[发明专利]一种高速公路交织区主线与匝道协同控制方法

权利要求书

1.一种高速公路交织区主线与匝道协同控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤(1)、主线交通流检测模块通过路侧布设的主线交通流检测器获取交织区域实时交通状态信息，对于未覆盖的区域由交通估计模块，估计并补全其实时交通状态信息，完整的交通流信息由通信系统传递到计算模块并被运用于步骤(2)；

步骤(2)、计算模块根据步骤(1)的完整交通流信息，判断交织区段交通流量是否达到阈值，若交织区交通量未达到阈值即无需控制，控制流程结束；若交织区交通量超过阈值，则进入步骤(3)控制；

步骤(3)、判断开始控制措施后，计算模块将优先采取限制汇入速率的匝道控制，输出匝道控制速率以减少汇入主线的交通流量；计算模块输出的匝道控制速率经由通信系统传递到匝道控制模块，由匝道控制模块实施对汇入流的限制；

步骤(4)、匝道控制模块接收到步骤(3)中计算模块输出的匝道控制速率，开始实施匝道流汇入限制的匝道控制，对汇入流的限制导致匝道排队长度的增加，布设于匝道入口处的匝道交通流检测模块实时监测排队长度，并将信息反馈到计算单元和匝道控制模块，计算单元判断排队长度是否到达预设阈值，若未到达阈值，则保持匝道控制的汇入速率；若达到阈值，则匝道已无法通过排队满足限制速率，进入步骤(5)；

步骤(5)、判断匝道排队达到阈值后，计算模块输出协同控制中更新的匝道限制汇入速率与主线可变限速控制速率，并分别传递到匝道控制模块和主线控制模块实施协同控制，其中，通过更新的匝道限制汇入速率以维持排队长度在阈值内；主线可变限速控制速率是根据更新前后的匝道汇入速率差决定的，主线可变限速控制用于缓解更新后增加的汇入流对交织区交通流的影响。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路交织区主线与匝道协同控制方法，其特征在于，步骤(4)中，所述步骤中限制汇入速率的匝道控制具体为：入口匝道处的控制模块接收到经由通信系统传递的来自交织区及其上游的主线路侧设施的交通流信息和排队检测器的匝道排队状态信息，对于不同主线交通流量密度以及排队情况，采取相应的控制策略；当主线流顺畅的自由流时，匝道控制模块不采取控制措施；当主线和匝道交织形成的同步流不断增长时，匝道控制模块采取限制汇入车辆速率的方式缓解合流压力；当采取的限制汇入策略致使到达入口匝道车辆排队达到阈值时，匝道控制模块将采取等同匝道排队到达流的速率允许车辆汇入，更新的汇入速率使得交织流量增大。

3.根据权利要求2所述的一种高速公路交织区主线与匝道协同控制方法，其特征在于，所述交通流信息包括但不限于交通流量、速度分布、密度分布以及系统对主线交通状况的估计中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种高速公路交织区主线与匝道协同控制方法，其特征在于，步骤(5)中，所述步骤中主线可变限速控制具体为：各段路侧设备收集所属路段的实时交通流信息，并通过通信系统传递到系统及计算单元，计算单元根据实际交通状况和需求，通过算法处理得到可变限速的最优值，并将其作为期望速度值发送给网联车辆，网联车辆将收到的期望速度值作为实际行驶速度，网联车辆通过上传自身速度、位置信息，在交织区段前一定期望距离开始收到控制指令，经限速控制后以预设的主线交通流量与匝道汇入交通流融合进入交织段。

5.根据权利要求1所述的一种高速公路交织区主线与匝道协同控制方法，其特征在于，步骤(5)中，所述更新的匝道限制汇入速率等同于匝道排队到达流的大小。