杨 宏（北京吉利大学 中国 北京 102202）

城市公路的发达程度是城市现代化发展水平的标志。在我国的大、中型城市高峰时段交通拥堵，都是普遍存在而且是难以解决的问题。北京、上海等一线城市的一些城区主干道几乎每天都是超负荷的，随着更多汽车的上路，城市交通拥堵会越来越突出的显现。道路拥堵增加了很多事故的机会，加剧了空气污染，影响着人们的心情和出行效率，也成为越来越严重的社会问题之一。

就北京市而言，近几年的道路建设发展是迅速的。众所周知，对于这样一个大都市，单独依赖于不断增加市区路桥建设解决城市道路拥堵肯定是不现实的，因为市区里每开辟一条新路以及城市轨道的建设费用是极其昂贵的。显然，我们有必要考虑其他的治理方案。分析目前现有道路，不难发现还存在许多影响道路畅通的问题。比如，一些路口设计的人车交叉；一些立交桥路仍存在不合理的设计；原有道路规划设计考虑不到汽车容量增长如此之快，存在设计单一等等问题，再加上我们的道路自动化水平和智能化水平都很低，这些都成为形成交通拥堵的诸多因素，直接影响着道路的畅通。面对现存的交通拥堵我们必须采取综合管理方案，将每个方面的因素统筹考虑，从不同的渠道解决交通拥堵问题。首先，对于交通设计而言，由于设计方案错综复杂，涉及到的交通因素诸多，而且各种因素互相作用，往往在设计时会出现许多矛盾，更增加了预见的难度。比如，洛克菲勒大学的人口学教授、数学家约耳·科恩[1]认为：网络上增加一条线路会增加驾驶时间以及不可预测的瓶颈效应。还有许多交通专家都认为增加公路的容量会牺牲交通系统的可靠性。这将提醒我们在道路交通改造过程中，必须关注一些交通元素之间的矛盾关系，有必要将设计方案选择适当的测试工具和手段进行预测，达到优化的设计和改善交通拥堵的目的。在交通设计的预测上，早在20世纪90年代世界各国的交通专家们已经获得了极为有效的成果。比如，使用计算机将交通中广泛分散的不同元素按不同的组织层次结合起来，模拟出不同设计方案的交通系统“实况”，将不同时间脉冲的“实时”图像加以分析，利用这种计算机“现场”模拟，来预测增加一架新桥或开辟一条新路是否能够到达预期的目的及方案的可行性，可以避免了计划实施以后的设计漏洞。由伯拉兹创建的这种方案称为交通分析模拟系统（TRANSIMS）[1]，由美国交通环保机构主持将该系统分别于1993年、1995年、1998年等多次运用到美国有关地域的交通设计改建方案之中，通过模拟提供给设计者各种结果，揭示出各种交通设计的“真实”状况，提供了各种形象生动的模拟效果，从而选择出最佳的方案。交通分析模拟系统仅仅是一种假想的探索和研发，有助于专家们在交通设计中发现意想不到的问题。

此外，随着物联网的实际应用，以车联网形式实现道路交通的智能化控制，是增加道路功能，改善交通供不应求，提高道路效率和通过能力的更有效方式。通过国外道路交通专家进行的试验[2]，对于一条通过能力为每小时2000辆的公路，装配了车联网自动化设备，可以实现自动引导车辆行驶，在这种情况下，该路的通过能力可达到每小时6000辆。这将提高公路的通过能力和容量3倍，可以节省出大量铺设新路或拓宽道路的资金，也提高城市道路的自动化水平，加快城市交流的流通速度。

实现公路自动化或智能化，世界各国在这一领域的尝试从未停止过。例如，由美国詹姆斯·亨·瑞林斯[2]在90年代末提出的具体的方案是在一段高速公路的上实现自动化控制，在汽车上安装一套电磁设备，用来检测嵌入路面的磁铁，使汽车经过磁铁时能转换为数字信息，用来反映自动化汽车的定位或指示汽车将要进入弯道行驶。此外，一种雷达或红外传感器可以用来探测障碍危险，同时可探测到前面的其它车辆，其摄像机与计算机相连还可以判别道路分界，通过这些设备来实现智能化刹车、驾驶、减速、保持合适的车速和车距。装在车上的数字无线电设备能与相邻的同样装有计算机道路管理设备的汽车相互通讯，在各自的显示器上显示汽车的有关控制信息。此外，实现自动导航驾驶还需要在线路上安装相关的设备。可以采取两种模式：限定道路模式——在所限定的道路或路段上只行驶自动驾驶的车辆；另一种是混合的公路模式——既有自动导航驾驶，也有正常驾驶的车辆共同占居公路。当汽车进入限定的道路模式的道路时，由汽车上的计算机系统提供信息，需要司机指定目的地；若汽车处于混合的公路模式，当司机要进入自动化驾驶时，必然要与装在线路的设备配合。若指定的路段上可以使用自动化控制，汽车就可以进入自动控制线路。具体进入可以利用一种专用引桥来引渡。当汽车接近该自动化高速公路的路口时，在入口处需要安装相应的传感设备，通过电子提问，询问车辆行驶的目的地，而后检查该车所适合的自动化设备的工作状态，若车经过了检查，司机将汽车开进自动化线路，引桥是从人工驾驶转换为自动驾驶的过渡路段。这时汽车档位将置于计算机控制，录入的所有车辆由专家系统迅速定位，使车辆与已在线路上运行的车辆保持协调一致。车辆之间互相通讯可分享有关交通信息，更多时候需用计算机显示路上的各种情况，起到监督作用，调节车速车距，使得自动化公路在任何时间内都时刻保持车流的平稳。进入到自动高速路的车流，既可以是独立驾驶，也可以根据需要编队行驶。车队行驶方式需用无线电通讯网紧密的联系在一起，通讯网能连续不断的交换有关速度、加速度、刹车、障碍等类似的信息，车队可容纳10～20辆自动化车辆，由于相互连接的媒介是通讯网，所以联接是动态的，可以组合也可以分开，根据交通条件和各自的目的地的需要而改变。车队之间的精确控制可以达到车间几米的距离。无论采用哪种方式，车辆都必须能保证驾驶自如，都必须能根据路面条件和控制设备的电子反应具有独立的刹车能力，防止前车因为突发障碍突然刹车而引起后车相撞。最后当这些车辆离开自动化公路回到正常行驶时，在撤离之前，还要在线路出口设标志，同时设有警报装置，来提醒司机将驶出自动化公路，恢复到人工驾驶过程。整个自动化的旅程结束。

随着近些年来汽车智能化的发展，汽车自动驾驶功能、汽车雷达安全等技术都得以实现。自动化公路控制需要许多技术和经济条件支撑，如自动化汽车，线路感应设备，计算机网络技术，通信技术和系统集成技术等等。伴随这些技术的迅速发展，催生了物联网的应用——车联网技术的成熟和运用。随着道路交通的发展，一些增加汽车驾驶安全性的电子设备已大量的使用，传感技术的多样化发展，车联网的技术已从科研成果，不断地运用于实际道路控制，使得道路管理更加智能化。随着车联网技术的不断普及应用，一定会充分的缓解不断增长的道路需求速度，为解决道路交通的拥堵起到至关重要的作用。我们可以随时关注这一领域的最新动态，不断将这些促进交通畅通的新技术运用于现有交通的改造与治理之中，提高现有交通设施的利用效率，从而改善城市道路的交通拥堵局面。

［1］Kenneth R.Howard.SCIENTIFIC AMERICAN.1997，10.

［2］James H.Rillings.SCIENTIFIC AMERICAN.1997，10.