利用交通信号灯智能化控制解决交通治理难题

杨培旭 邢海波 淳于洋 王珠磊

摘 要：近年来，各种技术的发展与进步让交通管理智能化具备了技术基础。通过交通管理智能化，可以为缓道路交通治理难题提供支持。文中，主要就如何利用交通信号灯智能化控制解决道路交通治理难题进行了探讨。

关键词：交通信号灯;智能化控制;交通治理

近年来，随着大数据、云计算、人工智能等新兴技术的发展，让交通管理智能化成为当前的热门话题。道路交通信号灯作为城市交通管理的重要设施之一，对于规范道路交通秩序、提高道路通行效率、减少交通事故发生起着重要作用。如何将这些新兴技术运用到交通信号灯控制领域，使交通系统在区域范围内具备感知、互联、分析、预测、控制等能力，充分保障城市交通安全，提升交通运行效率和管理水平，成为摆在公安机关面前的一项重要课题。2020年，鹤岗市公安局在市委、市政府的坚强领导下，在省、市发改委、财政部门的大力支持下，以“科技强警”为主导思想，充分利用亚洲开发银行贷款，开展全市智能交通项目建设。笔者通过对2020年鹤岗市城市智能交通项目建设中对信号灯控制系统智能化应用的相关经验，对解决道路交通治理难题提出对策建议。

1 现状与需求

据统计，全国交通信号控制路口数量约为30万个，全国有26个城市的市辖区交通信号控制路口数超1 000个。随着交通信号设施建设力度的不断加大，引发的社会各界关注度也随之增高。交通信号灯设置不规范导致通行权冲突、信号灯配时不合理导致行人通行得不到保障、连续信号灯控制路口不协调导致车辆连续遇到红灯停车次数增多、信号灯联网率和智能化水平低导致缺乏感知无法区域控制等等问题日益突出。

受历史原因和传统经济社会发展滞后的影响，交通信号灯控制能力相对薄弱。因城市道路交通路网的主路长、路口密、行车多，机动车和行人通行不规范，商超、公园、会议中心、机场、火车站等重要交通吸引点位车流瞬时爆发式增长，致使交通信号灯应对交通管理捉襟见肘。同时，不同品牌信号机无法互联、联网率低，各个路段、辖区各自为政，区域均衡控制难以实现。采用定周期配时方案时，配时周期时长、相位不合理，不同时段采取相同配时方案，过度使用多相位、大周期信号控制。交通流量监测设备设置率和完好率低，缺乏“感知”，无法“智能”。

2020年，公安部下发《关于进一步加强城市道路交通信号灯控制工作应用的指导意见》，鹤岗市副市长、市公安局党委书记、局长徐连斌同志高度重视，亲自做出批示：“要着力提升鹤岗市交通信号灯智能化控制能力，融合新技术，打造全国领先水平，为城市经济社会发展和人民群众出行营造有序、安全、畅通的道路交通环境”。

2 对策建议

2.1 推进信号联网联控，实现控制系统提质升级

“联网”是实现交通信号控制参数的远程调整、路段及区域协调控制等“联控”的基础条件。只有加快推进交通信号控制设备与信号控制系统中心平台之间的联网，充分考虑交通信号机安装时的兼容性，保证信号控制系统接口标准化和开放，满足集成和协同需求，才能有效推进城市各区域信号控制系统的统一管理和跨区域统筹优化。

要保证联网后的信号灯最大程度解决道路交通难题，还应升级完善交通信号控制系统，深度融合大数据、深度学习、云计算等先进技术，提供满足不同场景信号控制需求的系统功能，通过大数据分析，集成单机固定周期使用、感应控制、联网协调控制等运行模式。针对瞬时车流剧增情况，要积极应用人工智能等新技术，完善面向各类交通場景的信号控制方案优化算法模型库，加强算法迭代更新，实现信号控制方案的智能优化和匹配。通过智能化，满足不同场景下的交通控制需求。

2.2 规范完善信号控制设施，提升系统智能化水平

完善信号机功能，提升信号灯系统智能化水平。要积极升级改造或更新交通信号控制机，不断完善智能化控制功能，满足感应控制、实时优化、行人过街保障、公交信号优先、可变车道信号调整等多类型应用需求。同时，要提升信号控制设备故障自动监测和报警能力，实现设备故障的及时发现和快速处置，提高设备维护效率。

加强交通监测设备建设及应用。要结合当地实际，考虑天气、是否需要破坏路面、检测稳定性和安装维护情况选择合适的检测设备，目前主流检测设备包括：线圈检测器、视频检测器、微波检测器、地磁检测器，建议使用检测器时充分发挥不同交通检测方式的技术优势，形成组合效益，精准采集交通流量、排队长度等多源数据，为交通信号控制实现感应控制、自适应控制提供数据支撑。

强化数据融合应用，融合交通检测设备、交通监控系统、互联网出行平台等多源交通数据，运用各类数据的特点和优势，对道路交通运行状态进行动态监测、诊断和预警，支撑信号控制策略和方案的优化，评估和反馈优化效果。同时，融合交通诱导设备和行人闯红灯抓拍设备，利用诱导装置保证驾驶人对路况先知先觉，通过行人闯红灯抓拍设备改善行人对交通信号的阻碍。

2.3 制定信号控制策略方案，推进信号控制精细化

规范交通信号灯设置，要根据道路通行条件和交通流控制需要合理选择信号灯组合形式，根据道路等级和路口规模选择相应的信号灯灯盘规格，面积较大路口可设置多组信号灯。同时，针对信号灯被遮挡、受霓虹灯干扰等问题，要积极协调园林绿化、城管执法等部门，通过修剪绿化、优化广告牌设置、清除干扰光源等措施，确保信号灯具有较好的视认性。

充分发挥多时段、多方案控制的基础性作用。要根据道路交通流早晚高峰、平峰、夜间及过渡时段的变化规律，精细划分控制时段，设计符合各时段交通流运行特点的配时方案。合理设置信号相位、相序、信号周期、绿灯时长和绿灯间隔，灵活采用搭接相位、迟开早断等相位设计方法，使放行方式、时间分配与交通流需求相一致。

保障不同交通参与者通行权益。合理设置非机动车、行人相位和绿灯时间，减少机动车与非机动车、行人冲突，保障非机动车、行人通行权益。完善路口导流线、转弯导向线、车道指示标志、隔离护栏、非机动车通行区标线、行人安全岛等设施设置，减少机动车、非机动车和行人的相互交织或冲突。

2.4 建立完善工作制度机制，加强信号控制运维管理

建立由管理部门、维护单位和路面执勤民警共同参与的信号控制设备巡查、维护机制，明确各方职责，并完善信息报送、任务分配、进展跟踪等规范化工作流程。要双管齐下，采用视频巡查和现场巡查发现信号灯配时、显示、联网、故障和损坏问题。确保交通信号控制设施、交通检测设备与道路工程建设同步设计、同步施工、同步验收等工作机制，明确公安交通管理部门参与道路工程建设立项、设计和验收阶段的方式。

参考文献：

[1]张本烁.电子信息技术的智能化应用——以交通信号灯控制为例[J].中国科技投资，2018（4）：257+354.

[2]徐玲.电子信息技术在智能交通信号灯控制中的应用[J].百科论坛电子杂志，2020（9）：197.

[3]徐玲.计算机在交通信号灯智能控制系统设计中的应用[J].百科论坛电子杂志，2019（15）：605.