基于可變交通標志在城市道路指路系統中的應用研究

尚永鑫，王 馨

(1.中科軟科技股份有限公司 北京市 100080； 2.沈陽航空航天大學 沈陽市 110136)

0 引言

隨著社會的快速發展，大數據、云計算、移動互聯、物聯網等更多先進技術的融入，我國的交通事業也有了質的提升[1]。交通運輸部2018年2月發布《交通運輸部辦公廳關于加快推進新一代國家交通控制網和智慧公路試點的通知》，重點體現于六個方向，即“基礎設施數字化”、“路運一體化車路協同”、“北斗高精度定位綜合應用”、“基于大數據的路網綜合管理”、“互聯網+路網綜合服務”、“新一代國家交通控制網”。隨著城市交通的智慧化、現代化、科技化發展，交通標志也在探索其在新時代的交通體系的應用。可變交通標志從交通發展角度出發，是試水新技術在交通安全設施建設的產物。以“安全、高效、綠色、品質”為目標的智慧交通發展方向，將可變交通標志的發展向智慧交通系統性、科學性、完整性進行規劃建設，對未來交通標志下一步發展具有重要的意義。圍繞可變交通標志相關的發展及應用，從實施目的、總體思路、主要目標等方面進行論述。

1 當前城市道路交通標志設置及應用探索

1.1 交通標志的設置依據

道路交通標志的設置主要依據由國家標準局發布的《道路交通標志和標線》GB-5768-2009第二部分即“道路交通標志部分”和《城市道路交通標志和標線設置規范》GB51038-2015作為道路交通安全設施設計以及施工的主要依據，在經歷過幾次修訂后沿用至今。隨著行業的發展和技術迭代，國標內容中有的道路交通標志的設置方式可能與現行的基礎建設以及交通環境不夠完全匹配，因此很多地區在國標的基礎上再結合本地交通環境特征，編制了適用于本地區的道路交通標志設置文件。

1.2 可變交通標志的應用探索

道路交通標志(以下簡稱“標志”)是城市交通安全設施的重要組成部分，標志的材料、結構形式、顯示形式也隨著技術的革新發生著改變。目前國內外大、中、小型城市90%以上的道路交通標志采用反光膜制作，由于傳統的反光膜標志不具備信息自動更新功能，在很多需要信息切換的特殊路段及場景就需要用人工和機械進行信息修改，操作比較繁瑣、效率相對較低。可變交通標志的出現就解決修改版面信息復雜的問題，同時兼備主動發光光源、夜間視認效果統一、交通環境適應性強等優點。

2 可變交通標志的應用情況

2.1 可變交通標志的定義

可變交通標志是指圖形、文字、色彩可根據交通安全與管理的需要動態改變的標志。控制人員可根據行車環境的變化，即時通過遙控裝置手動或自動使該標志顯示其中相應的某種信息，告知和警示駕駛員采取相應安全、合理的行車措施。LED可變標志主要用于動態交通管理，現在大、中城市用得比較多，可變交通標志的版面具有不同的組成方式，越來越多的可變交通標志應用在不同的交通場景下。

2.2 可變交通標志的應用

(1)特殊天氣警示

當遭遇雨雪、大霧、沙塵暴、強風等惡劣天氣發生后，道路能見度下降，通行效率降低，嚴重影響行車安全。此時原本用做指路標志、地點距離顯示、擁堵指數顯示、環境保護、交通宣傳等功能的可變交通標志就會切換成天氣預警信息、速度限制信息、備選路線、避險地點、安全指引等信息。

圖1 惡劣天氣下可變交通標志工作圖

(2)交通事件警示

交通事故、擁堵、停車檢查、道路管制等交通事件嚴重影響道路通行能力，目前城市的交通事件檢測系統都已比較成熟，通過路端攝像機分析檢測道路視頻，監控道路狀況，及時甄別發現交通事故、異常停車、車輛逆行、道路遺撒、道路擁堵等多種交通事件。當系統監測到交通事件發生時，將事件信息傳輸至可變交通標志，可變交通標志將事件信息在版面進行發布，后方車輛獲取事件信息后進行變道、繞行等，做到了早發現，早處置，早疏導，可以極大地改善城市交通狀況，提高城市交通擁堵治理能力。

當行進方向出現事故、臨時施工時，事件檢測系統將事件信息傳輸到數據中心，數據中心將事故、施工信息和路況狀態編輯成警示信息在原指路標志可變信息欄進行發布，并能給出繞行或者變道行駛的方案。后方車輛可以及時獲取路況信息，提升道路使用效率。

當路段發生交通事故時，事件檢測系統將事故情況上傳至中心端，中心端在第一時間將事故信息以及相應行車推薦通過事故后方的可變交通標志進行發布，如圖2所示，在距離事故350m行車方向的可變指路標志上發布前方事故信息并建議繞行，后方車流在進行繞行時有較充足的時間，同樣對于預防次生事故發揮重要作用。

圖2 交通事件警示發布流程圖

(3)禁令、限速等標志的可變切換應用

限速、禁令等標志在日常交通管理工作中起著關鍵的作用，此類標志多數情況下屬于表述強制規定的內容，對于城市交通流的特性來說，不同時段對于交通流的管控策略也不盡相同。應對早晚高峰時段交叉口通常采取禁左的管理策略，將信號放行時長主要分配給直行方向的交通流，以提升核心區域及方向的通過性[2]。但在平峰以及夜間時段，各個方向的交通流呈離散狀態時，就可以解除禁左的規定，盡可能恢復路口的左轉功能性。

圖3 路口禁止左轉及解除示例

限速管理同樣可以利用可變交通標志來進行彈性切換限制速度值，當截面流量升高時，常規限制速度明顯不適用此時段的流量需求，車流密集區不適宜加速和高速通過，應該將限速值下調以保證車流平穩通過；當平峰以及夜間有條件實行設計限制時速時，將可變限速標志的速度管理提升至原設計數值。路段限速進行合理管控后，可以降低事故發生率，提升路段車流通過的穩定性[3]。

(4)道路施工作業預警提示

道路臨時施工時，除了通過使用區域封閉提示外還可以把施工信息在可變交通標志上顯示，施工信息提前在后方及周邊沿線的可變標志上提示，可以盡早讓駕駛人獲取信息并做出最優線路選擇。相比于原來小區域封閉及提示的方式，可變交通標志在沿線相關區域顯示施工信息更具優勢，信息的傳播區域更為廣泛，信息更容易辨識。

2.3 結合智慧交通體系的應用

(1)可變標志在智慧交通的應用

可變交通標志可以結合大數據、地理信息系統等平臺，直接在地圖上進行顯示，通過通信系統，對于區域交通的信息發布、城市整體的交通管控、交通共同體(TC)的態勢信息發布等具有重要的意義。

(2)可變交通標志在車聯網中的應用

自動駕駛是社會的熱點，道路交通標志作為智慧路徑誘導系統的重要組成部分，在智能識別中主要分為兩類：第一類是以視頻識別技術為主對有著數字、反光且文字圖形發出清新光色的指路標志進行智能識別的基礎交通標志；第二類則為交通信息數字化經由路側內嵌在可變標志內的RSU通信設備向車輛下發指令，在擁有視野感知之外向智能駕駛車輛提供惡劣天氣等全天候環境中的遠距離視認性能。可變交通標志內嵌物聯網傳感模塊，能夠接入智慧物聯網交通管控系統，實現交通標志身份信息的全生命周期數字化管理，為車路協同提供技術支撐。

3 結語

可變交通標志是在既有交通標志基礎上衍生的產物，它采用當前主流的通信、電子屏顯、人工智能等先進技術，再結合原有道路交通標志的“安全”、“效率”特性打造而成的。可變交通標志為交通安全設施的升級革新提供了新思路，在基于城市道路交通場景下對于不同交通環境下可變交通標志的應用進行了示例分析，為城市的交通標志的管理與控制提供支撐，由此生成的方案將更具主動性、精準性、有效性。