基于智慧交通的高速公路拥堵缓解技术研究

基于智慧交通的高速公路拥堵缓解技术研究

郑晓铮 

河北古行工程设计有限公司   河北省石家庄   050000

摘要：随着我国经济的快速发展，人们的生活水平都有着质的提高，私家车的数量也越来越多。智慧交通作为一种新型的交通治理途径，能够在很大程度上推动绿色交通、安全交通、便捷交通的发展，帮助传统的交通治理模式实现升级与转型。基于此，本课题以作为案例研究的对象，重点分析了城市交通拥堵问题，站在智慧交通视域之下尝试优化与解决问题。

关键词：拥堵治理；传统改善；智慧交通

引言

随着社会发展跨入小康进入富裕阶段，市民多元化诉求日益显现，交通需求进入快速变化期，对交通服务品质提出了越来越高的要求。城市交通运行关注度不断提高，小汽车以年均15%同比高速增长带来主城区拥堵程度加剧，范围扩大；电动车、摩托车随意穿行造成安全隐患，影响交通通行效率等，所有这些均会降低居民幸福感，并增加社会和环境成本。

1高速公路交通拥堵概述

当前，通常对交通拥堵定义指的是交通供给不能满足交通需求导致车辆行驶速度突然降低、车辆排队时间增加等交通现象，即车多拥堵、车速减缓、时而停车，而这样情况通常会出现在每个城市的节假日和上下班时间或者交通事故发生路段。然而。交通拥堵具有很强的主观性，各国对其理解也不尽相同，比如在某二线城市的拥堵情况其在北京城区并不一定属于拥堵，因此交通拥堵的严重性也会根据人或事而产生很大差异。所以，在不同国家不同区域不同群体中，交通拥堵的界定和评判标准都会有所不同。美国明尼苏达州专家表明：工作日的车辆在高速公路行驶的平均速度未达到45km/h时，该路段就会判定为交通拥堵状态；加拿大蒙特利尔专家表明：如果车辆以25km/h以下的速度驶入一个排队等待队列，但它以60km/h的速度驶出排队队列则被判定为交通拥堵；韩国高速公路局（KHC）指出：如果一条道路连续10天以上每天至少有两小时车辆行驶平均速度在30km/h以下将被判定为交通拥堵。国内对交通拥堵的判定通常是根据交通参数指标或者交通拥堵指数采取分析。

2造成高速公共拥堵的主要原因

2.1超出设计能力的拥堵

随着汽车保有量增加，人民出行自驾方式的偏爱，加之经济发展物流业的快速增长。高速公路通行的车辆越来越多，而部分高速公路的建设早，在设计之初远远低估了如今的运量需求，造成了部分高速公路网的不堪重负。

2.2道路维修和施工造成拥堵

首先，高速公路由于大货车超载、交通事故、养护绿化等原因的需要，需要定期保养和事故维修。维修过程中需要占用行车道，影响来往车辆通行，极容易造成局部拥堵。其次，大面积封闭道路维修和桥梁建设，对部分路段的封闭或者改道绕行，也进一步加剧了部分路网的拥堵。4.恶劣天气的拥堵。随着工业的发展，气候的变化，雾霾天气的增多，造成高速公路封闭，加剧了高速公路服务区、高速公路入口等拥堵情况的出现。同时，恶劣天气的也会造成高速公路行驶中的车辆车速降低、道路安全事故频发，也会导致交通拥堵现象出现。

3智能交通及其在高速公路拥堵缓解中的技术应用

3.1智能交通智

能交通是智能化技术在交通领域的深度融合应用，其是将先进的信息技术如物联网技术、云计算技术、人工智能技术、自动控制技术等引入到交通领域，对高速公路中的车辆、车道、车流、突发事件等数据进行集成、共享与智能化分析，全方位支撑高速公路的高效管理。在智能交通平台的支持下，高速公路的车辆行驶信息、驾驶人员信息、运输货物信息以及车流信息等均能够实时反映高速公路不同路段的现实通行情况。在信息实时收集汇聚与共享的基础上，依托人工智能技术与自动控制技术对高速公路的各类数据进行智能化分析与预测，并对高速公路的各类资源如监控设备、预警设备等交通基础设施进行高效调度，更好地发挥高速公路各类资源的协同能力与工作效能。

3.2主流智慧交通平台

在公路拥堵缓解中的应用当前国内主流的智慧交通平台如高德智慧交通公共服务平台、百度交通智慧交通平台等均是依托于电子地图以及实时监测的高速公路车流量信息等，以可视化呈现方式在电子地图上实时、动态展示高速公路的拥堵情况，以便通行人员及时掌握行车的拥堵状况。主流智慧交通平台在公路拥堵缓解中的应用主要依据通行人员的GPS数据、高速公路不同路段的车流监控数据以及高速公路应急处置机构或通行人员实时上传的特定区域交通事故数据等。在各类数据的综合分析下，高速公路的实时交通运行态势可以得到较好的监测与预演，为通行人员提供诸如实时拥堵指数、拥堵里程、预计通行时间等数据，出行人员可根据上述提示科学规划出行方式与出行时间。主流智慧交通平台的研发为智能交通在高速公路拥堵缓解中的应用指明了具体的方向，也为高速公路管理部门科学管控交通流量、优化资源调度、精细化管理通行状况等提供了应用参考。

3.3高速公路车流量实时监测

高速公路车流量监测是高速公路交通拥堵缓解的重要环节，也是高速公路交通拥堵智能化缓解与应对的重要前提。对于高速公路而言，恶劣的天气状况、特殊的时间节点（早高峰或节假日等）均会导致高速公路出现拥堵现象。前述传统高速公路车流监测的传统方式中，无论是人工方式还是自动化方式，实时监测的应用深度均不足，尤其是人工方式下的车流量实时监控多依赖于不同路段的视频监控设备以及组建的视频监控中心，并以人工目视的方式发现高速公路中的拥堵现象、拥堵部位等，在层层的审核后再开展应急调度，无法为高速公路中的通行人员提供实时的拥堵预警。智能交通平台借助高速公路上架设的各类监控设备、传感器设备以及通行人员移动智能手机自带的GPS定位功能等实时收集高速公路上通行车辆的流量情况，实现对高速公路车流量的实时、精准监测。

3.4高速公路交通运行特征挖掘

在高速公路车流量实时监测的基础上，智能交通平台依托数据挖掘技术、深度学习技术等对高速公路的交通运行特征进行快速、智能地挖掘，分析得出高速公路交通运行的一般性规律，为高速公路交通拥堵过程模拟等奠定基础。利用数据挖掘算法提取高速公路交通运行特征，可根据不同时间段、不同路段以及高速公路不同等级，依托聚类分析法等数据挖掘算法挖掘出上述时间与空间重叠下的交通运行特征，从而将高速公路拥堵情况按照时间与空间分类为不同的交通运行场景，进而为高速公路不同路段打造出兼具一般规律与个性特征的交通运行模式库。在具体应用时，利用物联网以及GPS定位系统动态监测高速公路的车流量，结合不同时间段以及不同空间路段的高速公路交通运行模式库，分析当前高速公路交通运行状况下的个性特征，以便基于此个性特征进行高速公路拥堵过程的精准模拟与推演。

结束语

伴随社会经济发展，各大城市积极推动城市化建设工作，我国政府高度重视城市交通建设情况，积极推出各项政策及通知，围绕建设交通强国总体目标，科学建立现代化数字交通网络，实现城市交通的数字化及智能化。

参考文献

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