[发明专利]一种普通国省干线可变限速控制方法

权利要求书

1.一种普通国省干线可变限速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过智能交通系统定位交通事故的发生位置和事故车道，根据所述事故车道确定通行车道，将交通事故上游路段按照车辆行驶方向依次划分为缓冲区和合流区；

获取所述通行车道数量占总车道数量的比例，实时获取交通事故上游路段若干个监控点的车辆流量，计算所述车辆流量的流量均值，根据所述流量均值和所述比例推算通行车道的预期车辆流量；

提取所述通行车道的监控信息，所述监控信息包括通行车道内的车辆速度和车辆流量，根据所述监控信息获取通行车道的历史车辆速度－车辆流量数据，根据所述历史车辆速度－车辆流量数据建立拟合函数，所述拟合函数用于拟合车辆速度随车辆流量的变化关系；

将所述预期车辆流量代入所述拟合函数获得对应的车辆速度，将所述车辆速度设定为通行车道限速；

提示进入所述缓冲区的车辆减速至所述通行车道限速；

所述拟合函数采用幂指函数，所述幂指函数模型公式如下：

V=Cexp(b(q-q₀)^a)，q≥q₀，

V表示车辆平均速度，q表示车辆流量，C为常数，a和b为参数，a＞0，b＜0，q₀为道路无拥挤状态下的最大车辆流量；

当q≥q₀时，所述通行车道的限速根据所述幂指函数模型公式获得；

当q＜q₀时，所述通行车道的限速为非应急车道限速；

q₀的获取方法为：

所述历史车辆速度－车辆流量数据中的车辆速度为单位时间内通过监控点的所有车辆的平均速度，将所述历史车辆速度－车辆流量数据根据由小到大的车辆流量q₁，q₂，…，q_n进行排序，n为正整数，并根据车辆流量由小到大累加采集对应的车辆速度数据，根据公式计算采集的所述车辆速度数据的离散值，当q采集到q_n+1时，若Vt_n+1≤Vt+d，d为预设阈值，则继续采集，若Vt_n+1＞Vt+d，则判定q_n+1为异常值，获取q_n的数值，将q_n设定为q₀；

Vt为标准差；μ为车辆速度数据的平均值，是平均值的常用代数；Vi表示任意单个车辆速度数据，Vi中的V表示车辆速度，Vi中的i为多项式之和公式中的常用代数，分别表示从1到n的所有数字；

所述车辆流量的定义为：

提取小型轿车的规定车长范围[v，w]，将(v+w)/2设定为标准车长，采集单位时间内经过监控点的所有车辆的车长，获取所述所有车辆的车长相对于标准车长的比例数值，将所有所述比例数值相加，所得到的数值总和设定为单位时间内的车辆流量；

将所述幂指函数模型变换为一次回归模型，所述一次回归模型公式如下：

y=α+βx，

y=ln[ln(C/V)]，x=ln(q-q₀)，α=ln(-b)，β=a，根据所述历史车辆速度－车辆流量数据获取道路无拥挤状态下自由速度均值，令C为所述自由速度均值，通过最小二乘法获取α和β的估值，根据α和β计算参数a和b。

2.根据权利要求1所述的一种普通国省干线可变限速控制方法，其特征在于，采集所述上游路段车辆的85%位车速，计算所述85%位车速与所述通行车道限速的差值，获取所述差值相对于20km/h的倍数，对所述倍数向上取整得到相对倍数M，将所述缓冲区划分为M+1个子缓冲区，所述子缓冲区的限速值由85%位车速逐渐降至通行车道限速，且子缓冲区的限速值沿道路方向等差递减。

3.根据权利要求2所述的一种普通国省干线可变限速控制方法，其特征在于，所述子缓冲区的长度根据对应的限速值设定，将以限速值行驶5分钟的路程设定为该限速值对应的子缓冲区的长度。

4.根据权利要求3所述的一种普通国省干线可变限速控制方法，其特征在于，若所述上游路段车辆流量发生变化，则获取当前的预期车辆流量，根据当前的预期车辆流量获取新的限速值，沿道路方向依次将所述子缓冲区的限速值调整为新的限速值，相邻子缓冲区的调整间隔为5分钟；若所述上游路段车辆流量保持不变，则保持限速值不变。