任恒

（河南工业贸易职业学院，河南 郑州 451191）

1 自适应交通指示灯发展现状及研究意义

1.1 结合目前交通指示灯发展情况及其现状

交通拥挤是城市便捷出行的痛点，特别是城市在发展时期，车辆在不断增加和城市拥挤程度加剧，导致交通拥挤屡见不鲜。传统的交通指示灯功能单一、缺少智能化设备和数据化程序，在车流量少的城市，辅助人们安全出行，成为交通中必要角色。然而，传统的角色在拥挤的城市不适应，而且增添了很多麻烦和资源的浪费。

（1）方式单一，无法满足现实需求。传统的交通工况主要有车、路、交通标识（交通信号灯、路线标识）三大要素，而且三要素无论什么交通状况，都是封闭的、单一的，无法更新变换。随着城市的发展，车辆增多，拥挤加剧，传统的固定模式已无法满足现有城市高速发展的需求，因此，交通亟需更新转换新的发展方向。（2）基础研究加深，措施不够完善。科技的进步促进各个行业的发展，交通作为发展的必要一环，科技渗入成分却不足。在传统的基础上，通过雷达或地图数据统计车辆数量来调整红绿灯的时间从而改变车辆通行的时常。在原有固定封闭的基础上，增加了单一的红绿灯的变化，但是依然难以普及，无法彻底有效地解决拥挤问题，实施措施仍需跟进和深究。（3）交通指示灯控制方法和系统发展总结。无论是传统的交通模式还是稍加改变的现状，都无法满足现有需求，特别是随着车辆的增加，而通过限号政策减少车辆数量也不符合科学发展需求，只有通过找到合适的交通管理模式，才能让城市的交通拥挤现状得到改善，限号也许只是一时的政策。紧随时代的发展，交通拥挤问题终将会得到解决。

1.2 实践意义和理论意义

通过分析现有的交通模式和实施的交通措施引入新的交通政策和控制方法来改善现有状况，可以有效的改善现有交通拥挤问题。通过理论分析现有状况，制定未来交通拥挤解决办法，科学布局管理方法，合理改善现有状况，不仅为以后发展制定理论目标，更为以后实践和适时布局提供了理论导向，加速交通行业发展和城市状况改变。本研究中，当左转、直行、右转三方向任一方向出现交通压力大的时候，通过车流量数据自适应增加对应的邻车道的车道数，缓解交通压力，使不同方向上的车辆都能够缓解对应的交通压力，减少交通拥挤，提高车辆通行效率，为城市建立智慧交通做贡献，节约通行的时间成本，减少交通时长，较少车辆尾气污染，为祖国碳达峰和碳中和做贡献。

2 研究内容

鉴于上述问题，本研究要解决的问题是在车流量大的路口，特别是针对复杂路况和商圈，人流量较大的热门景点路况等，提供一种高效、智能的车辆通行方法和系统，改变单一依靠红路灯时长管控交通的方式，以此来缓解交通压力。

为了解决上述问题，本研究公开了一种自适应交通指示灯控制方法和系统，所述方法和系统包括确定交通路口车流量状况，特别是红绿灯路口设有快速公交车站或者临近商圈的复杂路口，早晚高峰期，节假日或者休息日，车流量较大路况。

采取利用红绿灯+路标指示灯的方法来控制车流量。一般的交通信号灯是以红路灯+交通指示信号来控制不同方向的车流量，其中红绿灯的时长是预先设置确定的，有些会根据白天或者夜晚时长进行变换或者调整，而交通指示信号是固定的，无法改变，若左转车道如果只设置一道，即使车流量再大，也只能靠单一车道行驶，会严重影响后面车辆通行，甚至影响其他车道车辆通行，加剧交通拥堵。

根据交通规则设置动态智能交通信号灯，主要包括两部分：智能红绿灯和动态交通指示限号灯。依据不同方向的车流量，合理分配红绿灯的时长和交通指示灯的车道数量来缓解交通压力。

通过智能红绿灯可以控制路口红绿灯时长，动态指示信号灯主要是用来改变切换车道指示方向，适当地增加或者减少不同方向上的车道数，若左转车流量大的时候，增加左转车道，把临近车道切换为左转车道或则附加左转指示功能，提高左转的通行效率，减少左转交通压力；若直行车道车流量大时候，把直行车道附近车道切换为直行或者增加直行指示功能，提高直行车辆的通行效率。

本研究通过获得车流量数据，然后结合道路车道信息，适当地切换或者改变不同方向上车辆的车道数，以此增加车辆的通过效率，减少交通压力，节约时间，对于燃油车也有减少油耗，减少空气污染，改善城市环境。

3 具体实施方法和完善监测的方法和内容

为使本研究的上述目的、结构和优点能够更加清晰易懂，以下结合附图对本研究的具体实施方式做详细的说明。

参见图1、图2，图3 和图4 图中序号：S1 为直行方向上商圈人流聚集地，S2 为左转方向上商圈人流聚集地，B 为公交车，BI 为快速公交停靠站，B2 为普通公交车停靠站，R1 为单向左转车道，R11 为单向左转车道，R2 为单向直行车道，R22 为左转和直行双向可调车道，R3 为单向直行车道，R33 为单向直行车道，R4 为单向右转车道，R44 为直行和右转双向可调车道，R5 为单向左转车道，R55 为单向左转车道，R6 为单向直行车道，R66 为左转和直行双向可调车道，R7 为单向右转车道，R77 为直行和右转双向可调车道。

图1 一般道路指示交通信号图

图2 一种复合式交通信号方法和系统在一般道路中的信号指示图

图3 一种特殊道路交通指示信号图

图4 一种复合式交通信号方法和系统在特殊道路中的信号指示图

本研究实施例的研究构思在于：根据中国的交通法规，车辆行驶在道路上行驶到交叉路口时候，一般分为三种行驶方向：左转、直行、右转。这三个方向的车流量是无法控制的，因为工作日、节假日、早晚高峰期等车流量会有很大变化，对于传统交通限号灯已经无法完全适应。需要智能化自适应交通指示信号灯来指挥车辆有序通行。通过以下方式解决三个方向车辆的通行。

参照图1，图1 为本研究一般道路指示交通信号图。图2 为本研究一种复合式交通信号方法和系统在一般道路中的信号指示图。

本研究中包含十字路口各项车道行驶方向图，结合上北下南原则，中国靠右行驶的交通法规，箭头代表车辆的不同行驶方向，S1、S2为商圈坐标、R1左向行驶箭头、R2 和R3 直线行驶箭头、R4 右转行驶箭头。

本研究中，车道数包括左转、直行、右转三个主要方向，车道数不局限于4 向车道，根据实际道路宽度合理设计车道数，可能更多，也可能少于4 道。

本研究中，S1、S2 代表的是商圈等人流量较大的集合地，不局限商场，也可能是医院、市政单位、学校、景区等人流聚集地。

本研究中以一般路况为例，不局限更复杂的路况。

通过图1 和图2 中车道的变化，是本研究的重点，图1 中的R1、R2、R3、R4 为单项车道，一个车道对应一个方向，而且是固定不变的，车辆的通行只能依靠红绿灯时长来控制。同一个路口在不同时段车流量和行驶方向不一样，这样对于固定的车道无法适应变换的车流量和行驶方向，即使采用自适应红绿灯，依然收效甚微。所以，本研究采用自适应可变车道，如图2 所示，其中R11 为自适应左转车道，R22 为左转邻车道，根据车流量和车行驶方向有三种模式：单一左转、单一直行、左转和直行都可通行。若左转车流量较大的时候增加左转车道数，R11 和R22 两向车道均可左转，相比原来增加了左转车道数，提高左转通行率，减少左转行驶压力。R33 有三种模式：单一直行、单一右转、直行和右转都可通行。若直行车流量大，R33 调整为单一直行，此时R22、R33 无法满足通行时候，R33 的邻车道R44 根据车流量和行驶方向有三种模式：单一直行、单一右转、直行和右转都可通行，此时，R44 选择直行和右转均可通行模式可以增加直行的车道数，减少直行车辆通行压力，提高直行通行率，减少交通压力。若右转车流辆大，无法满足通行时候，R4 选择单一右转，邻车道R33 自适应选择增加右转车道，提高右转通行效率。

图3 为本研究一种特殊道路交通指示信号图。图4为本研究一种复合式交通信号方法和系统在特殊道路中的信号指示图。路况较为复杂。如图3 所示，本来道路较宽，由于B1 快速公交车专用车道占据了一个行驶车道，B2 为普通公交车站牌占据了一个车道，此时，若公车停到站牌处乘客上下车，通过图可以发现只有R5 一个车道可以通行，而且R5 对应的是单一左转车道，若左转车流量大，此时将会直接影响直行和右转车辆的通行，直接加剧交通拥堵，R6 和R7 同样均为单一方向车道，车辆无法通行。

通过图4，对图三所示的车道进行自适应控制，将R6 原有的直行单行道调整为R66 三种模式：单一左转、单一直行、左转和直行都可通行。此时R55 的邻车道R66 增加左转车道，减少左转的通行压力，为直行和右转车辆让道通行。图3 中R7 为右转单行车道，若直行车道压力大时可增加R66 邻车道R77 直行车道。R77 有三种模式：单一直行、单一右转、直行和右转都可通行。通过增加直行车道数，减少直行车辆通行压力，提高直行通行率，减少交通压力。

4 结语

本研究显示和描述了自适应交通指示灯控制方法和系统研究的基本原理、主要特征以及优点。主要是通过改变传统的交通固定模式，适时调整道路标识和交通信号标识，降低人们出行的时间，较少道路的拥挤，在目前燃油车占比较大时期能够很好地缓解燃油车带来的环境污染、碳排放问题。同时，现实中解决实际应用问题的方法有很多。此内容在后续的研究中还有很多需要改进和深度探究的部分，还需要结合城市的发展规划，特别是涉及公交、地铁、停车点、商圈、行政圈等人流量日差异化大的地方，需要科学化的数据调查，适时改进智能化交通布局，提高城市的承载量和人们出行的便捷性，加速交通智能化发展和智慧城市建设。