高速公路局部拥堵解决方案

责任编辑．马杨　高速公路局部拥堵解决方案　浙江金基电子技术有限公司任洪宝房根发　通过高速公路局部拥堵路段的解决方案，集合各高速公路相　关产权单位的交通流量数据、监控数据、信息发布为统一的指挥　平台，对拥堵路段事先做出预报。通过对交通拥堵疏导策略的应　用，对进入该路段的车辆进行合理分流，减少高速公路交通事件　发生，提高高速公路交通运输的综合效益。　存在问题　近年来各省高速公路智能交通系统发展形势良好，不论在信　息化平台建设，在硬件设施和软件系统的投入，还是在科学管理　的研究方面，都取得了很多研究成果。但目前智能交通疏导仍存　在的问题如下：　（１）对交通流量分析和疏导只能够做到实时ｌ生，缺乏预见　性，不能做到及时预报和采取主动提前分流措施。　（２）备高速公路公司的监控系统各自为政形成信息孤岛，　有关数据不能够相互调用，造成局部地区乃至全省的监控指挥系　统没有正真实现联网联动。　（３）交通堵塞现象严重，尤其以杭州为中心的浙江北部经　济发达区域，随着交通流量逐年上升高速拥堵现象更加明显。沪　杭甬高速公路钱江二桥区域（大井至红星）、杭金衢高速公路新　岭隧道区域（浦阳至直埠），最高日车流量超过７万辆，成为长　期拥堵路段；流量最大收费站是沪杭甬的大云、杭州、德胜收费　站和杭金衢的萧山东、次坞收费站。由于缺乏周围的高速公路路　网联网、联动指挥系统，及时疏导交通堵塞现象难于解决。分析　出现拥堵现象的主要原因有：　早期高速公路建设设计滞后；　交通流量的潮汐现象所产生；　恶劣的气象条件造成车流量　慢；　交通事故引发交通拥堵；　道路维护造成车辆通行不畅；　信息孤岛现象；　造成现有的系统功能不全。　解决方案　以杭州区域及周边的高速公路为例，组成区域智能交通疏　导指挥控制网络，包括杭金衢、沪杭甬、杭州绕城、申嘉湖杭、　杭宁、杭浦高速公路，在实施中需要引进联通等无线宽带组网技　术，联合交通领域的大专院校，整合相关高科技产品，对现有的　机电系统及监控软件进行升级改造设计，建立统一的交通监控疏　导指挥平台，全面提升高速公路智能交通应用水平。　一、对区域路段交通数据的调查　（一）对区域地区交通流量调查　开展对区域地区中的杭金衢、沪杭甬、杭州绕城、申嘉湖　杭、杭宁、杭浦高速公路区域路网一年来的车流量调查。分析拥　堵地段与几条高速公路沿途备出入口的车流量之间的时序逻辑关　系，设计交通拥堵与路网车流量之间的数学模型。为主动对高速　公路沿途车流量进行疏导制定控制策略，解决由于车辆行驶的潮　汐现象和道路养护过程中，所产生的交通流量不顺畅的问题。　（二）数据采集设备和信息发布设备调查　对车流量数据采集、交通信息发布和交通流量控制，是由　车流量监控系统和信息发布系统组成，目前其设备位置只在高　速公路内部，难于在路网形成智能交通格局。车流量数据需要　对上、下行道路进行全部段面采集，才能让足够多的车流量数　据产生，使数学模型中对交通控制起到作用。通过对相关设备　的调查，增加部分车流量检测器和信息发布设施，有的信息指　示牌需要安装在高速公路外围的国、省道才能够起到对车辆提　示、分流的作用。　二，引进移动通信网络相关技术　一套完善的高速公路智能交通疏导指挥系统功能需求是多　方面，涉及到科学技术重多，在实施过程中主要是由备类先进的　电子设备集成和强大软件系统做支撑。单靠高速公路管理机构本　身的技术力量难于完成，方案中将引进移动通信网络相关技术。　建立３Ｇ无线移动专网技术，解决部分视频、信息数据采集、信息　发布、报警手机定位和视频会议的个人视频会议终端。　（一）无线数据采集、发布技术　技术＜ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　由于在新增加的数据采集、信息发布的部分设备，周边地区　没有光纤资源，可以通过３Ｇ无线移动专网传输解决。　（二）无线呼叫对讲系统　目前有关公司的无线呼叫对讲系统是无管会提供的空中无线　频道，该信号在隧道内部、桥梁下端和山角下会产生通信盲区，　呼叫对讲不通畅。采用联通提供的专网组成系统，可以保持达无　线呼叫对讲系统无盲区。　（三）巡逻车配置车载系统　车载系统可以使用联通公司技术，将ＧＰＳ全球定位、视频图　像、呼叫对讲整合在一起，解决车载设备通信有一个通道实现。　（四）报警手机定位　当出行者在高速公路行驶过程中发现交通事件，通过手机向　１２１２２报警，手机的在高速公路位置通过手机报警定位技术加以解　决。（需要通过交警ＮＩ＇Ｕ申请）　（五）建立视频会议个人终端　由于特殊原因某些路段同志外出，但是有需要参加会议，可　以通过无线移动专网、视频会议信息平台参加。　三、深化利用现有的技术　（一）二义性物联网数据对车流量数据应用　浙江省在全国首先使用二义性路径识别系统，对各路公司　收费进行合理拆分，二义性路径识别系统是典型的物联网形式，　目前功能使用单一，只是经过本路段的复合卡进行基站代码的写　入。在项目设施过程中将扩大路径识别系统的功能，将收集系统　断面上的车流量数据引入到数据库，补充路面车流量检测器的取　值量，提高车流量数据采集的精度。　（二）ＧＰＳ信息的获取和利用　根据交通部规划要求，化学危险品车辆、运营大客车陆续安　装有ＧＰＳ全球定位系统，将驶入高速公路Ｉ￣ＪＧＰＳ信息收集到监控中　心的数据平台中，将车载ＧＰＳ的信息和运行轨迹数据在ＧＩＳ地图上　显示，凡是在运行过程中车辆缓慢行驶和停止，预示该路段发生　堵塞现象，监控指挥平台自动提示指挥员对该路段的异常『胄况进　行监控。　（三）视频采集分析技术的利用　在高速公路事故多发和捅堵地段增加摄像机，在一段区域内　形成全程监控，密切观察路段的交通状况。在特定路段、桥梁、　匝道安装视频事件检测设备，对此类地区路段发生的抛洒物、交　通事故、逆行车辆、停车、行人等特殊现象进行自动侦测报警。　四、建立统一交通疏导指挥平台　（一）视频管理综合接入技术　目前各公司的视频数据，主要采取模拟信号，为对视频数据　的统一调用，在监控分中心，通过视频服务器将模拟信号转换为　１１６Ｗ中国交ＷＷ　｛　１　２　２　视频数字信号，打通模拟信号调用接口不兼容瓶颈。　（二）车流量拥堵预报数学模型　交通流运行状态的定性、定量特征及其随时间、空间变化　的规律称为交通流特性，反映交通流特性的物理量称为交通流参　数。交通流参数分为宏观参数和微观参数两大类。宏观参数主要　描述交通流作为整体表现出来的特性，包括交通流量、车辆速度　和交通密度。观参数用于描述交通流中彼此相关的个体车辆之间　的运行特征，如车头时距、车头间距等。　建立车流量拥堵预报数学模型，就是把采集到的离散数据，　通过数学模型进行运算，提取出相应峰值，对特定路段预估ｌ小　时或半小时达到的车流量，起到对交通流量提前分流的目的。　（三）ＧＩＳ地理信息监控地图　ＧＩＳ地理信息监控地图，可以把高速公路沿路的各类相关设　备定位在地图上，将各类设备所采集到的数据，信息发布内容显　示在地图上。可以将高速公路道路养护的信息预先记录，根据车　流量和养护等数据，将某段高速公路拥堵和封闭情况，自动通过　颜色的变化来表示。　（四）通信拓扑结构　高速公路通信系统由三个层次组成。第一层次现场的数据采　集和发布由设备就近组网，将相关信息通过光纤网络或３Ｇ无线通　信路网，接入备管理处的监控分中心；第二层将各管理分中心的　监控数据，通过光纤网络接入备高速公路的监控中心；第三层次　将各高速公路监控中心的监控数据，通过光纤网络接入路网区域　监控中心。　（五）统一的交通疏导指挥平台建立　交通疏导指挥平台指挥功能，通过编制备阶段所需要采取的　交通控制策略，启动交通控制策略。对采集到的交通数据进行分　析，对交通信号、信息发布内容实行有效的控制；要达到上述目　的，需要对各路公司的有关设备协议和软件控制接口进行升级改　造，使之达到相互兼容的要求。　ｌ、数据处理和指挥控制平台作用　项目系统的技术路线以数据采集和指挥控制平台为核心，设　计交通指挥控制策略。指挥控制平台将道路车流量、突发事件和　道路养护维修等信息收集在一起，利用计算机强大的功能，让交　通动态信息数学模型对采集的数据进行运算，启动预先植入的交　通控制策略措施，对交通流量进行自动疏导。　２、交通数据采集技术作用　数据采集是智能交通的关键，如果现场采集不到相关多的数　据量，信息平台将威为无源之水，控制策略也就无从实现。数据　采集主要由车流量检测器、激光测距仪、二义性路径识别系统、　车载ＧＰＳ、以及视音频手机报警、视频事件检测、路侧摄像机等　责任编辑马杨　交通数据　信息采集　视音瓤　信息采集　披据处理　指挥平台　信息发布　交通控制　处置策略　高速公路交通指挥功能流程图　设备组成。　调，才能够让不同利益体共同参与和建设。　３、信息发布系统的作用　通过上述的关键技术路线，在对交通指挥控制处理启动后，　（二）交警路政部门参与　在区域路网智能交通系统实行监控系统路网、联动，需要采　集各项数据进行分析，如化学危险品运输车和运营大客车的ＧＰＳ　备相关路段和外围的信息发布设备，关键交通处理控制预案，各　处交通信号、情报部和指路信息屏变化内容，交通广播、手机短　信广播发生该路段的信息，起到对出行者预告的作用。　首先，实现路网交通的自动判断和控制，通过对实时交通　数据的分析预测一定时间内的交通情况，借助分布在路上的情　报板等信息前端，向公众发布交通预告及措施，一定程度上缓　解拥堵点时段的交通压力，为公众出行提供预先判断的依据，　从时间、路线上都给公众相应的参考数据，从而减少公众出行　遇堵的机率。　４、控制与指挥　定位系统信息资源、和手机报警定位系统数据，掌握在路政和交　警部门。在区域路网智能交通系统项目中，需要有路政和交警部　门共同参与才能共享此类数据信息。　（三）产学研共同研究　区域高速公路路网智能交通试点项目，涉及到门类众多信息　化新技术、交通控制新技术、物联网新技术和数学模型的建立，　单靠高速公路管理单位一家难于解决，在项目实施过程中需要走　产、学、研的路子，结合各家掌握的技术共同制定科技创新方　案，通过共同开发使项目达到预先设计效果。　方案实施过程中需要对某些机电设备进行升级改造，需要相　关ｆｊ勺厂家研发单位共同完善原有ｆ　机电设备功能。如目前二义性　路径设备系统只对复合通信卡写入基站代码和通过时间，还需要　完善对通过的车流量统计功能。　交通控制指挥和应急情况处置，在发生和即将发生区域性　交通堵塞的情况下，通过高速公路管理者的直接干预下，利用路　段、服务区、入口收费广场实现处理等待，在发生重特大交通事　故使封闭交通，由就近匝道进行分流。高速公路交通指挥功能流　程如图所示。　五、协调机制　高速公路区域路网智能交通疏导系统试点项目，是一项涉及　结束语　高速公路局部拥堵路段智能解决方案，利用现代网络信息技　术和丰富的智能交通设备，通过对相关产权单位监控数据的集中　整合，建立起相对统一的疏导交通的信息化平台，对即将发生的　交通拥堵现象实现预报，对进入该路段的车辆进行合理分流，提　高高速公路交通运输的综合效益。　到多个高速公路路网联网、联动和相关政策的配合才能够完成。　（一）政府主管部门协调　由于局部地区高速公路智能交通疏导系统，涉及到多家产　权单位，彼此在监控业务上联系不紧密，仅靠某一个单位力量来　协调难于实行，为此需要政府交通运输主管部门参与进行总体协