城市交叉口群交通动态协调控制方法的总结和研究方向

国内外学者针对交叉口群交通管理与控制问题进行了广泛的探索，提出了多种交通控制子区/交叉口群的范围界定方法、交通运行状态识别、交通控制策略及配时参数优化调整算法，有效缓解了城市路网的交通拥堵。为更具针对性地在交叉口群交通关联特征的指导下分析交叉口群交通拥堵的产生机理，并从路径优化的角度研究交叉口群动态协调控制方法，应从以下五方面对既有研究加以深化:

第一，区分控制子区与交叉口群的差别，以交叉口群作为城市中心区网络控制系统的协调单元。既有的分布或分层式区域交通控制系统一般将路网划分为若干个控制子区，各控制子区采用不同的配时参数，但控制策略大体相同。交叉口群概念的提出是为了避免若干个关联交叉口引发的交通阻塞对路网整体运行效益造成负面影响，交叉口群范围的界定需以网络瓶颈的预识别为前提，范围的边界可由路段的关联特征确定。此外，由于交叉口群中某个交叉口交通信号控制方案的调整往往会影响到相邻若干个交叉口交通流的运行状况，各交叉口群的控制策略需要因地制宜，重视局部路网结构及各个交叉口的特性，避免策略的僵化。

第二，依据交叉口群网络中的车流运行特征，判断上、下游交叉口的动态关联性。既有研究已经认识到交叉口群的关联特征不仅受交叉口间距的影响，还与车流分布特征、信号控制方案等因素密切相关。虽然网络的拓扑结构是固定的，但系统中每个断面交通流和交通体的状态都在时刻变化之中，车流分布特征、信号控制方案等因素表现出随机性与动态性，因此交叉口之间的关联特征也是动态变化的。虽然交叉口群与控制子区的本质与内涵不同，但动态控制子区的划分思路可以借鉴交叉口群的范围界定;交叉口群交通控制策略也需要依据交叉口间变化的关联特征做出相应的调整。

第三，以路径为协调控制单元，保障主路径方向车流的优先通行。将交叉口群作为整体进行信号协调控制已获得学者的认同与关注，但已有的交通控制策略主要以全局优化或关键交叉口整治为主，而没有从交叉口间的关联特征出发，以避免路段排队溢出、绿灯时间交叉口空放等负面现象为目标，寻找适宜的控制策略与方法。已有研究成果表明，交叉口群中存在决定交叉口群整体交通运行效果的关键路径，有必要对其进行优先控制。因此需要借鉴干线协调的优化思路，对由若干个连续交叉口及路段组成的路径的关联度、交通主流向识别及协调控制技术作进一步研究，以期对不同路径上的交通流量进行调整，实现网络负荷的均衡分布。(www.xing528.com)

第四，对交叉口群的通行能力充分挖潜，实现时空资源的同步协调。目前交叉口时空资源同步设计大多仅局限于单个交叉口，而未结合交叉口关联特性拓展至整个交叉口群。车道功能设计与信号配时的协同建模已得到了研究者的关注，并取得了一定的研究成果，但多个交叉口时间资源与空间资源同步协调设计的模型和方法由于其复杂性始终未能有所突破。以路径优化作为建模的前提可以充分考虑交叉口的关联特征并有效地简化模型，使时空资源优化配置方法更具有针对性，因此该方法值得进一步探讨。

第五，以动静态协同的交通信号控制优化方法避免交叉口群过饱和状态的发生。在针对交叉口过饱和状态开发的控制系统中，一般以通行能力最大为优化目标，采取固定的配时方案，实现车辆的快速疏散。而在非饱和及近饱和状态下，控制系统的优化目标、优化策略、优化方法等有诸多可选择的余地。每种控制策略与方法都有其控制优势、适用的交通状况以及适用环境的局限性等，如何根据不同的外部状况选择适合交叉口群的控制策略，如何使离线设计方案与在线调整方案相协调是交叉口群动态协调控制中必须解决的关键问题。