[发明专利]不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制方法

权利要求书

1.不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制方法，其特征在于，应用于不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制系统；

所述的不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制系统包括：可变情报板VMS、可变限速标志牌VLS、交通气象监测站RWS、交通流检测设备TRA和协同控制器；

可变情报板VMS用于发布当前恶劣天气类型、位置以及管控措施；

可变限速标志牌VLS用于发布当前限速区的实时限速值；

交通流检测设备TRA用于采集交通流信息；

交通气象监测站RWS用于实时采集路段的气象参数；

协同控制器，安装于高速公路信息控制中心，通过无线通讯模块分别与交通流检测设备TRA、交通气象监测站RWS、可变限速标志牌VLS、可变情报板VMS相连，用于根据交通流和气象参数对各路段的限速值进行实时优化，获得相应的管控措施，然后通过可变限速标志牌VLS显示优化后的各路段实时限速值，再将天气的类型、发生位置、管控措施发送至可变情报板VMS进行相应的显示；

交通流信息包括车辆类型、车速、交通量、密度、车道编号；

气象参数包括能见度、风向、风速、降水情况、路面状态、附着物厚度、路面温度；降水情况为降水类型或降水强度；

包括如下步骤：

（1）最大容许速度判断逻辑：

将交通气象监测站RWS采集的气象参数传输至协同控制器，协同控制器通过计算在当前能见度、纵向摩阻系数、水膜厚度的路段最大容许速度，再通过侧风风速进行最大容许速度调整，当侧风风速大于等于50km/h并小于等于100km/h时，最大容许速度对应减少10km/h；侧风风速大于100km/h时，最大容许速度对应减少20km/h；判断当前限速值是否大于最大容许速度，若是，调整可变限速标志牌VLS的限速值；若否，可变限速标志牌VLS的限速值不变；

（2）可变情报板信息控制：

通过交通气象监测站RWS采集的路段的气象参数传输至协同控制器，协同控制器通过处理分析能见度、小时降水强度、降水类型、路面状态、风速信息判断恶劣天气类型；

通过处理分析车辆类型、车速信息和事件检测信息得到断面平均速度和每车道交通量来判断交通事件类型；交通流检测设备TRA采集交通流信息传输至协同控制器，当检测到平均速度小于20km/h且大于0km/h时，交通事件类型为行驶缓慢；当检测到平均速度小于40km/h且每车道交通量大于1600pcu/h时，交通事件类型为拥堵；事件检测信息判断为事故时，交通事件类型为事故；

根据交通气象监测站RWS距可变情报板的距离d控制可变情报板信息；

协同控制器根据事件类型发布管控措施至可变情报板VMS；

（3）多路段协同控制逻辑

当根据（1）的方法得到的最大容许速度小于当前限速区的限速值时，启动可变限速控制，调整RWS所在限速区的限速值为最大容许速度；

启动其他限速区的自适应协同控制：从多限速区中限速值最小的位置开始，依次对相邻限速区限速差依次对相邻限速区限速值之差进行检查；限速差小于等于20km/h，则维持原限速值；限速差大于20km/h，则调整限速较大的限速区限速值，调整为限速较小值加20km/h；

当前限速与上一控制周期限速差增幅应不大于20km/h；

连续相同限速值的限速区累计长度应满足限速区最小长度要求，即当限速小于等于100km/h时，连续相同限速值的限速区总长度应不小于2km，当限速大于100km/h时，连续相同限速值的限速区总长度应不小于10km；

最后根据判断是否存在拥堵路段，即交通流检测中平均速度小于40km/h且每车道交通量大于1600pcu/h时，为拥堵；若无，则采用当前调整限速方案对全线进行协同控制；若存在，则上游限速区限速值降低10km/h后验算降低限速前后总行驶里程，若总行驶里程增加，再次降低上游限速区限速值重复验算，直至总行驶里程降低或不变后，采用降低后的上游限速区限速值；若总行驶里程降低或不变，则维持降低前的限速值；

按照表1来判断路段最大容许速度，表1中第一列到第五列之间为或的关系，当多种不利天气状况同时发生时，按照第六列对应的最大容许速度的较小值确定最大容许速度；

表1

按照表2判断恶劣天气类型；

表2 恶劣天气类型

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