干线公路智能交通控制的现状及发展
时间：2021-05-13 00:02:41 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：系统分析了国内外智能交通研究现状，确定了干线公路智能交通存在的问题，提出干线公路智能交通监控系统设置建议；基于公众出行服务以及信息发布系统，分析了交通诱导系统的协调性；并从交通环境污染、交通拥堵以及交通安全三方面，提出干线公路智能环境监测系统、交通应急指挥系统以及交通安全预警系统的设置建议。
关键词：干线公路；智能交通；监控系统；交通诱导系统
中图分类号：U412.1 文献标志码：B
0 引 言
伴随着城市化进程的加快，经济建设飞速发展，造成了交通供求关系的不平衡加剧。全国大部分地区交通拥堵现象逐年严重，由此而造成的经济损失愈来愈大[1-2]。因此，中国国民经济对提高干线公路的通行能力、行车安全以及提高行业的管理和服务水平有了迫切的要求。但目前中国干线公路交通存在的部分交通基础设施不够完善、道路交通管理不足、交通管理水平较差、交通拥堵以及超限超载等问题[3-4]，制约着干线公路作用的发挥。改善线形、提高路网密度，可以从一定程度上缓解交通拥堵系列问题，但是需要大量的时间和人力、物力投入，而科学合理的智能交通管理与控制技术的运用，将能达到减缓交通拥挤和提高通行能力的目的。此方法经济有效、不受资源和环境的制约，且随着智能运输系统（ITS）的兴起，智能交通控制和管理逐渐成为解决公路运行问题的主要途径[5-8]。
本文针对干线公路的交通特点，研究干线公路交通智能管理与控制方法，通过增加交通基础建设及建立智能交通管理系统，解决交通环境污染、交通拥堵及安全问题，对今后提高全国干线公路交通水平有十分重要的指导意义。
1 智能交通现状及问题
1.1 智能交通研究现状
美国是世界上最早开展智能交通（ITS）研究的国家，911事件后，美国开始侧重ITS安全设施建设。目前，美国在ITS领域独树一帜，根据其交通基础设施特点和实际需要，已建立起相对完善的车队管理、公交出行信息电子收费和交通需求管理等四大系统及多个子系统和技术规范标准。
日本具有较为发达的高速公路网络，20世纪70年代开发研制的综合汽车交通控制系统（CACs）项目就是日本对智能交通领域的探索。目前，日本名阪国道以及高速公路都设置了突发事件检测系统，能够将道路交通情况及时、实时地传递给后面车辆，以防追尾等交通事故的发生。
欧洲对智能交通系统的研究，吸收了日本和美国的经验。目前正在全面应用开发远程信息处理技术（Telematic），计划在全欧洲建立专门交通（以道路交通为主）无线数据通信网，ITS的主要功能以及交通管理、导航和电子收费等都围绕Telematic及全欧洲无线数据通信网来实现。
中国在交通运输和管理中应用电子信息技术的工作早在20世纪70年代末就已经开始，交通部公路科学研究所与北京市公安局合作，首次在中国进行计算机控制交通信号的工程试验；80年代初，国家科技攻关项目“津塘疏港公路交通工程研究”首次在高等级公路上把计算机技术、通信技术和电子技术用于监视和管理系统；1986～1995年期间，国家在交通管理系统方面开展了一系列科学研究和工程实施，取得了多项科研成果，并开发生产了车辆检测器、可变情报板等多种专用设备，制定了一系列标准和规范。2008年，北京成功举办了举世瞩目的奥运会，建立了现代化交通指挥调度系统，对社会交通和奥运交通进行有效组织和精确管理，保证奥运交通和社会交通有序并行、和谐运转。该系统将视频监控、流量统计、车辆识别、事件检测、违法检测5种功能融为一体，在中国尚属首次。
1.2 干线公路智能交通存在的问题
国内智能交通管理与控制系统在理论和应用上已经取得了阶段性成果，但在干线公路上的应用还存在以下几方面的问题。
（1） 目前有关智能交通系统的研究主要针对城市道路，随着地区公路交通量的不断增加，干线公路同样出现交通堵塞和事故高发的问题，一旦发生交通意外，且得不到迅速处理和调控，影响范围会越来越大。因此，建立一套适用于干线公路的智能交通系统具有重要的现实意义。
（2） 部分交通基础设施不够完善。全国干线公路交通量持续增长，原有的交通基础设施越来越不能满足交通的需要。主要表现在标示标牌密度不足、规格尺寸不够、路径引导详细程度较低及先进性欠缺等方面。
（3） 交通管理水平仍然与发达国家、地区有一定的差距。缺乏传感器技术、电子控制技术等信息化、网络化现代科技手段，使交通管理机制不够科学、统一，导致交通管理决策的系统性、前瞻性、信息化程度不够，难以实现决策的预期效果。
（4） 智能交通控制与管理系统还未实现多层次、全方位，缺乏对整体交通状态的智能化处理，对于公众出行需要的交通信息服务水平不够高。
（5） 部分智能交通系统投入使用后未达到预期目标，交通堵塞、事故以及交通环境污染等现象未得到彻底改善，缺乏智能交通设施、人为交通管理以及道路本身之间多角度的系统的综合联动。
2 干线公路交通监控系统及设置建议
交通监控系统是公路管理系统所必需的现代化信息专用网络，通过对采集的交通信息进行实时分析、处理和预测，采取有效的交通控制手段，预防可能发生的交通事件、事故和阻塞；当出现突发性交通事故或道路环境变化而导致交通阻塞时，通过系统及时发现并采取有效措施进行缓解和排除，以防止对路网交通产生更大的影响，进而实现对公路的流量调度和安全保障。本文结合河北省干线公路不同路段的特点，从总体上对交通监控系统进行设置，具体设置方法如下。
（1） 在干线公路与次干线公路交叉口及城市出入口处设置交通监控系统，数据采集采用被动式红外线检测器。由于交叉口处交通流不稳定，应用视频图像交通事件检测系统，设置摄像头[9]。
（2） 在交通状况整体较差的路段设置监控系统，对已建成或近期内不会扩建且重载交通少的干线公路，安装线圈感应检测器；对正在建设或者将要改建的公路，设置超声波检测器；在道路较宽或者车流量较大的干线公路及电子收费与自动货车称重等需要根据车辆长度确认车辆的路段，设置微波检测传感器；由于路段交通相对平稳，建议建立运用Kohonen神经网络方法的交通事件检测系统。
