城市交通诱导系统中的VMS点布设研究
发布时间：2012-05-08 08:39:29更新时间：2012-05-08 08:44:38
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摘要：主要讨论目前城市交通诱导系统中布点设置存在的问题，通过介绍VMS的几种常用类型及其布设原则，并且将VMS技术应用到城市交通诱导系统中，以宁波市城市交通诱导系统中VMS点的布设为例，详细说明VMS在实际诱导系统中的应用，并对使用VMS前后的道路拥堵效果进行了对比，VMS布设之后道路拥堵得到了明显的缓解，提高了道路通行能力，从而为VMS点布设在城市交通诱导系统中的应用提供实践指导作用。
关键字：VMS；布设方法；交通诱导
引言
可变信息标志(VMS)是当前各个城市作为实现智能交通管理的一个发布实时交通信息的平台。随着城市化建设步伐的加快，城市拥堵问题越发严重，道路的发展有限，只有通过对城市道路的科学管理，有效的发挥道路交通的作用来缓解拥堵问题。城市交通诱导系统在ITS建设中尤为重要，而城市诱导系统发挥的一个最主要的影响因素就是利用VMS把实时交通信息和咨询反馈给道路交通的参与者，以利于驾驶者调整其驾驶行为，达到缓解交通阻塞、提高安全性，减少事件发生率和提高城市路网通行能力的目的。
VMS技术在我国近些年来应用比较多，但是城市诱导系统的布点设置在实践操作方面一直还没有统一的应用规范，本文结合宁波市道路交通诱导系统设置，对VMS的布设给出了一套可行性方案，为今后规范的确定提供了参考依据。
1 VMS类型
目前，国内和国际上通常采用的VMS形式主要有全点阵屏、可变光带和可变光带+点阵文字屏三类，选择何种VMS类型，需要根据不同路段的需求确定。三种显示屏的特点和适用地点如下：
1）全点阵屏
全点阵屏是目前我国交通诱导信息发布系统中使用最为广泛的一种形式，一般都采用双基色LED点阵，有同步和异步两种控制模式。全点阵的特点是：可以显示图形和文字两种类型的信息；采用双基色屏就可以达到采用红、黄、绿三种颜色显示拥挤、繁忙和畅通三种交通状态的目的。
全点阵屏比较适合应用于常发性交通拥堵和交通事故高发路段，能够较为灵活地采用图文形式发布诱导信息和交通宣传信息。目前宁波已建成的30处VMS均采用全点阵屏。
2）可变光带
可变光带用一组按道路线形组成的LED光带镶嵌在静态板面上来表示道路交通组织，相对于全点阵屏来说，其缺点是功能比较单一，只能用于对固定道路信息进行实时显示，当道路线形和交通组织发生变化时，可变光带的调整相对就比较复杂和困难。可变光带适用于只需要表达道路通行状态的交通诱导系统。
3）可变光带+点阵文字屏
可变光带+点阵文字屏是对纯可变光带技术的一种改进，它通过在可变光带下附加一块点阵文字屏，实现对文字类型的交通诱导信息的发布，适应性更强。其相对缺点是增加了成本和造价。
2 可变信息标志的原则
城市道路交通系统是一个由人、车、路构成的动态系统。人是交通参与者，是交通行为的主体，因此，交通可变情报板的设计原则应该“以人为本”为出发点，首先必须最大限度满足人的生理和心理需求及认可，要能体现可变情报板设计的人性化。其次，要充分考虑行车速度、路网结构和城市交通组织对VMS设计设计的影响。基于上述考虑，提出VMS设计应遵循的十项基本原则：1）与区位交通需求相适应原则；2）关键路段重点设计原则；3）适度提前原则；4）好的视认性原则；5）系统性、连续性原则；6）VMS信息准确、及时有效原则；7）多种VMS类型相结合原则；8）适度规模原则；9）分期布设原则；10）充分利用现有设施资源原则。下面便结合这些原则介绍宁波市交通诱导系统中的VMS布点策略。
3城市交通诱导VMS的布点策略
以宁波市城市交通诱导的VMS布点为例，说明VMS布点策略。宁波市的过境交通特征不明显，因此，宁波的交通诱导系统应主要以服务于本地居民出行、缓解城市核心区域交通拥堵压力为主。
3.1道路交通诱导系统VMS布点选取
综合考虑上述分析，在常发性拥堵点、路网中主要分流点、车流集散地等上游或者周围布设VMS，主要遵循以下原则。
1）在具有分流条件的常发性拥堵点上游布设VMS点
根据对宁波市近些年的主要道路运行速度数据及流量数据分析，不能通过物理改造或交通组织等手段解决拥堵问题的交通瓶颈，并且拥有分流条件的点，可以确定以下11个常发性交通拥堵点，见表3.1。在其上游具有分流条件的地点布设VMS，就可以在交通拥堵时段通过发布交通信息引导部分车辆绕过这些拥堵点。
表3.1 宁波市区常发交通拥堵点
宁波市常发性拥堵点如下图3.1所示：
图3.1 宁波市常发性拥堵点分布图
2）在路网中的重大分流点的上游布设
根据对宁波市路网结构和交通出行OD的分析，确定了宁波市区39个主要交通分流点，具体见表3.2所示。VMS在这39个交通分流点或其上游布设。
表3.2 宁波市区主要交通分流点
3）VMS布设在重要的车流集散地
根据宁波的实际情况，宁波车流集散地主要有以下四类，具体分布见图3.2，其中紫色点表示交通枢纽，蓝色点表示商业中心，红色点表示过江通道、绿色点表示城市出入口。
交通枢纽：1个，宁波市的交通枢纽主要是汽车南站和火车站，其它车站相对来说对交通流影响不大。
商业中心：1个，由于宁波市中心特征明显，中心区域面积较小，因此可以确定市中心天一广场一带为一个重要的车流集散地。
过江通道：共16个，包括解放桥、新江桥、甬江大桥、江厦桥、灵桥、琴桥、兴宁桥、庆丰桥、常洪隧道、长丰桥、芝兰桥、永丰桥、姚江大桥、青林渡大桥、华辰大桥、湾头大桥等过江通道在内。
主要城市出入口：共6个，包括杭甬高速段塘、大朱家、宁波东出入口；舟山、北仑方向出入口；329国道镇海、慈溪方向出入口。
在这些设施附近布设VMS发布周边路网的道路交通信息，可以使得进出这些设施的驾驶员选择合适的疏散路线。
图3.2 宁波车流集散地分布
4）在交通敏感区或交通流量较大的路段布设VMS，预防偶发性交通拥挤
根据宁波市区道路交通量分析，宁波市区交通流量较大的东西向道路主要有中山西路、中山东路、柳汀街等，交通负荷均在0.90以上，为拥堵路段，这些拥堵路段到了早晚高峰，行车环境的稍微改变就可能引起连锁反映，引起交通混乱。因此需在这些道路上适当布设VMS。
5）VMS设计要与现有交通组织相一致
VMS所显示内容应该与现有禁行等交通组织完全一致，不能与现有相同组织相矛盾。目前宁波市区为有效疏导交通，实施了较多的交通组织管理，如单行线、禁左、禁止通行等管制措施，因此宁波市的VMS设计与布点要充分考虑现时交通管制的基础上，进行合理的符合宁波市区实际的VMS设计与布点。
3.2交通诱导系统VMS布点方案
目前宁波市区的VMS均规划为全点阵形式，除了发布道路交通状况外，还可适当发布交通管理相关的法规、政策宣传等；在市区外围和主要过江通道采用可变光带+点阵文字屏为主的诱导形式，主要发布市区外围道路和过江通道的交通拥堵信息，有效诱导市区外围和过江交通，保证市区外围和过江通的交通畅通。
经过对宁波市路网分布及交通流量统计、速度数据分析，在原有30块诱导屏的基础上再增加50块诱导屏，其中全点阵诱导屏27块，光带加点阵诱导屏23块，分布情况如图3.3（部分点超出地图，未标出）。
图3.3 宁波诱导屏分布状况
3.3 应用效果
在布设完成后，通过对比布设VMS点之前与布设之后的晚高
峰时刻的实时路况图，可以看出效果，对比图如图3.4及图3.5所示。
图3.4 优化诱导屏前交通拥堵
图3.6 优化诱导屏后交通现状
表3.3宁波市区常发交通拥堵点
通过上图3.5和3.6的对比可以看出，道路拥堵状况得到很明显的缓解，特别是在中心城区的几条主干道上，通过表3.3统计出来的数据可以看出在高峰期的饱和度平均下降13.8%，效果尤为明显；通过VMS的布设，城市交通诱导系统更加完善，从本质上减轻了道路交通压力，同时也优化了城市交通结构，减少了由交通拥堵严重带来的环境污染对城市造成的危害。
4总结
本文以城市交通诱导系统的VMS点为研究对象，以宁波市的应用为例，结合宁波市自身的城市特点及新的布设原则，分析宁波市交通诱导VMS的布设与应用，成功的进行了实践验证，取得了一定的研究成果，证明了VMS在城市交通诱导系统中应用的可行性，为今后的VMS理论的规范与系统奠定了一定的基础。
参考文献
[1]傅立平等.A Planning Model for Determining Optimal CMS Locations on Freeway-Arterial Network.北京：交通运输系统工程与信息.
[2]宁波市交通诱导系统设计报告.安徽省智能交通（ITS）工程研究中心，2009
[3]干宏程等.VMS技术的评价、现状与进展. 上海公路，2003
[4]李悦.城市交通诱导系统可变信息标志关键问题研究.北京交通大学，2006
[5]徐伟等.城市道路可变信息交通标志牌设计研究.高校理科研究
关键字：VMS；布设方法；交通诱导
引言
可变信息标志(VMS)是当前各个城市作为实现智能交通管理的一个发布实时交通信息的平台。随着城市化建设步伐的加快，城市拥堵问题越发严重，道路的发展有限，只有通过对城市道路的科学管理，有效的发挥道路交通的作用来缓解拥堵问题。城市交通诱导系统在ITS建设中尤为重要，而城市诱导系统发挥的一个最主要的影响因素就是利用VMS把实时交通信息和咨询反馈给道路交通的参与者，以利于驾驶者调整其驾驶行为，达到缓解交通阻塞、提高安全性，减少事件发生率和提高城市路网通行能力的目的。
VMS技术在我国近些年来应用比较多，但是城市诱导系统的布点设置在实践操作方面一直还没有统一的应用规范，本文结合宁波市道路交通诱导系统设置，对VMS的布设给出了一套可行性方案，为今后规范的确定提供了参考依据。
1 VMS类型
目前，国内和国际上通常采用的VMS形式主要有全点阵屏、可变光带和可变光带+点阵文字屏三类，选择何种VMS类型，需要根据不同路段的需求确定。三种显示屏的特点和适用地点如下：
1）全点阵屏
全点阵屏是目前我国交通诱导信息发布系统中使用最为广泛的一种形式，一般都采用双基色LED点阵，有同步和异步两种控制模式。全点阵的特点是：可以显示图形和文字两种类型的信息；采用双基色屏就可以达到采用红、黄、绿三种颜色显示拥挤、繁忙和畅通三种交通状态的目的。
全点阵屏比较适合应用于常发性交通拥堵和交通事故高发路段，能够较为灵活地采用图文形式发布诱导信息和交通宣传信息。目前宁波已建成的30处VMS均采用全点阵屏。
2）可变光带
可变光带用一组按道路线形组成的LED光带镶嵌在静态板面上来表示道路交通组织，相对于全点阵屏来说，其缺点是功能比较单一，只能用于对固定道路信息进行实时显示，当道路线形和交通组织发生变化时，可变光带的调整相对就比较复杂和困难。可变光带适用于只需要表达道路通行状态的交通诱导系统。
3）可变光带+点阵文字屏
可变光带+点阵文字屏是对纯可变光带技术的一种改进，它通过在可变光带下附加一块点阵文字屏，实现对文字类型的交通诱导信息的发布，适应性更强。其相对缺点是增加了成本和造价。
2 可变信息标志的原则
城市道路交通系统是一个由人、车、路构成的动态系统。人是交通参与者，是交通行为的主体，因此，交通可变情报板的设计原则应该“以人为本”为出发点，首先必须最大限度满足人的生理和心理需求及认可，要能体现可变情报板设计的人性化。其次，要充分考虑行车速度、路网结构和城市交通组织对VMS设计设计的影响。基于上述考虑，提出VMS设计应遵循的十项基本原则：1）与区位交通需求相适应原则；2）关键路段重点设计原则；3）适度提前原则；4）好的视认性原则；5）系统性、连续性原则；6）VMS信息准确、及时有效原则；7）多种VMS类型相结合原则；8）适度规模原则；9）分期布设原则；10）充分利用现有设施资源原则。下面便结合这些原则介绍宁波市交通诱导系统中的VMS布点策略。
3城市交通诱导VMS的布点策略
以宁波市城市交通诱导的VMS布点为例，说明VMS布点策略。宁波市的过境交通特征不明显，因此，宁波的交通诱导系统应主要以服务于本地居民出行、缓解城市核心区域交通拥堵压力为主。
3.1道路交通诱导系统VMS布点选取
综合考虑上述分析，在常发性拥堵点、路网中主要分流点、车流集散地等上游或者周围布设VMS，主要遵循以下原则。
1）在具有分流条件的常发性拥堵点上游布设VMS点
根据对宁波市近些年的主要道路运行速度数据及流量数据分析，不能通过物理改造或交通组织等手段解决拥堵问题的交通瓶颈，并且拥有分流条件的点，可以确定以下11个常发性交通拥堵点，见表3.1。在其上游具有分流条件的地点布设VMS，就可以在交通拥堵时段通过发布交通信息引导部分车辆绕过这些拥堵点。
表3.1 宁波市区常发交通拥堵点
| 位置 |
高峰 期饱 和度 |
位置 | 高峰期饱和度 |
| 中山东路与甬港北路交叉口（甬北岗） | 1.09 | 长春路与镇明路交叉口（三市岗） | 0.98 |
| 药行街与解放南路交叉口（芝兰岗） | 1.08 | 兴宁路与中兴路交叉口（丹凤岗） | 0.97 |
| 世纪大道与百丈东路交叉口（东环岗） | 1.05 | 环城北路与世纪大道交叉口（常洪岗） | 0.96 |
| 柳汀街与环城西路交叉口（联丰岗） | 1.04 | 解放北路与和义路交叉口（解放桥岗） | 0.95 |
| 中山西路与环城西路交叉口（泽民岗） | 1.01 | 柳汀街与长春路交叉口（柳汀岗） | 0.94 |
| 中山路与江夏街交叉口（人民岗） | 0.98 |
图3.1 宁波市常发性拥堵点分布图
2）在路网中的重大分流点的上游布设
根据对宁波市路网结构和交通出行OD的分析，确定了宁波市区39个主要交通分流点，具体见表3.2所示。VMS在这39个交通分流点或其上游布设。
表3.2 宁波市区主要交通分流点
| 编号 | 分流路口 | 编号 | 分流路口 |
| 1 | 青林渡路与环城北路交叉口 | 2 | 环城北路与人民路交叉口 |
| 3 | 环城北路与世纪大道交叉口 | 4 | 永丰北路与永丰桥交叉口 |
| 5 | 清河路与通途路交叉口 | 6 | 通途路与人民路交叉口 |
| 7 | 永丰路与解放北路交叉口 | 8 | 解放桥与大庆南路交叉口 |
| 9 | 江南路与世纪大道交叉口 | 10 | 人民路与甬江大桥交叉口 |
| 11 | 通途路与中兴路交叉口 | 12 | 通途路与世纪大道交叉口 |
| 13 | 中兴路与姚隘路交叉口 | 14 | 机场路与中山西路交叉口 |
| 15 | 环城西路与中山西路交叉口 | 16 | 马园路与中山西路交叉口 |
| 17 | 解放北路与中山西路交叉口 | 18 | 江东北路与中山东路交叉口 |
| 19 | 彩虹北路与中山东路交叉口 | 20 | 中兴路与中山东路交叉口 |
| 21 | 世纪大道与中山东路交叉口 | 22 | 机场路与联丰路交叉口 |
| 23 | 环城西路与联丰路交叉口 | 24 | 马园路与柳汀街交叉口 |
| 25 | 解放南路与药行街交叉口 | 26 | 江东北路与百丈路交叉口 |
| 27 | 彩虹南路与百丈路交叉口 | 28 | 中兴路与百丈东路交叉口 |
| 29 | 中兴路与新河路交叉口 | 30 | 江东南路与兴宁路交叉口 |
| 31 | 彩虹南路与兴宁路交叉口 | 32 | 中兴路与兴宁路交叉口 |
| 33 | 世纪大道与兴宁路交叉口 | 34 | 机场路与环城南路交叉口 |
| 35 | 环城西路与环城南路交叉口 | 36 | 宁姜公路与环城南路交叉口 |
| 37 | 天童北路与环城南路交叉口 | 38 | 中兴路与环城南路交叉口 |
| 39 | 世纪大道与环城南路交叉口 |
根据宁波的实际情况，宁波车流集散地主要有以下四类，具体分布见图3.2，其中紫色点表示交通枢纽，蓝色点表示商业中心，红色点表示过江通道、绿色点表示城市出入口。
交通枢纽：1个，宁波市的交通枢纽主要是汽车南站和火车站，其它车站相对来说对交通流影响不大。
商业中心：1个，由于宁波市中心特征明显，中心区域面积较小，因此可以确定市中心天一广场一带为一个重要的车流集散地。
过江通道：共16个，包括解放桥、新江桥、甬江大桥、江厦桥、灵桥、琴桥、兴宁桥、庆丰桥、常洪隧道、长丰桥、芝兰桥、永丰桥、姚江大桥、青林渡大桥、华辰大桥、湾头大桥等过江通道在内。
主要城市出入口：共6个，包括杭甬高速段塘、大朱家、宁波东出入口；舟山、北仑方向出入口；329国道镇海、慈溪方向出入口。
在这些设施附近布设VMS发布周边路网的道路交通信息，可以使得进出这些设施的驾驶员选择合适的疏散路线。
图3.2 宁波车流集散地分布
4）在交通敏感区或交通流量较大的路段布设VMS，预防偶发性交通拥挤
根据宁波市区道路交通量分析，宁波市区交通流量较大的东西向道路主要有中山西路、中山东路、柳汀街等，交通负荷均在0.90以上，为拥堵路段，这些拥堵路段到了早晚高峰，行车环境的稍微改变就可能引起连锁反映，引起交通混乱。因此需在这些道路上适当布设VMS。
5）VMS设计要与现有交通组织相一致
VMS所显示内容应该与现有禁行等交通组织完全一致，不能与现有相同组织相矛盾。目前宁波市区为有效疏导交通，实施了较多的交通组织管理，如单行线、禁左、禁止通行等管制措施，因此宁波市的VMS设计与布点要充分考虑现时交通管制的基础上，进行合理的符合宁波市区实际的VMS设计与布点。
3.2交通诱导系统VMS布点方案
目前宁波市区的VMS均规划为全点阵形式，除了发布道路交通状况外，还可适当发布交通管理相关的法规、政策宣传等；在市区外围和主要过江通道采用可变光带+点阵文字屏为主的诱导形式，主要发布市区外围道路和过江通道的交通拥堵信息，有效诱导市区外围和过江交通，保证市区外围和过江通的交通畅通。
经过对宁波市路网分布及交通流量统计、速度数据分析，在原有30块诱导屏的基础上再增加50块诱导屏，其中全点阵诱导屏27块，光带加点阵诱导屏23块，分布情况如图3.3（部分点超出地图，未标出）。
图3.3 宁波诱导屏分布状况
3.3 应用效果
在布设完成后，通过对比布设VMS点之前与布设之后的晚高
峰时刻的实时路况图，可以看出效果，对比图如图3.4及图3.5所示。
图3.4 优化诱导屏前交通拥堵
图3.6 优化诱导屏后交通现状
表3.3宁波市区常发交通拥堵点
| 位置 | 设置前高峰期饱和度 | 设置后高峰期饱和度 |
| 中山东路与甬港北路交叉口（甬北岗） | 1.09 | 0.95 |
| 药行街与解放南路交叉口（芝兰岗） | 1.08 | 0.94 |
| 世纪大道与百丈东路交叉口（东环岗） | 1.05 | 0.93 |
| 柳汀街与环城西路交叉口（联丰岗） | 1.04 | 0.9 |
| 中山西路与环城西路交叉口（泽民岗） | 1.01 | 0.9 |
| 中山路与江夏街交叉口（人民岗） | 0.98 | 0.88 |
| 长春路与镇明路交叉口（三市岗） | 0.98 | 0.87 |
| 兴宁路与中兴路交叉口（丹凤岗） | 0.97 | 0.86 |
| 环城北路与世纪大道交叉口（常洪岗） | 0.96 | 0.85 |
| 解放北路与和义路交叉口（解放桥岗） | 0.95 | 0.82 |
| 柳汀街与长春路交叉口（柳汀岗） | 0.94 | 0.81 |
4总结
本文以城市交通诱导系统的VMS点为研究对象，以宁波市的应用为例，结合宁波市自身的城市特点及新的布设原则，分析宁波市交通诱导VMS的布设与应用，成功的进行了实践验证，取得了一定的研究成果，证明了VMS在城市交通诱导系统中应用的可行性，为今后的VMS理论的规范与系统奠定了一定的基础。
参考文献
[1]傅立平等.A Planning Model for Determining Optimal CMS Locations on Freeway-Arterial Network.北京：交通运输系统工程与信息.
[2]宁波市交通诱导系统设计报告.安徽省智能交通（ITS）工程研究中心，2009
[3]干宏程等.VMS技术的评价、现状与进展. 上海公路，2003
[4]李悦.城市交通诱导系统可变信息标志关键问题研究.北京交通大学，2006
[5]徐伟等.城市道路可变信息交通标志牌设计研究.高校理科研究
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