[发明专利]一种快速道路上可变限速与匝道控制协调优化控制方法

说明书

技术领域

本发明属于交通控制和智能交通技术领域，特别是针对快速道路路段实行可变限速与匝道控制协调优化控制的方法，提出一种新的降低快速道路行驶延误的协调优化控制方法。 

背景技术

随着改革的深化和城市化、机动化进程的不断深入，自20世纪80年代中期开始，我国交通运输业迅速发展，路网结构得到不断完善，交通基础设施条件不断改善。但是，近年来交通需求急速增长，快速道路上交通流量迅速增加，道路基础设施已经逐渐满足不了机动车交通需求，导致了快速道路上出现频繁的交通拥堵。快速道路交通瓶颈路段在占有率较高时存在通行能力瞬时下降的现象，具体现象如图1所示，加剧了瓶颈交通拥堵严重程度，成为制约整条道路通行效率的关键。快速道路上最普遍的交通瓶颈即由于入口匝道与主线交汇处交通流量过高而导致。 

现有快速道路入口匝道交通瓶颈区域交通控制最常用技术为匝道控制技术。近年来可变限速控制技术也逐渐应用于缓解快速道路交通拥堵中，主要有匝道控制何可变限速控制两种控制方法。匝道控制优点为使主线交通流量保持在较高值，因此整条高速公路主线上通过出口匝道流出的车辆较多，但缺点为匝道上车辆排队长度收到匝道长度限制；可变限速控制优点为无车辆排队限制约束，但缺点为由于限制主线交通流，导致从主线上通过出口匝道流出的车辆较少。 

在某一路段以往的控制方法仅采用匝道控制或可变限速控制其中一种控制方法，没有充分挖掘两种算法的优势从而将两种算法合理的融合在一起。以往的算法并没有考虑到如何根据实时交通流特征来判断仅启动匝道控制或者可变限速控制，或是同时启动两种控制算法。故面对越来越复杂的交通状况时，原有的控制方法无法很好地实现控制，应用范伟不够全面且协调性能差，导致瓶颈区域通行能力下降和匝道上车辆溢出到地方道路的不良后果出现。 

发明内容

要解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提出一种一种快速道路上可变限速与匝道控制协调优化控制方法，解决现有技术中的单一控制方法不能全面协调控制复杂路况的技术问题。 

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案： 

一种快速道路上可变限速与匝道控制协调优化控制方法，包括以下步骤： 

第一步：设置交通流检测器、匝道信号控制灯和路侧可变信息牌，具体设置方法为： 

在入口匝道与地方道路相连位置处设置一组4#交通流检测器； 

在入口匝道与快速道路主线交汇的入口处设置一组5#交通流检测器； 

在入口匝道入口处下游的快速道路瓶颈路段设置一组1#交通流检测器； 

在入口匝道入口处上游的快速道路主线上设置两组交通流检测器，其中处于下游的一组为2#交通流检测器，处于上游的一组为3#交通流检测器为，2#交通流检测器和3#交通流检测器为之间的快速道路设定为快速道路可变限速控制区； 

上述各组交通流检测器每30s检测一次数据，并将数据传递给控制中心； 

在入口匝道入口处设置匝道信号控制灯，缺省灯色为绿灯，在整个交通没有出现拥堵状况的情况下，保持放行； 

在3#交通流检测器上游设置路侧可变信息牌； 

第二步：判断快速道路瓶颈路段的道路通行能力是否突然下降，具体判断方法为： 

依据快速道路瓶颈路段以往的历史交通流数据，确定快速道路瓶颈路段的道路通行能力下降时对应的占有率阈值； 

1#交通流检测器检测到快速道路瓶颈路段的当前占有率为o_b(k)； 

若满足o_b(k)＞，判定快速道路瓶颈路段道路通行能力下降，转入第三步； 

若满足o_b(k)≤，判定快速道路瓶颈路段道路通行能力正常，转入第四步； 

第三步：对当前入口匝道和快速道路可变限速控制区进行控制，具体控制方法为： 

a、控制入口匝道：