交通工程概論結(jié)課論文整理

交通工程概論結(jié)課論文關(guān)于交通工程理論的實(shí)踐應(yīng)用思考主動(dòng)交通管理與控制是我國(guó)智慧公路建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，也是較為薄弱的環(huán)節(jié)。因此，在智能交通中如何應(yīng)用交通工程理論，解決道路管理保暢問(wèn)題，一直受到行業(yè)普遍關(guān)注。但是，交通工程往往停留在思想和科研階段，很少見(jiàn)到較好的工程落地實(shí)踐。這也可以說(shuō)是交通工程專(zhuān)業(yè)所面臨的窘境。從這個(gè)意義上講，交通工程專(zhuān)業(yè)在行業(yè)中的地位，其實(shí)很尷尬。那么，是什么原因造成了這種情況，如何改變這種情況，自然就成為一個(gè)有必要琢磨推敲的一個(gè)問(wèn)題。從概念上講，交通工程學(xué)是為解決交通問(wèn)題提供基礎(chǔ)理論及基本技術(shù)的一門(mén)綜合性交叉學(xué)科，通過(guò)對(duì)人、車(chē)、路、環(huán)境等交通要素進(jìn)行關(guān)聯(lián)、交叉、迭代、綜合研究，尋求通行效率最大、交通事故最少、運(yùn)行速度最快、運(yùn)輸費(fèi)用最省、環(huán)境影響最小、能源消耗最低的交通系統(tǒng)規(guī)劃、建設(shè)、設(shè)計(jì)與運(yùn)行管控方案，涉及工程、法規(guī)、教育、環(huán)境、能源、經(jīng)濟(jì)等諸多領(lǐng)域。具體到行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用，主要還是突出其工程性，并兼顧其他領(lǐng)域的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)需求，以達(dá)到滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的目的。在最近幾年對(duì)國(guó)內(nèi)外智慧公路發(fā)展和應(yīng)用的調(diào)研中，筆者發(fā)現(xiàn)國(guó)外如歐洲，美國(guó)等國(guó)家在實(shí)際項(xiàng)目上廣泛應(yīng)用了交通工程，涵蓋了許多不同的場(chǎng)景，并且取得了顯著的成效。這種應(yīng)用通常被稱(chēng)為“主動(dòng)交通管控”、“主動(dòng)交通流管控”、“主動(dòng)交通管理”或者“交通控制”等術(shù)語(yǔ)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)智慧高速、道路運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域也對(duì)這方面的發(fā)展非常關(guān)注。因此，本文以“主動(dòng)交通管控”作為切入點(diǎn)，探討交通工程理論如何應(yīng)用于工程實(shí)踐，并提出相關(guān)思考。01、主動(dòng)交通管控的技術(shù)和交通工程基礎(chǔ)從國(guó)外的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，主動(dòng)交通管理是隨著德國(guó)A5高速公路交通擁堵治理的需求而產(chǎn)生的，重點(diǎn)在于解決常發(fā)擁堵、事故黑點(diǎn)、瓶頸路段等問(wèn)題。根據(jù)相關(guān)報(bào)道，至2020年德國(guó)建設(shè)有主動(dòng)交通管理系統(tǒng)的高速公路里程有3988公里（占德國(guó)高速公路總里程12998公里的30.7%），且越是交通流量大、擁堵問(wèn)題嚴(yán)重、過(guò)境貨車(chē)比例高的路段，對(duì)主動(dòng)交通管理的需求也越高。因此，很自然得出結(jié)論，是否要建設(shè)主動(dòng)交通管理，要看交通流量是否達(dá)到了必要的條件（可以自然的理解為，若交通流量不足，則對(duì)交通工程的需求也將隨之降低），而主動(dòng)交通管理的目的就是交通的有序、安全與效率。從這一意義上講，主動(dòng)交通管理最適合于已運(yùn)營(yíng)高速公路的大流量路段，并非所有高速公路均需要建設(shè)這一系統(tǒng)。交通擁堵是道路交通供需關(guān)系失衡的直接結(jié)果。當(dāng)交通需求超過(guò)路段的通行能力時(shí)，滯留車(chē)輛形成交通波反向傳播，形成交通擁堵現(xiàn)象。常發(fā)性交通擁堵是指在某些特定位置或特定時(shí)期經(jīng)常發(fā)生的交通擁堵現(xiàn)象，偶發(fā)性交通擁堵是由于交通事故或其他隨機(jī)事件造成道路通行能力下降而出現(xiàn)的交通擁堵現(xiàn)象。交通流是解釋交通現(xiàn)象、分析交通問(wèn)題和提高交通系統(tǒng)效率的基礎(chǔ)。高速公路交通流無(wú)信號(hào)控制干擾，是典型的連續(xù)流。交通流理論通過(guò)研究交通場(chǎng)景中交通參與者的行為，建立相應(yīng)的時(shí)空變化模型，通過(guò)分析交通流的動(dòng)態(tài)特征實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)交通流的較好擬合，以分析交通流的演化特征和擁堵形成機(jī)理、傳播規(guī)律及疏解方法，從而實(shí)現(xiàn)交通流理論在交通工程中的具體應(yīng)用。主動(dòng)交通管控就是通過(guò)對(duì)交通流流量、密度、速度特征參數(shù)的分析及預(yù)測(cè)，結(jié)合交通環(huán)境和天氣信息，以安全為前提，速度和諧、流量均衡、信息觸達(dá)為主要手段，通過(guò)形成穩(wěn)定和諧的交通流以提高運(yùn)行效率和降低事故率的一種自動(dòng)化技術(shù)手段。主動(dòng)交通管控的主要措施包括動(dòng)態(tài)行車(chē)速度管理、流量管理、臨時(shí)開(kāi)放硬路肩、匝道控制、臨時(shí)貨車(chē)限行、事故預(yù)警與處置、施工計(jì)劃管理等，這些策略的選擇、生成均由系統(tǒng)軟件自動(dòng)或半自動(dòng)執(zhí)行，并通過(guò)外場(chǎng)的可變情報(bào)板或其他渠道進(jìn)行發(fā)布。因此，主動(dòng)交通管理的主要建設(shè)內(nèi)容包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)感知、交通運(yùn)行態(tài)勢(shì)評(píng)估、交通安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、主動(dòng)管理策略和信息發(fā)布誘導(dǎo)等內(nèi)容。交通量、密度、速度參數(shù)的關(guān)系（來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）上圖顯示的是三參數(shù)大致的關(guān)系，圖中交通量-速度曲線(xiàn)以及交通量-密度曲線(xiàn)的頂點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的交通量，即為道路的通行能力。圖中虛線(xiàn)表示非穩(wěn)定流或稱(chēng)為強(qiáng)迫流狀態(tài)，即到達(dá)流量超出了下游的通行能力，此時(shí)會(huì)有排隊(duì)現(xiàn)象產(chǎn)生，此時(shí)的交涌量不再繼續(xù)增加而是降低，直至達(dá)到交通量為零，此時(shí)的密度稱(chēng)為“阻塞密度”。與此相對(duì)應(yīng)的實(shí)線(xiàn)部分為穩(wěn)定流狀態(tài)，初始時(shí)（理論上Q=0）的速度為“自由流速度"。2023年5月，賽文交通網(wǎng)發(fā)表的《高速公路主動(dòng)交通管理與控制技術(shù)的實(shí)踐思考》一文，總結(jié)了主動(dòng)交通管理技術(shù)在現(xiàn)實(shí)發(fā)展中面臨的瓶頸問(wèn)題，主要包括：一是網(wǎng)絡(luò)級(jí)、城市級(jí)的全域主動(dòng)管控技術(shù)應(yīng)用依賴(lài)于大量部署的外場(chǎng)設(shè)備，難以大范圍普及；二是管控方式的合理性、可行性及協(xié)調(diào)性缺乏科學(xué)設(shè)計(jì)；三是主動(dòng)交通管理的“主動(dòng)”性不足，多數(shù)實(shí)踐本質(zhì)上仍然是滯后接入的“被動(dòng)式”管控，或準(zhǔn)實(shí)時(shí)響應(yīng)；四是技術(shù)與場(chǎng)景對(duì)接不暢，技術(shù)可靠性、安全性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。解決這些問(wèn)題需要從主動(dòng)交通管理的落地（設(shè)計(jì)、實(shí)施）過(guò)程和工程應(yīng)用方案上科學(xué)應(yīng)用交通工程的相關(guān)理論和方法論。02、主動(dòng)交通管控的設(shè)計(jì)方法論設(shè)計(jì)在主動(dòng)交通管控的實(shí)施中起著至關(guān)重要的作用，設(shè)計(jì)階段是交通工程理論向?qū)嶋H應(yīng)用的起始和最重要環(huán)節(jié)。主動(dòng)交通管理技術(shù)應(yīng)用時(shí)，首先應(yīng)通過(guò)實(shí)際勘察、觀(guān)測(cè)和數(shù)據(jù)調(diào)研的方法掌握具體路段的特征情況，以便對(duì)如何應(yīng)用交通工程解決相關(guān)問(wèn)題提出有針對(duì)性的具體方案?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的重點(diǎn)是識(shí)別交通瓶頸點(diǎn)和分析交通流的運(yùn)行環(huán)境及運(yùn)行特征。一般而言，交通瓶頸點(diǎn)主要是交織區(qū)、互通前后分合流路段、事故多發(fā)點(diǎn)、施工路段或道路通行能力下降的路段。交通流的特征則包含了交通中的貨客車(chē)比例、平均速度、平峰高峰等不同時(shí)間段的交通需求、事故及擁堵特征等。實(shí)際勘察和觀(guān)測(cè)時(shí)，還需要對(duì)道路沿線(xiàn)的交通標(biāo)志、標(biāo)線(xiàn)位置及內(nèi)容做出詳細(xì)記錄，以便識(shí)別現(xiàn)有的交通誘導(dǎo)和提示信息對(duì)交通行為的效用情況。具體而言，主動(dòng)交通管理的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)包含以下內(nèi)容：1.道路基礎(chǔ)信息分析主要是掌握道路的車(chē)道數(shù)、車(chē)道寬度、硬路肩寬度、標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)及交通標(biāo)識(shí)情況、沿線(xiàn)的可變信息標(biāo)志數(shù)量及位置、互通及匝道數(shù)量和位置、匝道的長(zhǎng)度及車(chē)道數(shù)、合流區(qū)分流區(qū)的位置及長(zhǎng)度、隧道位置及長(zhǎng)度、收費(fèi)站的規(guī)模等。2.交通工程分析主要是對(duì)現(xiàn)有道路的交通需求、通行能力及運(yùn)行狀態(tài)分析。根據(jù)運(yùn)營(yíng)實(shí)際，需要分別就正常情況、惡劣天氣情況和節(jié)假日情況分別予以具體分析。重點(diǎn)是每個(gè)互通前后斷面的車(chē)流量特征、各個(gè)車(chē)道的通行能力、高峰期階段的小時(shí)交通流量、分車(chē)型的車(chē)流量、分車(chē)型的平均速度；擁堵高峰的起止時(shí)間、易發(fā)位置、高峰期排隊(duì)長(zhǎng)度和平均速度；交通事故數(shù)量、類(lèi)型、發(fā)生時(shí)間、位置和原因；交通流和天氣等道路交通感知設(shè)備的功能、性能、位置、數(shù)量、類(lèi)型。通過(guò)對(duì)路網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，分析中近期的交通需求，對(duì)路段及所在路網(wǎng)區(qū)域的交通需求和通行能力及道路利用水平做出一定預(yù)判。3.安全工程分析主要是隧道、橋梁、下坡路段、彎道、天氣高影響路段等情況，以及存有特殊速度限制的路段。掌握交通安全誘導(dǎo)設(shè)施和照明設(shè)施的建設(shè)情況（位置、數(shù)量、功能性能等）。識(shí)別道路的養(yǎng)護(hù)施工、涉路作業(yè)特點(diǎn)及需求。識(shí)別道路沿線(xiàn)的交通環(huán)境特點(diǎn)。4.主動(dòng)交通管控方案設(shè)計(jì)主要包括對(duì)現(xiàn)有交通安全設(shè)施和誘導(dǎo)設(shè)施的優(yōu)化調(diào)整方案、根據(jù)采集的交通流信息經(jīng)過(guò)理論分析、數(shù)值計(jì)算、模擬仿真等手段完成匹配該路段交通特點(diǎn)的ATM策略設(shè)計(jì)及軟件方案（因此，勘察設(shè)計(jì)階段獲取的交通流數(shù)據(jù)質(zhì)量非常重要）、交通感知及誘導(dǎo)設(shè)施的布設(shè)方案、工程量清單及造價(jià)等。在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，首先要根據(jù)交通工程分析和安全工程分析結(jié)果，判斷所處理問(wèn)題的系統(tǒng)性和復(fù)雜性。若影響擁堵的交通特征和路網(wǎng)復(fù)雜度較高，且路網(wǎng)不同路段之間相互影響，導(dǎo)致控制復(fù)雜性將大幅上升，從而需要從不同層次、不同側(cè)面進(jìn)行多模型的描述，并通過(guò)宏觀(guān)和微觀(guān)的不同管控方案進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)。5.主動(dòng)交通管控系統(tǒng)的后評(píng)價(jià)主動(dòng)交通管控系統(tǒng)實(shí)施后，需要結(jié)合預(yù)測(cè)運(yùn)行期望效果與實(shí)際效果進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證工程實(shí)施效果，并相應(yīng)制定調(diào)整優(yōu)化方案、定期評(píng)估。實(shí)際上，由于車(chē)流量的特征隨時(shí)間也會(huì)變化，因此，當(dāng)路段的交通特征變化時(shí)，需要重新進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。從上述過(guò)程可以看出，主動(dòng)交通管理是基于交通工程理論的工程實(shí)踐應(yīng)用，具有隨道路交通特點(diǎn)而變、因道路交通需求而動(dòng)的特征，因此需要逐路段進(jìn)行分析。在其設(shè)計(jì)過(guò)程中帶有靈活應(yīng)用的方法論特征，并不能按照某一固定間距、位置進(jìn)行固化，不能夠直接生搬硬套。03、主動(dòng)交通管控系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)主動(dòng)交通管控技術(shù)是基于預(yù)測(cè)和推演對(duì)交通進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理與事前主動(dòng)干預(yù)的一種控制方法。數(shù)據(jù)的采集、分析和預(yù)測(cè)以及相應(yīng)要采取的控制策略是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)交通管控的前提，主動(dòng)交通管理措施對(duì)駕駛?cè)笋{駛行為的有效干預(yù)，則是能否起到實(shí)際效果的關(guān)鍵。一個(gè)完備的主動(dòng)交通管控系統(tǒng)技術(shù)方案，應(yīng)當(dāng)包含系統(tǒng)功能，系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計(jì)原則，硬件要求，數(shù)據(jù)要求，接口要求，算法等內(nèi)容。1.數(shù)據(jù)采集主動(dòng)交通管理以交通流理論為支撐，需采集的主要交通參數(shù)包括斷面和車(chē)道的車(chē)流量、平均速度、時(shí)間占有率、空間占有率、車(chē)輛類(lèi)型等信息，條件允許時(shí)可增加排隊(duì)長(zhǎng)度、車(chē)頭時(shí)距等。天氣和環(huán)境信息主要采集溫度、能見(jiàn)度、路面水膜厚度、橫風(fēng)強(qiáng)度等。河北省地方標(biāo)準(zhǔn)《高速公路車(chē)道級(jí)主動(dòng)控制技術(shù)規(guī)范》給出了相應(yīng)的數(shù)據(jù)精度和采集頻率要求。從采集的準(zhǔn)確性上，為適應(yīng)全天候有效采集的需要，可采用ETC天線(xiàn)或毫米波雷達(dá)、視頻卡口、單線(xiàn)激光雷達(dá)等設(shè)備對(duì)交通量進(jìn)行采集?；跈z測(cè)結(jié)果的交通流信息往往具有滯后性，為滿(mǎn)足交通分析與仿真對(duì)短時(shí)交通敏捷預(yù)測(cè)的要求，短時(shí)預(yù)測(cè)需要能達(dá)到1分鐘、5分鐘、15分鐘等級(jí)。故采集間隔宜逐分鐘為單位進(jìn)行輸出，以滿(mǎn)足預(yù)測(cè)算法的需要。當(dāng)以大時(shí)間周期進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可取采集的結(jié)果的平均值進(jìn)行計(jì)算。2.交通分析與仿真交通分析與仿真的核心目的是基于交通流規(guī)律和交通工程原則進(jìn)行預(yù)測(cè)，為自動(dòng)化或半自動(dòng)化生成各類(lèi)策略奠定基礎(chǔ)?；蛘哒f(shuō)，交通分析與仿真的目的就是計(jì)算和識(shí)別評(píng)估啟動(dòng)不同管控策略的閾值。預(yù)測(cè)過(guò)程分為三級(jí)：最基礎(chǔ)的是數(shù)據(jù)級(jí)融合，完成采集數(shù)據(jù)的預(yù)處理和簡(jiǎn)單關(guān)聯(lián)，輸出多傳感器數(shù)據(jù)融合結(jié)果；第二級(jí)是特征級(jí)融合，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的特征預(yù)測(cè)交通參數(shù)，輸出交通流量預(yù)測(cè)、行程車(chē)速預(yù)測(cè)、行程時(shí)間預(yù)測(cè)等結(jié)果；第三級(jí)是狀態(tài)級(jí)融合，根據(jù)當(dāng)前交通流信息判斷交通狀態(tài)，輸出交通擁堵判斷、交通事件識(shí)別等結(jié)果。交通分析與仿真的核心目的在于識(shí)別當(dāng)前的交通流狀態(tài)，為選擇適宜的交通控制決策與誘導(dǎo)策略提供基礎(chǔ)。交通流狀態(tài)可能處于非飽和態(tài)、臨近飽和的不穩(wěn)定態(tài)、飽和態(tài)以及過(guò)飽和態(tài)。目前，國(guó)內(nèi)外多通過(guò)流量、密度和速度參數(shù)的交通流基本圖模型實(shí)現(xiàn)對(duì)交通流指標(biāo)的分析?！吨腔鄹咚俳煌鞴芸仃P(guān)鍵策略》介紹了德國(guó)技術(shù)規(guī)范中主要交通狀態(tài)的分類(lèi)，以及各個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的參數(shù)數(shù)值：狀態(tài)1：自由流。流量較小，車(chē)輛處于高速行駛的自由流狀態(tài)。狀態(tài)2：密集流。流量增加，車(chē)速略降低，但仍然保持較高水平。狀態(tài)3：緩行流。流量很大，車(chē)速明顯降低，交通流接近飽和狀態(tài)。狀態(tài)4：擁堵流。車(chē)輛已經(jīng)達(dá)到停滯或走走停停的狀態(tài)。實(shí)際上，近年來(lái)，交通流基本圖相關(guān)研究中陸續(xù)提出了交通流失效（TrafficBreakdown）、通行能力下降（CapacityDrop）、磁滯（Hysteresis）、震蕩（Oscillation）等現(xiàn)象。交通流失效是現(xiàn)實(shí)交通系統(tǒng)中廣泛存在的現(xiàn)象，是指當(dāng)交通需求達(dá)到或接近路段通行能力時(shí)，車(chē)流速度出現(xiàn)急速下降的現(xiàn)象。研究和實(shí)證表明，交通流失效在流量未達(dá)到通行能力時(shí)即可發(fā)生，甚至?xí)诹髁窟h(yuǎn)小于通行能力的情況下就產(chǎn)生交通流失效。匝道合流和交織區(qū)域普遍存在的換道行為是導(dǎo)致這種現(xiàn)象的最主要原因。通行能力下降是指瓶頸路段在在交通量臨近飽和、交通失效前的穩(wěn)定流量大于流量飽和、交通失效后的穩(wěn)定消散流量的現(xiàn)象。實(shí)證研究表明，通行能力下降的平均值在3%~12%不等，引起通行能力下降的原因與瓶頸車(chē)道數(shù)量、車(chē)道流量的異質(zhì)性特征、匝道匯入（出）比、減速波的數(shù)量等因素相關(guān)。磁滯現(xiàn)象指交通流在擁堵?tīng)顟B(tài)變換過(guò)程中存在的一種延時(shí)效應(yīng)。宏觀(guān)路網(wǎng)上的磁滯現(xiàn)象描述了某區(qū)域路網(wǎng)交通狀況收到相鄰及不相鄰區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)的影響，其發(fā)生與交通量時(shí)空分布的不均勻性和路網(wǎng)密度分布的不均勻性有很大關(guān)系。當(dāng)路網(wǎng)中存在擁堵，且擁堵不同步時(shí)，宏觀(guān)路網(wǎng)的磁滯現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生。微觀(guān)交通流基本圖中同樣存在磁滯現(xiàn)象，則和駕駛?cè)说男袨椋ū热缂彼俸蜏p速階段駕駛行為的不對(duì)稱(chēng)性）有密切關(guān)系。交通流震蕩是指隨著車(chē)流密度的增加，交通流失效后形成的走走停停（StopandGo）的現(xiàn)象。交通流震蕩具有擴(kuò)散的特點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致道路通行能力減小、交通事故增加，而且頻繁的加減速也會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛油耗和排放增加。普遍認(rèn)為交通流震蕩現(xiàn)象與換道行為、駕駛行為的差異性或者其他移動(dòng)瓶頸有關(guān)。從上面的分析不難看出，若以德國(guó)技術(shù)規(guī)范中所提到的交通狀態(tài)，主動(dòng)交通管控應(yīng)重點(diǎn)解決狀態(tài)2、3、4時(shí)的交通問(wèn)題。有研究發(fā)現(xiàn)，交通需求總量一定時(shí)，存在一個(gè)最優(yōu)的開(kāi)發(fā)強(qiáng)度，使得交通出行效率最高。而當(dāng)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度一定時(shí)，則存在一個(gè)關(guān)鍵的交通需求值，當(dāng)交通需求高于此值時(shí)，交通出行效率急劇下降。因此，主動(dòng)交通管控的任務(wù)，就是識(shí)別路網(wǎng)交通狀態(tài)及演變趨勢(shì)并進(jìn)行預(yù)警，為管控和交通需求管理提供支持。3.交通控制決策與誘導(dǎo)交通流的引導(dǎo)和控制策略組合有上百種。每種控制策略對(duì)應(yīng)著不同的優(yōu)化目標(biāo)和優(yōu)化算法，包括單目標(biāo)優(yōu)化算法和多目標(biāo)優(yōu)化算法。但總體而言，主動(dòng)交通管控的核心是安全與效率，實(shí)現(xiàn)流量均衡與速度和諧。在需治理路段的相關(guān)路段上，應(yīng)以流量均衡為主，通過(guò)平衡區(qū)域路網(wǎng)內(nèi)的交通量需求壓力，向路段交通管理提供基礎(chǔ)。在需治理路段上，以速度和諧為主，并匹配以類(lèi)似硬路肩開(kāi)放等提高路段通行能力的手段。速度和諧是交通管控的策略和手段之一，也是主動(dòng)交通管控的核心基礎(chǔ)。速度和諧基于交通流數(shù)據(jù)規(guī)律，整體優(yōu)化并調(diào)整一條高速的路段內(nèi)多個(gè)斷面的最高限速，通過(guò)可變交通標(biāo)志以及其他渠道發(fā)布給道路使用者的一種交通流管控策略，起著預(yù)防或避免交通擁堵的作用。通過(guò)速度和諧等手段，引導(dǎo)駕駛員采用合理的車(chē)速與路徑，改善交通流的均勻性和穩(wěn)定性，從而使得路段的通行能力保持在最優(yōu)的狀態(tài)。《智慧高速交通流管控關(guān)鍵策略》給出了速度和諧的定義，即：基于交通流數(shù)據(jù)規(guī)律，整體優(yōu)化并調(diào)整一條高速的路段內(nèi)多個(gè)斷面的最高限速，通過(guò)可變交通標(biāo)志以及其他渠道發(fā)布給道路使用者的一種交通流管控策略。速度和諧策略將路段內(nèi)的不同車(chē)輛的速度趨于統(tǒng)一，減少車(chē)道間的速度差和車(chē)道內(nèi)的速度差，減少震蕩波的發(fā)生，穩(wěn)定交通流，從而達(dá)到延遲甚至避免擁堵發(fā)生，將路段通行效率保持在較高水平。當(dāng)速度和諧與其他措施組合使用時(shí)，會(huì)提升駕駛員對(duì)管控指令的遵從度。當(dāng)應(yīng)用主動(dòng)交通管控技術(shù)控制交通行為時(shí)，具有相似通行速度的車(chē)輛將形成車(chē)隊(duì)，從而連續(xù)且有序的進(jìn)行通行，其實(shí)施時(shí)應(yīng)考慮到以下幾個(gè)方面：（1）是否能夠控制車(chē)輛以期望的行車(chē)速度前進(jìn)，從而形成車(chē)隊(duì)；（2）路段內(nèi)車(chē)輛到達(dá)特性和交通流的大小，交通流量較少時(shí)，難以形成車(chē)隊(duì)，不具備適用的條件，交通流量飽和時(shí)，其飽和度不能?chē)?yán)重到影響車(chē)隊(duì)形成的程度；（3）匝道分合流、交織區(qū)、收費(fèi)站廣場(chǎng)等交通瓶頸節(jié)點(diǎn)的交通情況對(duì)車(chē)隊(duì)的干擾程度，產(chǎn)生的擾流的擴(kuò)散傳導(dǎo)情況；（4）分車(chē)道限速還是分車(chē)型限速。有時(shí)，不同車(chē)道顯示不同速度的會(huì)引起變道頻率增加，造成速度水平不均勻的負(fù)面效果。4.應(yīng)急預(yù)案的制定主動(dòng)交通控制系統(tǒng)應(yīng)由具備相應(yīng)功能的軟件支撐。軟件的功能應(yīng)當(dāng)是包含了全自動(dòng)、半自動(dòng)和人工控制在內(nèi)的復(fù)合功能，具有穩(wěn)定性、魯棒性、靈活性和可擴(kuò)展性。應(yīng)急預(yù)案是主動(dòng)交通控制軟件的關(guān)鍵內(nèi)容之一。應(yīng)急預(yù)案實(shí)現(xiàn)了交通需求方的出行行為如何被約束和規(guī)范，明確了涉及交通相關(guān)各方在其責(zé)任邊界下的制度化應(yīng)對(duì)行為，是工程化手段分配用路權(quán)益、優(yōu)先級(jí)等措施的重要管理支撐，應(yīng)能滿(mǎn)足信息化要求，可以由軟件實(shí)現(xiàn)。應(yīng)急預(yù)案除了反應(yīng)各方職責(zé)和不同條件下的作業(yè)手段及行為外，還應(yīng)當(dāng)盡量實(shí)現(xiàn)“人性化”“自動(dòng)化”，使得出行人員能夠自覺(jué)遵守交通控制設(shè)施的約束與引導(dǎo)，以實(shí)現(xiàn)交通個(gè)體對(duì)交通管控措施的遵從。主動(dòng)交通管控常利用可變信息標(biāo)志和標(biāo)線(xiàn)、標(biāo)牌等設(shè)施以實(shí)現(xiàn)對(duì)出行人員駕駛行為的約束。為此，需合理布設(shè)相應(yīng)設(shè)施的位置、數(shù)量和規(guī)格，并以清晰、簡(jiǎn)明的符號(hào)化手段觸達(dá)出行人員?！稖拣咚俟方煌髦鲃?dòng)管控方案探究》從平均車(chē)速、車(chē)輛加速度、車(chē)輛的橫向位移三個(gè)角度評(píng)價(jià)了可變信息標(biāo)志對(duì)駕駛?cè)藛T的有效性。得出結(jié)論：短板（圖片）優(yōu)于短板（文字），短板（文字）優(yōu)于長(zhǎng)板（圖片）和長(zhǎng)板（文字），于是短板（圖片\文字）衍變成車(chē)道級(jí)的管控，對(duì)于道路的行駛更加有指向性，把可變信息標(biāo)志的靜態(tài)圖逐步開(kāi)發(fā)改造成動(dòng)態(tài)圖，根據(jù)前端感知設(shè)備對(duì)范圍內(nèi)交通流的檢測(cè)分析，實(shí)時(shí)發(fā)布提示（預(yù)警）信息到相應(yīng)的可變信息標(biāo)志，逐步減少人員干預(yù)、減輕發(fā)布工作量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管控的目的。在布設(shè)位置上，可變信息板建設(shè)應(yīng)選擇事故多發(fā)路段，主要考慮大型樞紐、互通、長(zhǎng)距離上下坡道路面、長(zhǎng)隧道、彎道路面等。文章進(jìn)一步研究指出：各路段可根據(jù)自身特點(diǎn)和原基礎(chǔ)門(mén)架的位置進(jìn)行布設(shè)，新建門(mén)架可按5公里—3公里—1公里的原則進(jìn)行門(mén)架建設(shè)，如果該范圍內(nèi)有門(mén)架可考慮利舊原則，但兩個(gè)門(mén)架之間的距離應(yīng)大于1.5公里且小于4公里，如果門(mén)架之間的距離超過(guò)4公里，須在中間新增門(mén)架。樞紐和互通點(diǎn)，在分流點(diǎn)后0.5公里至1公里位置新建第一個(gè)門(mén)架，后面第二、第三個(gè)門(mén)架可按3公里、5公里建設(shè)（可充分利舊）；在有上下坡的位置，首先找到坡道的拐點(diǎn)位置，在此位置新建門(mén)架，此位置前1公里、后2公里處新建門(mén)架；長(zhǎng)隧道的第一門(mén)架建設(shè)位置為入口處500米；彎道路面與上下坡類(lèi)似，先測(cè)量出彎道的拐點(diǎn)位置建設(shè)門(mén)架，此位置前后2公里增設(shè)門(mén)架，至少應(yīng)保證2組門(mén)架才能留出足夠的安全距離，給駕駛?cè)藛T充足的反應(yīng)時(shí)間，減少事故的發(fā)生。在發(fā)布信息符號(hào)化、圖形化方面，除我國(guó)現(xiàn)有道路交通安全相關(guān)法規(guī)規(guī)定的圖形符號(hào)之外，結(jié)合主動(dòng)管控的需要，仍可以設(shè)計(jì)若干帶有誘導(dǎo)、約束、氣象、事故等信息的補(bǔ)充圖形符號(hào)方案，以利于駕駛?cè)死斫庹莆铡?4、數(shù)字孿生與主動(dòng)交通管控在前述分析中已經(jīng)表明，交通流基本圖模型是針對(duì)宏觀(guān)交通運(yùn)行特性指標(biāo)（流量、密度和速度）之間關(guān)系進(jìn)行分析與建模的理論與方法，是交通流理論和交通工程學(xué)科的基石。目前國(guó)內(nèi)外主動(dòng)交通管控的最主要理論基礎(chǔ)就是基于流密速三要素的交通流理論。隨著感知能力的日益增強(qiáng)，數(shù)字孿生成為刻畫(huà)微觀(guān)交通行為的重要手段和方式，也相應(yīng)將為主動(dòng)交通管控的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇。數(shù)字孿生技術(shù)一般需采用雷達(dá)、視頻等手段，相對(duì)于傳統(tǒng)的交通流感知方式，新的感知手段具有全天候工作、精度高、粒度小的優(yōu)點(diǎn)，從而大幅減輕了數(shù)據(jù)融合質(zhì)量控制方面的難度，減少了交通分析的滯后性時(shí)延，為更快、更有效實(shí)現(xiàn)交通流預(yù)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，新的感知手段下，數(shù)字孿生帶來(lái)的微觀(guān)仿真能力將使得一些傳統(tǒng)手段較難采集的交通指標(biāo)也能夠被精準(zhǔn)采集，主要包括：車(chē)輛精準(zhǔn)位置、軌跡連續(xù)跟蹤、車(chē)頭間距和車(chē)頭時(shí)距、個(gè)體車(chē)輛的車(chē)速和加速度、個(gè)體車(chē)輛的變道行為、車(chē)輛及車(chē)型的時(shí)空分布等。上述微觀(guān)仿真能力為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量交通仿真以及交通控制效果評(píng)價(jià)檢查提供了充足的技術(shù)手段?；诟兄母哔|(zhì)量和高實(shí)時(shí)，數(shù)字孿生與主動(dòng)交通管控的結(jié)合