付宇孫曼琦彭博

（1. 重慶交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶 400074；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，湖北武漢 430000）

物聯(lián)網(wǎng)下可變潮汐車道桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)

付宇1孫曼琦2彭博1

（1. 重慶交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶 400074；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，湖北武漢 430000）

針對城市中或城市間不斷出現(xiàn)的潮汐現(xiàn)象，分析現(xiàn)狀潮汐車道優(yōu)缺點(diǎn)及物聯(lián)網(wǎng)下潮汐車道控制實(shí)施條件，我們提出一種新型全自動(dòng)潮汐車道桿。研究車道桿設(shè)計(jì)思路、規(guī)格；建立判別標(biāo)準(zhǔn)；通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)利用道路監(jiān)控設(shè)備和中央處理端進(jìn)行車輛檢測及控制車道桿變化；建立相應(yīng)的交通運(yùn)行組織方案；最后通過優(yōu)化仿真進(jìn)行可行性分析，數(shù)據(jù)表明，所設(shè)計(jì)潮汐車道桿可更安全、高效地解決交通流的潮汐現(xiàn)象。

潮汐現(xiàn)象 物聯(lián)網(wǎng) 車道桿 交通組織方案

隨著城市規(guī)模擴(kuò)大、私人汽車保有率不斷增加，逐漸形成了以CBD為中心的放射性路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使得越來越多的路段出現(xiàn)潮汐性交通堵塞，單純的依靠修建基礎(chǔ)設(shè)施并不能“高性價(jià)比”的解決此類問題，故潮汐車道應(yīng)運(yùn)而生。

針對此類問題，本組著手于建立動(dòng)態(tài)交通設(shè)施，設(shè)計(jì)研究了一種新型潮汐車道桿，該交通設(shè)施可有效解決雙向交通流不對稱問題，充分利用和挖掘既有的城市道路資源。

1　國內(nèi)外潮汐車道應(yīng)用現(xiàn)狀

控制方式：方式1：荷蘭采取了DRM系統(tǒng)［1］，控制人員于道路區(qū)域，通過手持遙控器控制指示屏，應(yīng)用動(dòng)態(tài)標(biāo)志來變換車道，提示車輛進(jìn)行潮汐區(qū)分。方式2：深圳新洲路實(shí)施“潮汐車道”智能控制方式：采用信號燈指示、固定時(shí)段切換的方式。

此兩地區(qū)采用的建立潮汐車道來解決車輛潮汐現(xiàn)象的方法為最初級別，潮汐車道方向切換方式簡陋，缺乏安全性，使駕駛者不易區(qū)分。

2　全自動(dòng)潮汐車道欄設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

表1　

本系統(tǒng)依據(jù)當(dāng)?shù)氐缆窏l件，首先將潮汐車道桿修建在欲施行潮汐車道兩側(cè)；利用車輛檢測技術(shù)檢測雙向車流并通過有線/無線傳輸至互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)空間；再通過中央處理器進(jìn)行處理；將判斷結(jié)果再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)輸入到控制機(jī)來進(jìn)行車道桿升降和燈光提示，形成物理隔離設(shè)施，以及控制顯示屏上信號燈的變化；以完成車道變換［2］。即裝置聯(lián)網(wǎng)［3］，自動(dòng)識別，自動(dòng)調(diào)整。

2.2系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

2.2.1車流量讀入檢測模塊

本系統(tǒng)采用電子監(jiān)控設(shè)備或安置信號機(jī)為媒介（數(shù)據(jù)錄入終端），采集實(shí)時(shí)道路交通狀況畫面。

2.2.2中央處理判定模塊

（1）處理：將采集畫面?zhèn)鬏斨林醒胩幚斫K端，應(yīng)用Opencv編程技術(shù)、灰度理論原理，對畫面進(jìn)行分析、處理，轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整；（2）判定：根據(jù)美國交通工程師協(xié)會(huì)推薦的潮汐車道設(shè)置條件第二條：流向條件 重交通流的流量方向分布系數(shù)最低為2/3［4］。

2.2.3車道設(shè)計(jì)模塊

（1）規(guī)格如表1所示：本車道桿通過網(wǎng)絡(luò)，與中央處理端進(jìn)行連接，以便實(shí)時(shí)進(jìn)行車道變換；相鄰車道桿間距200cm；（2）安放：車道桿采用可升降裝置，沿路面車道線挖出存放空間進(jìn)行放置；（3）增添設(shè)備：可控LED燈、自動(dòng)感應(yīng)裝置。

2.2.4標(biāo)志標(biāo)線標(biāo)牌模塊

根據(jù)《道路交通標(biāo)志標(biāo)線》（GB5768-2009），結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)如下：（1）LED指示牌：采用綠閃、綠箭頭、紅叉三合一單面指示屏。在潮汐車道起終點(diǎn)和相應(yīng)路段適當(dāng)位置均應(yīng)布置指示標(biāo)志；（2）預(yù)告標(biāo)志：在可變車道交叉口直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)方向路段均應(yīng)設(shè)置提示標(biāo)志，提示前方轉(zhuǎn)入道路的使用情況。

2.2.5交通組織方案模塊

平時(shí)車道正常運(yùn)營時(shí)，應(yīng)為一側(cè)車道桿升起且另一側(cè)車道桿降下的狀態(tài)?？勺冘嚨赖慕M織管理分為兩部分：

（1）清場：當(dāng)系統(tǒng)判定應(yīng)進(jìn)行車道變換時(shí)，潮汐車道起終點(diǎn)指示屏均變?yōu)榧t叉狀態(tài)，以表示當(dāng)前此車道禁止入內(nèi)，同時(shí)車道桿上LED燈組閃爍黃燈，提示車輛盡快駛離此道路。隨后，降至車道面一側(cè)的車道桿由現(xiàn)潮汐車道車輛行駛方向由起點(diǎn)向終點(diǎn)依次升起，完成兩側(cè)車道桿均升起后，等待2-5分鐘，保證清空車道內(nèi)所有車輛。

（2）入場：對側(cè)車道（流量較大方向）車道欄可同時(shí)緩慢降下，相應(yīng)方向指示屏變?yōu)榫G箭頭，提示車輛可以駛?cè)氪说缆?，以完成車道變換。本文可變車道核心切換方案如圖1所示。

3　結(jié)語

本文提出基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下潮汐車道的動(dòng)態(tài)控制方法，在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支持下，可以確保交通流的實(shí)時(shí)性與精確性；將道路實(shí)況信息傳輸至中央處理端后，通過閾值判斷標(biāo)準(zhǔn)，提前獲取交通需求信息。

可變車道控制方法是解決潮汐擁堵問題的有效手段，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。通過建立道路基礎(chǔ)設(shè)施的隔離方法，更保證了車輛行駛時(shí)的安全性。本文提出的方案具有較強(qiáng)的移植性，可適用于各類潮汐現(xiàn)象明顯的車道，具有良好的應(yīng)用前景，對緩解早晚高峰交通擁堵具有重要的參考意義。

［1］張國華.關(guān)于城市道路潮汐車道的設(shè)置研究［J］.交通科技，2012（3）：116-119.

［2］邵春福.交通規(guī)劃原理 ［M］.北京：中國鐵道出版社，2004.

［3］施麗莎.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能交通標(biāo)志［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2015（3）：40-41.

［4］吳兵，李曄.交通管理與控制［M］.北京：人民交通出版社，2009.