[发明专利]一种多因素一体化高速公路动态车速管控系统

权利要求书

1.一种多因素一体化高速公路动态车速管控系统，其特征在于，它包括：

高速公路信息采集模块(1)，与高速公路中心监控模块(3)相连；高速公路信息采集模块(1)采集高速公路各分路段的交通事件信息、气象环境信息、道路结构信息、交通流信息以及指挥调度信息，并进行预处理；

高速公路限速决策模块(2)，与高速公路中心监控模块(3)相连；高速公路限速决策模块(2)综合考虑各种影响因素，实时决策高速公路各分路段各车型限速值；

高速公路中心监控模块(3)，与高速公路协调管控模块(4)相连；高速公路中心监控模块(3)全面监控高速公路各分路段运行状态，并负责统筹全局与任务调度；

高速公路协调管控模块(4)，分别与高速公路匝道信号控制系统(6)和高速公路超速抓拍系统(7)进行互联互通；高速公路协调管控模块(4)约束高速公路进出口流量，及时处理超速车辆，最终形成一体化闭环控制；

高速公路信息发布模块(5)，与高速公路协调管控模块(4)相连；高速公路信息发布模块(5)动态发布各分路段限速信息，高速公路诱导信息，安全警示信息以及超速车辆信息，

所述高速公路限速决策模块(2)的具体算法流程如下：

(1)将各分路段定义为一个具有统一属性模型的智能体，每个智能体将与相邻智能体进行信息交互，并逐步演化，最终实现高速公路交通状态优化目标；

(2)每个智能体将在时间窗口内综合考虑气象环境信息和道路结构信息，通过决策模型V_mod1，按车型生成三个限速值分别表示货车限速值、客车限速值和汽车限速值，具体地，

其中，S为安全制动距离，S_T表示临界安全制动距离，其为摩擦系数u的函数，S_v为高速公路的能见度，S_h为分路段的平均车间距，安全制动距离与速度的关系如下式所示，通过安全制动距离S反推限速值，

S＝S₀+S₁+S₂

其中，S₀,S₁,S₂分别为最小安全距离、反应时间内车辆行驶距离、车辆刹车到停止的行驶距离，t_r为驾驶员反应时间，g为高速公路坡度，为分路段的限速值，

其中，w为风速影响因子；

每个智能体将依据路段交通流信息和交通事件信息，通过决策模型V_mod2，按车型生成三个限速值分别表示货车限速值、客车限速值和汽车限速值，

每个智能体的属性模型包括如下：

其中，分别为第m分路段的第i视频检测器在规定时间窗口内检测到得的时间占有率、过车流量、动态时间占有率参数；为第m分路段获得的动态时间占有率参数；

分别为第m分路段的第i个子单元路段的平均车速、第m分路段的平均车速，

各普通智能体的限速值：

其中，为全路段平均速度；分别为逼近全局平均状态与逼近邻近智能体的状态的变化量；的变化量临界最大值为20km/h，

每个智能体将依据指挥调度信息，按车型获取三个限速值默认为正常限速值；

(3)最终依据设计的判断逻辑，按车型获取三个理想限速值。

2.根据权利要求1所述的多因素一体化高速公路动态车速管控系统，其特征在于，所述高速公路信息采集模块(1)采集的气象环境信息包括雾浓度信息、雨雪量信息、风速信息以及结冰信息；

所述高速公路信息采集模块(1)采集的道路结构信息包括道路坡度信息以及路面摩擦度信息；

所述高速公路信息采集模块(1)采集的交通流信息包括宏观参数和微观参数，其中，宏观参数包括流量、密度和速度，微观参数包括车牌号码和过车时间。