们在家中、在路上都可以得到交通诱导信息。

  2.4行车路线优化子系统

  行车路线优化子系统也可称为行车诱导系统。其作用是依据车辆定位子系统所确定的车辆在网络中的位置和出行者输入的目的地,结合交通数据采集子系统传输的路网交通信息,为出行者提供能够避免拥挤,减少延误,高效率到达终点的行车路线。在车载计算机的显示屏幕上给出车辆行驶前方的道路网络状况图,并以箭线标示所建议的最佳行驶路线。

  以上即是交通流诱导系统的结构,它的建立是以系统的功能划分为基础的,其目的在于将系统的功能与各种硬App设施相结合,以期更好地实现合理分配交通量、有效缓解交通拥挤的目标。

  通过对系统结构的研究可知,整个系统需要如下一些先进设施设备作为基础:

  (1)交通控制中心,作为各种信息接收、处理的中心;

  (2)装备一定硬App设备的智能车辆,其中包括车载计算机、双向通信装置及数字化地图App、路径诱导App等,用以接收控制中心发出的信息并反馈相应信息;

  (3)其它辅助设施,如卫星、电视台、交叉路口摄像机及交通信号机等。

  对于非机动车的诱导,可将其视为一个相对独立的部分。在系统的交通控制中心可以单独开设一个专门的监控窗口,通过在自行车道设置专门的传感器,反馈车流量,在控制中心对数据进行处理(包括流量的合理分配等),在既定的交通诱导策略引导下,结合自行车道状况及路网总体情况,计算出适宜的交通信号配置,以此作为车流诱导的主要手段。

  3系统的诱导模型与算法

  城市交通机非混行的交通流诱导系统的研究,一个关键性技术就是机非混行的交通流诱导模型与模型的求解算法研究。从当前我国的国情分析,完全采用国外发达国家的先进技术来进行交通流诱导是行不通的,其原因有以下几点:(1)我国非机动车(主要是自行车)在绝大多数城市交通中占有主导地位,而国外的技术仅仅限于机动车;(2)我国的城市交通信息化程度较低,设备相对落后;(3)交通管理水平不高;(4)出行者的交通意识较差。为此,在我国进行交通流诱导系统的模型与算法的研究必须分两步进行:第一步,研究信息化程度较低的拟实时诱导系统与算法;第二步,随着我国城市交通信息化程度的提高,研究高度信息化的实时诱导系统模型与算法。

  模型与算法研究的设想:

  模型方面:

  通过对机动车与非机动车运行特点的分析,确定机动车与非机动车车流的各自运行分布规律;建立机动车与非机动车相对独立协调的路径诱导模型;诱导策略采用相邻交叉口协调诱导。模型的相对独立性表现在平交路口的“机非时空分离”,以避免交叉口的机非冲突。

  算法方面:

  借助近年非线性科学的前沿研究成果,如遗传算法、模拟退火算法等,根据问题的自身结构来构造其行之有效的求解算法。上述算法的特点尤其是遗传算法,对目标函数及约束没有过多的要求,同时能用于大规模问题的求解。

  综上所述,城市交通机非混行的交通流诱导系统研究在我国刚刚起步,大量的问题有待进一步的研究与探索,其具体的诱导策略、模型与算法将另文发表。

 

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