[发明专利]一种基于匝道与主线交互影响的多匝道协同控制方法

权利要求书

1.一种基于匝道与主线交互影响的多匝道协同控制方法，用于多个匝道沿主线车流方向顺序汇入主线的交通路线流量的控制，其中每个匝道汇入位置对应的主线区域为合流区，所述合流区的车流驶入方向为上游方向、车流驶出方向为下游方向，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、按顺序两两一组将多个匝道和对应的合流区分为多个控制区域，每个控制区域均包含两个匝道和对应的合流区，按固定周期获取每个控制区域中每个匝道的车辆到达率d_i(k)和车辆排队数φ_i(k)、每个控制区域中i号合流区的车流平均车速v_i(k)和下游车流流量Q_i(k)，其中k为固定周期内的时刻，i为匝道在所在控制区域内按顺序的编号，i等于1或2；

(2)、根据匝道控制模型，分别计算固定周期内k时刻每个控制区域内每个匝道汇入量，匝道控制模型如下公式所示：

其中：为k时段内i号匝道汇入量，单位为veh；

q_i(k)为i号匝道通行能力，单位为veh·h^-1；

V_mi为预设的合流区最大流平均车速阈值，单位为km·h^-1；

C_i表示i号合流区下游通行能力，单位为veh·h^-1；

(3)、基于步骤(2)计算得到的每个控制区域内每个匝道汇入量，控制对应控制区域中每个匝道向主线汇入的车流流量等于计算得到的汇入量；

步骤(4)：完成当前固定周期的控制后，重复步骤(1)-(3)，进行下一个固定周期的控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于匝道与主线交互影响的多匝道协同控制方法，其特征在于：步骤(2)中，根据匝道控制模型计算得到每个控制区域中2号匝道汇入量φ₂(k)后，再进行如下判断：

当时，则以通过步骤(2)中匝道控制模型计算得到的每个控制区域中两个匝道的匝道汇入量，作为步骤(3)的控制依据；

当时，则以通过步骤(2)中匝道控制模型计算得到的每个控制区域中1号匝道的匝道汇入量，作为步骤(3)中对1号匝道向主线汇入的车流流量的控制依据；同时，基于如下公式再次计算得到2号匝道的匝道汇入量：

以再次计算得到的2号匝道的匝道汇入量，作为步骤(3)中对2号匝道向主线汇入的车流流量的控制依据。

3.根据权利要求1所述的一种基于匝道与主线交互影响的多匝道协同控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中，通过在所述匝道设置信号控制设备，并通过控制信号控制设备信号变化使匝道中车辆停止或行驶，以实现对匝道向主线汇入的车流流量控制，使所述车流流量等于所述匝道计算得到的汇入量。

4.根据权利要求3所述的一种基于匝道与主线交互影响的多匝道协同控制方法，其特征在于：当设置在匝道上的检测器检测到车辆通过数达到确定的匝道汇入量时，信号由绿灯切换至红灯，使匝道车辆在设定后的绿灯时长内汇入主线的车辆数就是步骤(2)确定的匝道汇入量，实现多匝道协同控制。

5.一种用于多匝道协同控制的计算机系统，包括处理器和存储器，所述存储器中写入有所述处理器能够运行的程序指令，其特征在于：所述处理器运行程序指令时，执行权利要求1-4中任意一项所述的多匝道协同控制方法。

6.根据权利要求5所述的一种用于多匝道协同控制的计算机系统，其特征在于：所述程序指令包括数据采集模块、匝道控制模块，所述处理器运行数据处理模块时执行所述步骤(1)，处理器运行匝道控制模块时执行所述步骤(2)、(3)、(4)。