高速公路交通控制

1、高速公路交通控制高速公路交通控制 1 1 高速公路的交通特性及存在問題高速公路的交通特性及存在問題 v高速公路定義：高速公路定義：4 4車道以上、雙向分隔行駛、完車道以上、雙向分隔行駛、完全控制出入口、全部采用立體交叉的公路。全控制出入口、全部采用立體交叉的公路。 高速公路概述高速公路概述 山區(qū)高速公路山區(qū)高速公路平原高速公路平原高速公路 我國交通部我國交通部“公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定，高規(guī)定，高速公路是指速公路是指“能適應(yīng)年平均晝夜小客車交通量為能適應(yīng)年平均晝夜小客車交通量為25000輛以上，專供汽車輛以上，專供汽車分道高速行駛分道高速行駛并并全部控全部控制出入制出入的公路的公

2、路”。 一般能適應(yīng)一般能適應(yīng)120公里公里/小時(shí)或者更高的速度，要小時(shí)或者更高的速度，要求路線順暢，縱坡平緩，路面有求路線順暢，縱坡平緩，路面有4個(gè)以上車道的寬個(gè)以上車道的寬度。中間設(shè)置度。中間設(shè)置分隔帶分隔帶，采用瀝青混凝土或水泥混凝，采用瀝青混凝土或水泥混凝土高級(jí)路面，為保證行車安全設(shè)有齊全的標(biāo)志、標(biāo)土高級(jí)路面，為保證行車安全設(shè)有齊全的標(biāo)志、標(biāo)線、信號(hào)及照明裝置；禁止行人和非機(jī)動(dòng)車在路上線、信號(hào)及照明裝置；禁止行人和非機(jī)動(dòng)車在路上行走，與其他線路采用行走，與其他線路采用立體交叉立體交叉、行人跨線橋或地、行人跨線橋或地道通過。道通過。高速公高速公路主要路主要存在存在交交通安全通安全和和交通交

3、通擁擠擁擠問問題。題。 1 1）交通擁擠）交通擁擠1.1.交通需求超過容量交通需求超過容量2.2.不受限制的入口匝道不受限制的入口匝道3.3.出口匝道排隊(duì)出口匝道排隊(duì)4.4.收費(fèi)站收費(fèi)收費(fèi)站收費(fèi)交通擁擠的分類交通擁擠的分類運(yùn)行因素運(yùn)行因素 幾何因素幾何因素 1.1.車道減少車道減少2.2.交織路段短交織路段短3.3.道路橫斷面窄道路橫斷面窄4.4.標(biāo)志短缺標(biāo)志短缺5.5.視線不良視線不良6.6.互通式立交不合標(biāo)準(zhǔn)互通式立交不合標(biāo)準(zhǔn) 1.1.事件和交通事故事件和交通事故2.2.不利的氣候條件不利的氣候條件3.3.作業(yè)區(qū)影響作業(yè)區(qū)影響市區(qū)高速公路最常市區(qū)高速公路最常見的偶發(fā)性問題見的偶發(fā)性問題 常

4、發(fā)性交通擁擠常發(fā)性交通擁擠偶發(fā)性交通擁擠偶發(fā)性交通擁擠交通需求超過容量交通需求超過容量駕駛員的駕駛員的判斷錯(cuò)誤判斷錯(cuò)誤公路的公路的幾何特征幾何特征交通量交通量增大增大車輛故障車輛故障交通流的交通流的相互作用相互作用險(xiǎn)惡的險(xiǎn)惡的氣候條件氣候條件駕駛員不熟駕駛員不熟悉高速公路悉高速公路駕駛方法駕駛方法2 2）交通安全問題）交通安全問題安全問題安全問題安全問題安全問題3 3） 解決高速公路交通問題的方法解決高速公路交通問題的方法有兩種方案可供選擇：有兩種方案可供選擇：1 1、新建高速公路或在原有線路上附加支線，但、新建高速公路或在原有線路上附加支線，但成本很高。成本很高。2 2、對高速公路上的、對高

5、速公路上的交通運(yùn)行進(jìn)行控制交通運(yùn)行進(jìn)行控制，成本僅，成本僅占公路全部投資的占公路全部投資的5%5%10%10%。 高速公路的交通控制，就是對一些主要高速公路的交通控制，就是對一些主要交通參數(shù)交通參數(shù)，如交通量、交通密度、速度、占有，如交通量、交通密度、速度、占有率、堵塞度以及率、堵塞度以及交通狀況、路面狀況交通狀況、路面狀況和和氣象參氣象參數(shù)數(shù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察和測量，根據(jù)交通參數(shù)及等進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察和測量，根據(jù)交通參數(shù)及交交通條件通條件的的歷史數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)或或?qū)崟r(shí)采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，按照某，按照某種種預(yù)定的性能準(zhǔn)則預(yù)定的性能準(zhǔn)則來調(diào)節(jié)高速公路上的交通參來調(diào)節(jié)高速公路上的交通參數(shù)，從而使公路自動(dòng)

6、地保持?jǐn)?shù)，從而使公路自動(dòng)地保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)最佳的運(yùn)行狀態(tài)。 高速公路的交通控制對策：高速公路的交通控制對策：常發(fā)性交通問題常發(fā)性交通問題的控制策略的控制策略高速公路的高速公路的交通控制策略交通控制策略偶發(fā)性交通問題偶發(fā)性交通問題的控制策略的控制策略控制交通需求控制控制交通需求控制通過幾何改善來提高通行能力通過幾何改善來提高通行能力管理旅行需求管理旅行需求主要技術(shù)：主要技術(shù)：1 1、入口匝道控制、入口匝道控制2 2、高速公路干道控制、高速公路干道控制3 3、優(yōu)先通行權(quán)控制、優(yōu)先通行權(quán)控制4 4、通道控制、通道控制常發(fā)性交通問題的控制策略常發(fā)性交通問題的控制策略2 2 高速公路交通控制的基本概念

7、與參數(shù)高速公路交通控制的基本概念與參數(shù)1 1）道路通行能力）道路通行能力 在一定的道路、交通狀態(tài)和環(huán)境下，單位時(shí)間在一定的道路、交通狀態(tài)和環(huán)境下，單位時(shí)間內(nèi)（良好天氣情況下），一條車行道或道路的某內(nèi)（良好天氣情況下），一條車行道或道路的某一段面上能夠通過的最大車輛數(shù)量，也稱為道路一段面上能夠通過的最大車輛數(shù)量，也稱為道路（交通）容量，簡稱容量，單位是（交通）容量，簡稱容量，單位是veh/hveh/h。 車輛多指小客車，當(dāng)有其他車輛混入時(shí)，均采車輛多指小客車，當(dāng)有其他車輛混入時(shí)，均采用等效通行能力的用等效通行能力的當(dāng)量小客車當(dāng)量小客車為單位。為單位。2）平均交通量）平均交通量 某一時(shí)間段內(nèi)交通量

8、的平均值作為該時(shí)間某一時(shí)間段內(nèi)交通量的平均值作為該時(shí)間段的代表交通量。一般包括年平均日交通量、段的代表交通量。一般包括年平均日交通量、月平均日交通量和周平均日交通量。月平均日交通量和周平均日交通量。3 3）高峰小時(shí)交通量（）高峰小時(shí)交通量（PHTPHT） 在觀察時(shí)段內(nèi)交通量最大的那個(gè)小時(shí)，稱在觀察時(shí)段內(nèi)交通量最大的那個(gè)小時(shí)，稱為高峰小時(shí)，該小時(shí)的交通量稱為高峰小時(shí)交為高峰小時(shí)，該小時(shí)的交通量稱為高峰小時(shí)交通量。一般高峰小時(shí)都按整點(diǎn)計(jì)算。通量。一般高峰小時(shí)都按整點(diǎn)計(jì)算。4 4）設(shè)計(jì)小時(shí)交通量）設(shè)計(jì)小時(shí)交通量 第第3030位最高小時(shí)交通量是最合適的。位最高小時(shí)交通量是最合適的。5 5）車頭時(shí)距）車

9、頭時(shí)距 相鄰兩車輛經(jīng)過同一地點(diǎn)的時(shí)間間距稱為車頭時(shí)距。相鄰兩車輛經(jīng)過同一地點(diǎn)的時(shí)間間距稱為車頭時(shí)距。6 6）車頭間距）車頭間距 同一時(shí)刻相鄰兩車車頭之間的距離稱為車頭間距。同一時(shí)刻相鄰兩車車頭之間的距離稱為車頭間距。 7 7）速度）速度 速度是單位時(shí)間內(nèi)車輛行駛的距離。車速分地點(diǎn)速度是單位時(shí)間內(nèi)車輛行駛的距離。車速分地點(diǎn)車速、行駛車速、區(qū)間車速、時(shí)間平均車速和空間平車速、行駛車速、區(qū)間車速、時(shí)間平均車速和空間平均車速等。均車速等。 85% 85%位車速位車速 15%15%位車速位車速8 8）占有率和密度）占有率和密度 占有率有占有率有空間占有率空間占有率和和時(shí)間占有率時(shí)間占有率之分。之分。 在

10、觀測路段長度內(nèi)，行駛車輛總長度占該路段長在觀測路段長度內(nèi)，行駛車輛總長度占該路段長度的比例稱為空間占有率。度的比例稱為空間占有率。 在一定時(shí)段內(nèi)，全部車輛通過某一斷面所需時(shí)間在一定時(shí)段內(nèi)，全部車輛通過某一斷面所需時(shí)間的累計(jì)值占該時(shí)段的比例稱為時(shí)間占有率。的累計(jì)值占該時(shí)段的比例稱為時(shí)間占有率。9 9）服務(wù)水平）服務(wù)水平 該標(biāo)準(zhǔn)通常以行駛的通暢程度，行駛的自由該標(biāo)準(zhǔn)通常以行駛的通暢程度，行駛的自由度、連續(xù)性、方便性、舒適性和安全性等來表度、連續(xù)性、方便性、舒適性和安全性等來表征征。 高速公路運(yùn)輸?shù)姆?wù)水平包含了高速公路運(yùn)輸?shù)姆?wù)水平包含了行程速度行程速度、交通流量交通流量、交通密度交通密度等指標(biāo)。

11、等指標(biāo)。A A級(jí)級(jí)B B級(jí)級(jí)C C級(jí)級(jí)D D級(jí)級(jí)美國將高速公路基本路段的服務(wù)水平劃分為美國將高速公路基本路段的服務(wù)水平劃分為6 6級(jí)。級(jí)。E E級(jí)級(jí)F F級(jí)級(jí)88輛小客車輛小客車/km/km/車道車道車流密度車流密度自由流自由流1212輛小客車輛小客車/km/km/車道車道車流密度車流密度低密穩(wěn)低密穩(wěn)定流定流1919輛小客車輛小客車/km/km/車道車道車流密度車流密度中密穩(wěn)中密穩(wěn)定流定流2626輛小客車輛小客車/km/km/車道車道車流密度車流密度高密穩(wěn)高密穩(wěn)定流定流424242輛小客車輛小客車/km/km/車道車道車流密度車流密度過飽和過飽和狀態(tài)狀態(tài)1010）服務(wù)流量服務(wù)流量 在通常道路條

12、件、交通條件和管制條件下，在在通常道路條件、交通條件和管制條件下，在給定的時(shí)間周期內(nèi)保持規(guī)定的服務(wù)水平，合理地給定的時(shí)間周期內(nèi)保持規(guī)定的服務(wù)水平，合理地期望車輛通過一條車道或道路某一斷面的最大小期望車輛通過一條車道或道路某一斷面的最大小時(shí)流量。時(shí)流量。3 3 高速公路匝道控制高速公路匝道控制 3.1 3.1 入口匝道控制概述入口匝道控制概述 入口匝道控制的基本原理就是限制進(jìn)入高速入口匝道控制的基本原理就是限制進(jìn)入高速公路的車輛數(shù)目以保證高速公路自身的交通需求公路的車輛數(shù)目以保證高速公路自身的交通需求不超過其交通容量。不超過其交通容量。 高速公路出高速公路出/ /入口入口高速公路立交匝道高速公路

13、立交匝道增加高速公路實(shí)際通行能力（增加匝道整體的駛?cè)肓浚┰黾痈咚俟穼?shí)際通行能力（增加匝道整體的駛?cè)肓浚p少高速公路主線上行駛車輛總的行程時(shí)間減少高速公路主線上行駛車輛總的行程時(shí)間減少通道內(nèi)全部行駛車輛的行程時(shí)間減少通道內(nèi)全部行駛車輛的行程時(shí)間在高速公路主線和入口匝道上，消除或減少車輛中的沖突和事故在高速公路主線和入口匝道上，消除或減少車輛中的沖突和事故改善交通流的平穩(wěn)性，減少車輛的不舒適感和環(huán)境干擾改善交通流的平穩(wěn)性，減少車輛的不舒適感和環(huán)境干擾1 1、入口匝道控制的目標(biāo)、入口匝道控制的目標(biāo)入口匝道控制的目標(biāo)是上述的一個(gè)或全部入口匝道控制的目標(biāo)是上述的一個(gè)或全部在通道區(qū)域內(nèi)必須有可供使用的附

14、加容量在通道區(qū)域內(nèi)必須有可供使用的附加容量（即可替換的路線、時(shí)段或其他運(yùn)輸方式）（即可替換的路線、時(shí)段或其他運(yùn)輸方式） 在入口匝道上應(yīng)有足夠的停車空間在入口匝道上應(yīng)有足夠的停車空間可供等待匝道交通信號(hào)的車輛使用可供等待匝道交通信號(hào)的車輛使用 交通模式必須適合交通模式必須適合在高速公路下游出口處必須有可能利用的容量在高速公路下游出口處必須有可能利用的容量 匝道與主線有足夠的交織區(qū)且視距良好匝道與主線有足夠的交織區(qū)且視距良好 2 2、入口匝道控制的條件、入口匝道控制的條件 匝道調(diào)節(jié)匝道調(diào)節(jié) 在匝道上使用在匝道上使用交通信號(hào)燈對進(jìn)入交通信號(hào)燈對進(jìn)入車輛實(shí)行計(jì)量控制車輛實(shí)行計(jì)量控制，也可通過收費(fèi)站，也

15、可通過收費(fèi)站的收費(fèi)車道開放數(shù)的收費(fèi)車道開放數(shù)來調(diào)節(jié)進(jìn)入高速公來調(diào)節(jié)進(jìn)入高速公路的車輛數(shù)路的車輛數(shù) 。匝道關(guān)閉匝道關(guān)閉 匝道關(guān)閉可通匝道關(guān)閉可通過自動(dòng)路欄、交通過自動(dòng)路欄、交通標(biāo)志、人工設(shè)置隔標(biāo)志、人工設(shè)置隔離墩把某些入口匝離墩把某些入口匝道關(guān)閉。道關(guān)閉。 3 3、入口匝道控制方法入口匝道控制方法入口匝道控制入口匝道控制u入口匝道的關(guān)閉入口匝道的關(guān)閉匝道關(guān)閉就是對所有交通都實(shí)行關(guān)閉，不允許車輛匝道關(guān)閉就是對所有交通都實(shí)行關(guān)閉，不允許車輛進(jìn)入高速公路，維持高速公路不擁擠。進(jìn)入高速公路，維持高速公路不擁擠。匝道關(guān)閉分：永久性關(guān)閉；在高峰期以及偶發(fā)性擁匝道關(guān)閉分：永久性關(guān)閉；在高峰期以及偶發(fā)性擁擠期短

16、期關(guān)閉。擠期短期關(guān)閉。 永久性關(guān)閉主要用在立交非常接近、交織問題十永久性關(guān)閉主要用在立交非常接近、交織問題十分嚴(yán)重的地方，永久性關(guān)閉方法一般缺點(diǎn)多于優(yōu)點(diǎn)。分嚴(yán)重的地方，永久性關(guān)閉方法一般缺點(diǎn)多于優(yōu)點(diǎn)。只在下述幾種情況下可以考慮使用匝道關(guān)閉：只在下述幾種情況下可以考慮使用匝道關(guān)閉：1）由于大霧、大雪等異常天氣，導(dǎo)致高速公路）由于大霧、大雪等異常天氣，導(dǎo)致高速公路失去通行能力。失去通行能力。2 ）入口匝道上游的高速公路的交通需求已達(dá)到）入口匝道上游的高速公路的交通需求已達(dá)到下游道路容量，而可替換道路上還有足夠的容量下游道路容量，而可替換道路上還有足夠的容量可供使用。可供使用。3 ）潛在進(jìn)入高速公路

17、的車輛很少。）潛在進(jìn)入高速公路的車輛很少。4 ）在入口匝道上沒有足夠的停車空間。）在入口匝道上沒有足夠的停車空間。 匝道關(guān)閉方法匝道關(guān)閉方法自動(dòng)路欄關(guān)閉自動(dòng)路欄關(guān)閉設(shè)立關(guān)閉標(biāo)志設(shè)立關(guān)閉標(biāo)志人工設(shè)置路欄人工設(shè)置路欄 在關(guān)閉匝道控制中，要解決的關(guān)鍵問題是在關(guān)閉匝道控制中，要解決的關(guān)鍵問題是關(guān)閉時(shí)機(jī)的選擇關(guān)閉時(shí)機(jī)的選擇，需要采集高速公路上的交通，需要采集高速公路上的交通流量數(shù)據(jù)及氣象數(shù)據(jù)，以經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為參考，綜流量數(shù)據(jù)及氣象數(shù)據(jù)，以經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為參考，綜合判斷匝道關(guān)閉的時(shí)機(jī)。合判斷匝道關(guān)閉的時(shí)機(jī)。u入口匝道調(diào)節(jié)方法：入口匝道調(diào)節(jié)方法：A定時(shí)控制定時(shí)控制感應(yīng)控制感應(yīng)控制B匯合控制匯合控制C整體定時(shí)整體定時(shí)控

18、制控制DA A、入口匝道定時(shí)控制、入口匝道定時(shí)控制 定時(shí)控制是指根據(jù)歷史情況的調(diào)查掌握交通定時(shí)控制是指根據(jù)歷史情況的調(diào)查掌握交通流的統(tǒng)計(jì)情況，把一天劃分為若干時(shí)段。假定每流的統(tǒng)計(jì)情況，把一天劃分為若干時(shí)段。假定每個(gè)時(shí)段內(nèi)，交通流狀況基本不變，以此作為依據(jù)個(gè)時(shí)段內(nèi)，交通流狀況基本不變，以此作為依據(jù)來確定每個(gè)時(shí)段內(nèi)一組不變的入口調(diào)節(jié)率，使某來確定每個(gè)時(shí)段內(nèi)一組不變的入口調(diào)節(jié)率，使某項(xiàng)性能指標(biāo)最優(yōu)。項(xiàng)性能指標(biāo)最優(yōu)。 路面標(biāo)記路面標(biāo)記定時(shí)控制系統(tǒng)包含定時(shí)控制系統(tǒng)包含信號(hào)燈信號(hào)燈控制器控制器檢測器檢測器 在定時(shí)控制系統(tǒng)中，匝道信號(hào)以固定的在定時(shí)控制系統(tǒng)中，匝道信號(hào)以固定的周期運(yùn)行，周期中紅黃綠信號(hào)的配時(shí)

19、取決于周期運(yùn)行，周期中紅黃綠信號(hào)的配時(shí)取決于所使用的調(diào)節(jié)形式是所使用的調(diào)節(jié)形式是單車調(diào)節(jié)單車調(diào)節(jié)還是還是車隊(duì)調(diào)節(jié)車隊(duì)調(diào)節(jié)。（1 1）單車調(diào)節(jié)）單車調(diào)節(jié) 匝道調(diào)節(jié)信號(hào)配時(shí)規(guī)定在每個(gè)綠燈時(shí)段只允匝道調(diào)節(jié)信號(hào)配時(shí)規(guī)定在每個(gè)綠燈時(shí)段只允許放一輛車進(jìn)入高速公路。許放一輛車進(jìn)入高速公路。（2 2）車隊(duì)調(diào)節(jié)）車隊(duì)調(diào)節(jié) 當(dāng)要求調(diào)節(jié)率大于當(dāng)要求調(diào)節(jié)率大于900veh/h900veh/h時(shí)，必須采用每時(shí)，必須采用每周期允許兩輛或兩輛以上的車輛進(jìn)入高速公路，稱周期允許兩輛或兩輛以上的車輛進(jìn)入高速公路，稱這種方式為車隊(duì)調(diào)節(jié)方式。這種方式為車隊(duì)調(diào)節(jié)方式。 周期內(nèi)各燈色間隔時(shí)間還要取決于所使用的周期內(nèi)各燈色間隔時(shí)間還要取

20、決于所使用的車隊(duì)調(diào)節(jié)類型，即串行的或雙列的。車隊(duì)調(diào)節(jié)類型，即串行的或雙列的。 串行調(diào)節(jié)：在這種方式下，車輛是一輛接串行調(diào)節(jié)：在這種方式下，車輛是一輛接一輛放行的，因此要有足夠長的綠燈加黃燈時(shí)間，一輛放行的，因此要有足夠長的綠燈加黃燈時(shí)間，以便允許每個(gè)周期內(nèi)要求放行的車輛均能通過。以便允許每個(gè)周期內(nèi)要求放行的車輛均能通過。 雙列調(diào)節(jié)：在這種方式下，每個(gè)周期并列雙列調(diào)節(jié)：在這種方式下，每個(gè)周期并列放行兩輛車。雙列調(diào)節(jié)可以達(dá)到的最大調(diào)節(jié)率約放行兩輛車。雙列調(diào)節(jié)可以達(dá)到的最大調(diào)節(jié)率約為為1100veh/h1100veh/h。 入口匝道調(diào)節(jié)率主要依據(jù)匝道上游需求、入口匝道調(diào)節(jié)率主要依據(jù)匝道上游需求、下游

21、容量、匝道需求以及調(diào)節(jié)率的上下約束條下游容量、匝道需求以及調(diào)節(jié)率的上下約束條件、道路條件等因素來確定，主要用于預(yù)防高件、道路條件等因素來確定，主要用于預(yù)防高速公路上的常發(fā)性擁擠。速公路上的常發(fā)性擁擠。 匝道匝道調(diào)節(jié)率調(diào)節(jié)率r(veh/h)r(veh/h)的計(jì)算公式為的計(jì)算公式為 r = qr = qc c - q - qd d (15-1)(15-1) q qc c (veh/h) (veh/h)為匝道下游容量為匝道下游容量; ; q qd d (veh/h) (veh/h)為匝道上游交通需求。為匝道上游交通需求。匝道調(diào)節(jié)匝道調(diào)節(jié)周期長度周期長度C(s)C(s)為為r3600nC (15-2)

22、(15-2) n n為每個(gè)調(diào)節(jié)周期允許進(jìn)入的車輛數(shù)，為每個(gè)調(diào)節(jié)周期允許進(jìn)入的車輛數(shù)，n=1n=1，2 2，3 3。TpdrTppd00max匝道調(diào)節(jié)率匝道調(diào)節(jié)率r r還要受下列條件約束：還要受下列條件約束：maxminrrrd(veh/h)-d(veh/h)-匝道到達(dá)率匝道到達(dá)率T T（h h）-時(shí)段長度時(shí)段長度P PMAXMAX-匝道上允許的最大排隊(duì)車輛數(shù)匝道上允許的最大排隊(duì)車輛數(shù)P P0 0-匝道上初始排隊(duì)車輛數(shù)匝道上初始排隊(duì)車輛數(shù)R Rminmin-調(diào)節(jié)率下限值，一般取調(diào)節(jié)率下限值，一般取180veh/h180veh/hR Rmaxmax-調(diào)節(jié)率上限值，單車調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)率上限值，單車調(diào)節(jié)90

23、0veh/h900veh/h，車隊(duì)調(diào)節(jié)為，車隊(duì)調(diào)節(jié)為1100veh/h1100veh/h。 B. B. 入口匝道感應(yīng)控制入口匝道感應(yīng)控制 以交通量以交通量實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)來確定匝為依據(jù)來確定匝道道調(diào)節(jié)率，因而能響應(yīng)交通流的隨機(jī)變化。調(diào)節(jié)率，因而能響應(yīng)交通流的隨機(jī)變化。 感應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成如圖所示。感應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成如圖所示。 為了實(shí)時(shí)反映車輛構(gòu)成、氣候條件等因素對交通為了實(shí)時(shí)反映車輛構(gòu)成、氣候條件等因素對交通流的影響，增加感應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的適應(yīng)性，可在系統(tǒng)中流的影響，增加感應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的適應(yīng)性，可在系統(tǒng)中安裝用來確定安裝用來確定交通組成交通組成和和氣候條件氣候條件的檢測器。的檢測器。 實(shí)時(shí)

24、比較匝實(shí)時(shí)比較匝道上游交通量和道上游交通量和下游容量的基礎(chǔ)下游容量的基礎(chǔ)上選擇匝道調(diào)節(jié)上選擇匝道調(diào)節(jié)率，其目標(biāo)是更率，其目標(biāo)是更好地利用有效道好地利用有效道路容量。路容量。 交通需求交通需求- -通行能力控制通行能力控制對匝道的上游或?qū)υ训赖纳嫌位蛳掠蔚恼加新蔬M(jìn)下游的占有率進(jìn)行實(shí)時(shí)測量來估行實(shí)時(shí)測量來估算下游剩余容量算下游剩余容量qqc c，再來確定，再來確定入口匝道的調(diào)節(jié)入口匝道的調(diào)節(jié)率。率。 占有率控制占有率控制入口匝道感應(yīng)控制的方法有入口匝道感應(yīng)控制的方法有C. C. 匯合匯合/ /交匯控制交匯控制 匯合控制是一種微觀控制方法，以匯合控制是一種微觀控制方法，以安全安全為控制原則。為控制原

25、則。 匯合控制的匯合控制的基本目標(biāo)基本目標(biāo)是通過使入口匝道車輛最是通過使入口匝道車輛最準(zhǔn)確利用高速公路間隙來完成合流，改善高速公準(zhǔn)確利用高速公路間隙來完成合流，改善高速公路交通流的分布及運(yùn)行。路交通流的分布及運(yùn)行。 匯合控制匯合控制方法方法是當(dāng)檢測到外側(cè)車道車流間隙長是當(dāng)檢測到外側(cè)車道車流間隙長度不小于可插車間隙時(shí)，才允許匝道車輛進(jìn)入高度不小于可插車間隙時(shí)，才允許匝道車輛進(jìn)入高速公路，這樣能保證匝道車輛及時(shí)安全匯入高速速公路，這樣能保證匝道車輛及時(shí)安全匯入高速公路車流中。公路車流中。 匯合控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的入口匝道調(diào)節(jié)率完全取決匯合控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的入口匝道調(diào)節(jié)率完全取決于檢測到的于檢測到的主線車流間

26、隙數(shù)目主線車流間隙數(shù)目。 檢測高速檢測高速公路上的公路上的可插間隙可插間隙 估計(jì)這個(gè)可估計(jì)這個(gè)可插間隙到達(dá)插間隙到達(dá)入口匝道匯入口匝道匯合點(diǎn)的時(shí)間合點(diǎn)的時(shí)間 引導(dǎo)匝道引導(dǎo)匝道車輛進(jìn)入車輛進(jìn)入這個(gè)可插這個(gè)可插間隙間隙匯合控制運(yùn)行的工作過程匯合控制運(yùn)行的工作過程匯合控制系統(tǒng)匯合控制系統(tǒng)可插間隙匯可插間隙匯合控制系統(tǒng)合控制系統(tǒng)移動(dòng)匯合移動(dòng)匯合控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)1 1）可插間隙匯合控制構(gòu)成如圖。）可插間隙匯合控制構(gòu)成如圖。 某個(gè)綠燈時(shí)間允許通過的車輛數(shù)取決于某個(gè)綠燈時(shí)間允許通過的車輛數(shù)取決于可插可插間隙間隙的大小。的大小。 最小可插間隙是指兩個(gè)相隨的車輛的車頭間最小可插間隙是指兩個(gè)相隨的車輛的車頭間隙時(shí)

27、間足夠一個(gè)入口匝道車輛匯合進(jìn)入的最小車隙時(shí)間足夠一個(gè)入口匝道車輛匯合進(jìn)入的最小車頭間隔時(shí)間。頭間隔時(shí)間。天氣條件天氣條件高速公路和高速公路和入口匝道的入口匝道的幾何形狀幾何形狀車輛車輛加速特性加速特性駕駛員駕駛員水平水平交通條件交通條件影響最小影響最小可插間隙的因素可插間隙的因素停在匝道信號(hào)燈前的車輛停在匝道信號(hào)燈前的車輛到達(dá)匯合點(diǎn)預(yù)計(jì)行駛時(shí)間到達(dá)匯合點(diǎn)預(yù)計(jì)行駛時(shí)間可插間隙移動(dòng)速度可插間隙移動(dòng)速度放行時(shí)間的放行時(shí)間的計(jì)算依據(jù)計(jì)算依據(jù) 匯合地點(diǎn)到間隙匯合地點(diǎn)到間隙/ /速度速度檢測器之間的距離檢測器之間的距離2 2）移動(dòng)匯合控制）移動(dòng)匯合控制 利用匝道左側(cè)面帶有綠色光帶的顯示器，向利用匝道左側(cè)面

28、帶有綠色光帶的顯示器，向匝道車輛提示高速公路外側(cè)車道的可插間隙移動(dòng)匝道車輛提示高速公路外側(cè)車道的可插間隙移動(dòng)情況。車輛跟隨光帶的移動(dòng)，則有助于掌握加速情況。車輛跟隨光帶的移動(dòng)，則有助于掌握加速度和速度，有利于順利匯合。度和速度，有利于順利匯合。 移動(dòng)匯合控制模式移動(dòng)匯合控制模式移動(dòng)模式移動(dòng)模式適合于高適合于高速公路流速公路流量較小的量較小的情況情況停車的可插停車的可插間隙模式間隙模式隨著高速公隨著高速公路交通量的路交通量的增加，速度增加，速度下降到某值下降到某值時(shí)，此時(shí)控時(shí)，此時(shí)控制系統(tǒng)換用制系統(tǒng)換用停車的可插停車的可插間隙狀態(tài)間隙狀態(tài)定時(shí)調(diào)節(jié)模式定時(shí)調(diào)節(jié)模式當(dāng)高速公路當(dāng)高速公路流量繼續(xù)增流量

29、繼續(xù)增加，超過某加，超過某一標(biāo)準(zhǔn)，該一標(biāo)準(zhǔn)，該系統(tǒng)轉(zhuǎn)為定系統(tǒng)轉(zhuǎn)為定時(shí)調(diào)節(jié)方式時(shí)調(diào)節(jié)方式3 3）可插間隙和需求）可插間隙和需求容量控制容量控制 匝道調(diào)節(jié)率按照交通需求匝道調(diào)節(jié)率按照交通需求容量差額原理來容量差額原理來確定，但以此調(diào)節(jié)率放行的匝道車輛要與可利用確定，但以此調(diào)節(jié)率放行的匝道車輛要與可利用的可插間隙相符合。的可插間隙相符合。4 4）匯合控制系統(tǒng)的評(píng)價(jià)）匯合控制系統(tǒng)的評(píng)價(jià)匯合控制系統(tǒng)與交通需求匯合控制系統(tǒng)與交通需求容量差額感應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較如下容量差額感應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較如下: 匯合控制可得到比較平滑的匯合控制可得到比較平滑的交匯運(yùn)行，車輛由匝道調(diào)節(jié)信號(hào)交匯運(yùn)行，車輛由匝道調(diào)節(jié)信號(hào)處到達(dá)交匯區(qū)

30、所需時(shí)間短處到達(dá)交匯區(qū)所需時(shí)間短 匯合控制的匝道車輛匯合控制的匝道車輛放行是根據(jù)檢測到的可插放行是根據(jù)檢測到的可插間隙來確定的，因而控制間隙來確定的，因而控制運(yùn)行方式?jīng)]有規(guī)律，排隊(duì)運(yùn)行方式?jīng)]有規(guī)律，排隊(duì)等待時(shí)間較長（調(diào)節(jié)率約等待時(shí)間較長（調(diào)節(jié)率約為為4 45veh/min5veh/min），違章），違章車輛率較高車輛率較高 需求需求容量差額感應(yīng)容量差額感應(yīng)調(diào)節(jié)可得到較高的調(diào)節(jié)率調(diào)節(jié)可得到較高的調(diào)節(jié)率和較大的入口匝道容量和較大的入口匝道容量 當(dāng)駛?cè)朐训谰哂辛己玫漠?dāng)駛?cè)朐训谰哂辛己玫募铀佘嚨赖葞缀涡螤顣r(shí)，采加速車道等幾何形狀時(shí)，采用定時(shí)調(diào)節(jié)、需求用定時(shí)調(diào)節(jié)、需求容量差容量差額感應(yīng)調(diào)節(jié)，可獲得良好的

31、額感應(yīng)調(diào)節(jié)，可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果，無需采用匯合控經(jīng)濟(jì)效果，無需采用匯合控制系統(tǒng)制系統(tǒng) 對于因視距不良、加速對于因視距不良、加速車道、坡度缺陷等造成的交車道、坡度缺陷等造成的交匯困難的高速公路，采用匯匯困難的高速公路，采用匯合控制是有利的合控制是有利的 匯合控制需增加匯合控制需增加較多設(shè)備，系統(tǒng)成本較多設(shè)備，系統(tǒng)成本昂貴昂貴4 4 入口匝道整體定時(shí)控制入口匝道整體定時(shí)控制 入口匝道定時(shí)整體控制是指每個(gè)入口匝道定入口匝道定時(shí)整體控制是指每個(gè)入口匝道定時(shí)調(diào)節(jié)時(shí)必須對其上、下游匝道運(yùn)行的相互依賴時(shí)調(diào)節(jié)時(shí)必須對其上、下游匝道運(yùn)行的相互依賴性給予考慮。性給予考慮。 這時(shí)，各個(gè)匝道的調(diào)節(jié)率是根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的這

32、時(shí)，各個(gè)匝道的調(diào)節(jié)率是根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的交通需求交通需求容量差額來計(jì)算的。容量差額來計(jì)算的。1)1)概念概念 基本假定：基本假定： 入口匝道整體定時(shí)的控制是基于交通流每日變化大體一入口匝道整體定時(shí)的控制是基于交通流每日變化大體一致，在一個(gè)時(shí)段內(nèi)交通流近似于均勻，可以認(rèn)為是穩(wěn)態(tài)。致，在一個(gè)時(shí)段內(nèi)交通流近似于均勻，可以認(rèn)為是穩(wěn)態(tài)。 根據(jù)實(shí)際情況把高速公路分成若干段，每段內(nèi)交通流近根據(jù)實(shí)際情況把高速公路分成若干段，每段內(nèi)交通流近似認(rèn)為穩(wěn)定均勻。似認(rèn)為穩(wěn)定均勻。 方法概述：方法概述： 建立建立一個(gè)描述交通流狀態(tài)只隨道路空間變化的一個(gè)描述交通流狀態(tài)只隨道路空間變化的穩(wěn)態(tài)模穩(wěn)態(tài)模型型，然后根據(jù)主線和各入口匝道

33、的，然后根據(jù)主線和各入口匝道的交通需求交通需求和每個(gè)入口和每個(gè)入口匝道的匝道的下游容量下游容量，按照某種，按照某種性能指標(biāo)性能指標(biāo)，在每時(shí)段確定一，在每時(shí)段確定一組組最佳調(diào)節(jié)率最佳調(diào)節(jié)率，使各路段交通狀況，使各路段交通狀況總體最優(yōu)總體最優(yōu)。性能指標(biāo)性能指標(biāo) 要達(dá)到系統(tǒng)總行程時(shí)間最小，既需要要達(dá)到系統(tǒng)總行程時(shí)間最小，既需要車速盡車速盡量高量高，又要求在匝道處排隊(duì)，又要求在匝道處排隊(duì)等待時(shí)間盡量小等待時(shí)間盡量小。 2)2)控制算法的建模與求解控制算法的建模與求解 在穩(wěn)態(tài)入口調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，在穩(wěn)態(tài)入口調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，總行程時(shí)間總行程時(shí)間最小等價(jià)于最小等價(jià)于總駛?cè)肓靠傫側(cè)肓孔畲蟆Ｗ畲蟆?總行程時(shí)間總行程時(shí)間

34、= = 道路行駛時(shí)間道路行駛時(shí)間 + + 匝道排隊(duì)等待匝道排隊(duì)等待時(shí)間時(shí)間 Njjiiijjra11max舒適性舒適性 21021TdttaT也可采用也可采用總服務(wù)流量總服務(wù)流量最大最大約束條件約束條件約束條件約束條件建模建模 其性能指標(biāo)和約束函數(shù)一般均為線性，可表述為一線其性能指標(biāo)和約束函數(shù)一般均為線性，可表述為一線性規(guī)劃問題。性規(guī)劃問題。NiirMaxz1NiTldTlldNirrrdrNjCratsiiiiiijijiij, 2, 2 , 1, 2 , 1. .00maxmaxmin111T T: :時(shí)段長度；時(shí)段長度；l li0i0: :本時(shí)段本初始時(shí)刻匝道本時(shí)段本初始時(shí)刻匝道i i排

35、隊(duì)長度；排隊(duì)長度；l lmaxmax: :匝道匝道i i最大允許排隊(duì)長度；最大允許排隊(duì)長度；r rminmin, ,r rmaxmax: :分別表示第分別表示第i i路段內(nèi)入口匝道調(diào)節(jié)率的最路段內(nèi)入口匝道調(diào)節(jié)率的最 大值和最小值；大值和最小值； a aijij: :從入口從入口i i進(jìn)入的車輛到達(dá)路段進(jìn)入的車輛到達(dá)路段j j的百分比；的百分比；C Cj j: :路段路段j j的道路容量；的道路容量；d di i: :路段路段i i內(nèi)入口匝道的交通需求；第一路段無匝道內(nèi)入口匝道的交通需求；第一路段無匝道 入口入口, ,主線始端流量被視為第一匝道口主線始端流量被視為第一匝道口r ri i調(diào)節(jié)率；調(diào)

36、節(jié)率； 實(shí)例實(shí)例 有一段有一段5 5個(gè)入口匝道組成的高速公路，主線入口的交通需求個(gè)入口匝道組成的高速公路，主線入口的交通需求量為量為D D1 1=4000veh/h,=4000veh/h,其余各入口匝道的需求為其余各入口匝道的需求為D D2 2=D=D4 4=800veh/h=800veh/h，D D3 3=D=D5 5=600veh/h=600veh/h，起始到達(dá)矩陣位：，起始到達(dá)矩陣位：00. 1000090. 000. 100085. 090. 000. 10060. 070. 075. 01085. 090. 095. 011A 各路段容量為：各路段容量為：C C1 1=5400veh

37、/h=5400veh/h，C C2 2=4800veh/h=4800veh/h，C C3 3=C=C4 4 =5200veh/h=5200veh/h，匝道最小調(diào)節(jié)率為，匝道最小調(diào)節(jié)率為240veh/h240veh/h，最大調(diào)節(jié)率為，最大調(diào)節(jié)率為960veh/h960veh/h，若采用系統(tǒng)總行程時(shí)間最小指標(biāo)，求各匝道的最優(yōu)，若采用系統(tǒng)總行程時(shí)間最小指標(biāo)，求各匝道的最優(yōu)調(diào)節(jié)率。調(diào)節(jié)率。 對上述問題建立對上述問題建立LPLP模型如下：模型如下：5432151rrrrrrMaxzii5 , 4 , 3 , 2960240600800600800400052009 . 085. 06 . 085. 05

38、2009 . 07 . 09 . 0480075. 095. 054005400. .54321543214321321211irrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrtsi將將r r1 1=4000=4000 5432rrrrMaxz5 , 4 , 3 , 29602406008006008003600020181712160001097400043. .5432543243232irrrrrrrrrrrrrrtsi令令x xi i = r= ri i - 240- 240（保證（保證x xi i 0 0）化為標(biāo)準(zhǔn)型：）化為標(biāo)準(zhǔn)型：5432xxxxMaxz122, 036056036056

39、0199202018171297601097232043. .12511410392854327432632ixxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxtsi應(yīng)用單純形法解得：應(yīng)用單純形法解得：128,440,160,5605432xxxx即：即：360,680,400,8005432rrrr 故各匝道允許進(jìn)入高速公路的交通量總和為故各匝道允許進(jìn)入高速公路的交通量總和為2248veh/h2248veh/h。3)3)基本算法流程基本算法流程 在實(shí)際應(yīng)用中，需要整體考慮的匝道數(shù)量在實(shí)際應(yīng)用中，需要整體考慮的匝道數(shù)量不多時(shí)，也可采用不多時(shí)，也可采用需求需求- -容量差額容量差額控制計(jì)算方控制計(jì)算方法

40、，按照法，按照“就近調(diào)節(jié)就近調(diào)節(jié)”的原則，從上游到下游的原則，從上游到下游逐一確定各匝道的逐一確定各匝道的調(diào)解率調(diào)解率，也可達(dá)到，也可達(dá)到整體最優(yōu)整體最優(yōu)的效果。其流程如下圖。的效果。其流程如下圖。 5 5 高速公路主線控制高速公路主線控制 主線控制的對象是高速公路本身即路段上的主線控制的對象是高速公路本身即路段上的交交通流通流，通過對高速公路主線的交通進(jìn)行，通過對高速公路主線的交通進(jìn)行調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)、誘導(dǎo)誘導(dǎo)和和警告警告，達(dá)到優(yōu)化交通流狀態(tài)的目的。，達(dá)到優(yōu)化交通流狀態(tài)的目的。 通過主線控制可以改善高速公路運(yùn)行的安全和通過主線控制可以改善高速公路運(yùn)行的安全和效率，緩解主線上的交通擁擠和交通瓶頸對交通

41、的效率，緩解主線上的交通擁擠和交通瓶頸對交通的影響。影響。這種控制對常發(fā)性和偶發(fā)性交通擁擠都是有效的。這種控制對常發(fā)性和偶發(fā)性交通擁擠都是有效的。 1)1)主線主線控制的主要目的控制的主要目的保持交通流均勻性和穩(wěn)定性，增加舒適程度，提高利用率、預(yù)防擁擠保持交通流均勻性和穩(wěn)定性，增加舒適程度，提高利用率、預(yù)防擁擠使瓶頸路段達(dá)到最大通行能力使瓶頸路段達(dá)到最大通行能力改進(jìn)交通運(yùn)行，防止沖撞事故改進(jìn)交通運(yùn)行，防止沖撞事故保證特殊氣候條件下高速公路的運(yùn)行安全保證特殊氣候條件下高速公路的運(yùn)行安全當(dāng)出現(xiàn)交通事故或因維修而使主線通行能力下降時(shí)，要提高道路的使用效率當(dāng)出現(xiàn)交通事故或因維修而使主線通行能力下降時(shí)，

42、要提高道路的使用效率改變高速公路不同方向上的通行能力改變高速公路不同方向上的通行能力將駕駛員誘導(dǎo)到交通狀況較好的道路上將駕駛員誘導(dǎo)到交通狀況較好的道路上2)2)主線控制涉及到的幾個(gè)方面主線控制涉及到的幾個(gè)方面車道使用控制車道使用控制警告和誘導(dǎo)警告和誘導(dǎo)優(yōu)先控制優(yōu)先控制3)3)主線控制實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的基本原理主線控制實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的基本原理 依據(jù)交通依據(jù)交通 流模型判斷交通流模型判斷交通 流運(yùn)行狀態(tài)流運(yùn)行狀態(tài) 確定控制目確定控制目 標(biāo)狀態(tài)值及控標(biāo)狀態(tài)值及控 制方法，使交通制方法，使交通 流趨于目標(biāo)狀流趨于目標(biāo)狀 態(tài)態(tài)由統(tǒng)計(jì)資料或由統(tǒng)計(jì)資料或采用交通感應(yīng)采用交通感應(yīng)方法獲得當(dāng)前方法獲得當(dāng)前交通流狀態(tài)變交通流狀

43、態(tài)變 量值量值 主線控制方式可以是主線控制方式可以是定時(shí)控制定時(shí)控制，也可以采用，也可以采用感應(yīng)式控制感應(yīng)式控制。 控制配時(shí)和等控制配時(shí)和等級(jí)根據(jù)一天時(shí)間內(nèi)級(jí)根據(jù)一天時(shí)間內(nèi)的交通流變化規(guī)律的交通流變化規(guī)律預(yù)先確定預(yù)先確定定時(shí)主線控制定時(shí)主線控制 控制變量值是控制變量值是基于實(shí)時(shí)測量到的基于實(shí)時(shí)測量到的現(xiàn)時(shí)交通條件下的現(xiàn)時(shí)交通條件下的交通參量交通參量感應(yīng)主線控制感應(yīng)主線控制主線控主線控制方法制方法4)4)主線控制方法主線控制方法駕駛員信息系統(tǒng)駕駛員信息系統(tǒng)公共汽車、公共汽車、合用車優(yōu)先控制合用車優(yōu)先控制可變速度控制可變速度控制可逆車道控制可逆車道控制主線調(diào)節(jié)主線調(diào)節(jié)車道關(guān)閉車道關(guān)閉u可變速度控制

44、可變速度控制是在高速公路主線上設(shè)置是在高速公路主線上設(shè)置可變限速標(biāo)志可變限速標(biāo)志來限制行車來限制行車速度，從而使主線上的交通流的速度能隨車流密度速度，從而使主線上的交通流的速度能隨車流密度的改變而變化，以保證交通流的均勻、穩(wěn)定，同時(shí)的改變而變化，以保證交通流的均勻、穩(wěn)定，同時(shí)還能提高道路通行能力。還能提高道路通行能力?？勺兯俣瓤刂频闹饕饔帽憩F(xiàn)在以下幾個(gè)方面：可變速度控制的主要作用表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：增加交通量增加交通量減少追減少追尾事故尾事故一種提前一種提前報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)延緩擁延緩擁擠的出現(xiàn)擠的出現(xiàn) 改善交通流的改善交通流的穩(wěn)定性，有助于保穩(wěn)定性，有助于保證達(dá)到最大交通量證達(dá)到最大交通量

45、依據(jù)依據(jù)道路道路、交通交通、氣候等條件氣候等條件對高速公路主線交通流安對高速公路主線交通流安全高效運(yùn)行的限制要求和路段全高效運(yùn)行的限制要求和路段交通流交通流的流量、速度、密度的流量、速度、密度的關(guān)系；的關(guān)系； 確定能夠允許的最大交通量下的確定能夠允許的最大交通量下的最佳速度最佳速度和和最佳密度；最佳密度； 采用采用可變限速標(biāo)志可變限速標(biāo)志等方法對高速公路主線交通流進(jìn)行速等方法對高速公路主線交通流進(jìn)行速度控制。度控制?？勺兯俣瓤刂频幕驹砜勺兯俣瓤刂频幕驹碜罴涯繕?biāo)速度的確定方法有兩種：最佳目標(biāo)速度的確定方法有兩種：經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法；數(shù)據(jù)模型法數(shù)據(jù)模型法?？勺兯俣瓤刂频闹笜?biāo)主要是可變速度

46、控制的指標(biāo)主要是速度指標(biāo)速度指標(biāo)。可變速度控制策略和方法可變速度控制策略和方法 主線可變速度控制主要通過主線上交通流主線可變速度控制主要通過主線上交通流的的速度速度在在空間空間和和時(shí)間時(shí)間上的分布進(jìn)行控制，以保上的分布進(jìn)行控制，以保證交通流的證交通流的穩(wěn)定穩(wěn)定、均勻均勻，或?qū)崿F(xiàn)將交通流，或?qū)崿F(xiàn)將交通流從不從不穩(wěn)定狀態(tài)、擁擠狀態(tài)調(diào)控到穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)、擁擠狀態(tài)調(diào)控到穩(wěn)定狀態(tài)。 基本依據(jù)基本依據(jù)是實(shí)際服務(wù)水平和由實(shí)測交通狀態(tài)是實(shí)際服務(wù)水平和由實(shí)測交通狀態(tài)數(shù)據(jù)確定的速度數(shù)據(jù)確定的速度流量關(guān)系；流量關(guān)系； 目標(biāo)目標(biāo)是使主線交通流流量最大或保持在一定是使主線交通流流量最大或保持在一定的服務(wù)水平上。的服

47、務(wù)水平上?？勺兯俣瓤刂频幕疽罁?jù)和目標(biāo)可變速度控制的基本依據(jù)和目標(biāo) 主線服務(wù)水平可以通過將實(shí)測的主線服務(wù)水平可以通過將實(shí)測的交通流交通流狀態(tài)變量值狀態(tài)變量值與與理想的速度理想的速度流量關(guān)系特性曲流量關(guān)系特性曲線線對比來確定對比來確定 交通流運(yùn)行狀態(tài)變量與服務(wù)水平的關(guān)系圖交通流運(yùn)行狀態(tài)變量與服務(wù)水平的關(guān)系圖路旁無路旁無線電廣播線電廣播主線可變速度控制實(shí)現(xiàn)方式主線可變速度控制實(shí)現(xiàn)方式可變信可變信息標(biāo)志息標(biāo)志駕駛員駕駛員信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)電子道路交通誘導(dǎo)和控制系統(tǒng)電子道路交通誘導(dǎo)和控制系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)主線可變速度控制的方法是在主線實(shí)現(xiàn)主線可變速度控制的方法是在主線上建立由可變限速標(biāo)志組成的系統(tǒng)，即在主上建立

48、由可變限速標(biāo)志組成的系統(tǒng)，即在主線沿線上每間隔一定距離設(shè)置一個(gè)可變限速線沿線上每間隔一定距離設(shè)置一個(gè)可變限速標(biāo)志。標(biāo)志間隔在城市地區(qū)一般為標(biāo)志。標(biāo)志間隔在城市地區(qū)一般為2-3km2-3km。可變限速標(biāo)志系統(tǒng)可變限速標(biāo)志系統(tǒng) 根據(jù)根據(jù)交通狀況交通狀況（擁擠、低速、正常）、（擁擠、低速、正常）、路面條件路面條件（車道數(shù)（車道數(shù)變化、坡度、彎道、結(jié)冰、積雪）及變化、坡度、彎道、結(jié)冰、積雪）及氣象條件氣象條件（霧、雨、雪）（霧、雨、雪）的各種組合確定的各種組合確定最佳速度目標(biāo)值，最佳速度目標(biāo)值， 比較主線實(shí)際檢測的車流比較主線實(shí)際檢測的車流速度值速度值與與目標(biāo)值目標(biāo)值， 判斷當(dāng)前車流運(yùn)行狀態(tài)是否符合控

49、制目標(biāo)，判斷當(dāng)前車流運(yùn)行狀態(tài)是否符合控制目標(biāo)， 若不符合則將速度目標(biāo)值通過可變限速標(biāo)志告訴駕駛員，實(shí)若不符合則將速度目標(biāo)值通過可變限速標(biāo)志告訴駕駛員，實(shí)現(xiàn)對主線可變速度控制?，F(xiàn)對主線可變速度控制。 可變限速標(biāo)志系統(tǒng)中的每一個(gè)可變限速標(biāo)志都與可變限速標(biāo)志系統(tǒng)中的每一個(gè)可變限速標(biāo)志都與中央控制室中央控制室相聯(lián)相聯(lián)中央控制室中央控制室檢測內(nèi)容包括檢測內(nèi)容包括車速車速、車隊(duì)長度車隊(duì)長度、車流密度車流密度。 主線交通狀況的檢測可用設(shè)在主車道上的主線交通狀況的檢測可用設(shè)在主車道上的環(huán)環(huán)形線圈檢測器形線圈檢測器來進(jìn)行，也可以用設(shè)在路旁的來進(jìn)行，也可以用設(shè)在路旁的緊急緊急電話電話作為事故發(fā)生、特殊氣候等信息的

50、來源。作為事故發(fā)生、特殊氣候等信息的來源。檢測和執(zhí)行檢測和執(zhí)行 檢測到車隊(duì)的存在或車流密度過大時(shí)，可由檢測到車隊(duì)的存在或車流密度過大時(shí)，可由控制中心決定控制中心決定速度限制的時(shí)間速度限制的時(shí)間和和速度限制值速度限制值在沿在沿線上的線上的空間序列分布空間序列分布，并，并自動(dòng)顯示自動(dòng)顯示。 主線計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主線計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主線計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由主線計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由局部控制器局部控制器和和主線控制中心主線控制中心構(gòu)成構(gòu)成 減少了交通事故頻率減少了交通事故頻率及降低事故的嚴(yán)重程度及降低事故的嚴(yán)重程度交通量增大交通量增大改善了速度分布，改善了速度分布，使速度偏差控制在使速度偏差控制在714km/h71

51、4km/h可變速度控制方法的有效性主要表現(xiàn)在：可變速度控制方法的有效性主要表現(xiàn)在： 可變速度控制存在的可變速度控制存在的問題問題是，駕駛員不認(rèn)是，駕駛員不認(rèn)為可變限速標(biāo)志所顯限速值具有約束力；另一為可變限速標(biāo)志所顯限速值具有約束力；另一方面是在增加關(guān)鍵瓶頸路段的通行能力上，可方面是在增加關(guān)鍵瓶頸路段的通行能力上，可變速度控制是不太成功的。變速度控制是不太成功的。u可逆車道控制可逆車道控制 可逆車道控制又稱變向車道控制?？赡孳嚨揽赡孳嚨揽刂朴址Q變向車道控制?？赡孳嚨揽刂频目刂频哪康哪康脑谟诟淖兏咚俟分骶€不同方向上的在于改變高速公路主線不同方向上的通行能力以適應(yīng)高峰時(shí)某一方向的交通需求。通行能力

52、以適應(yīng)高峰時(shí)某一方向的交通需求。 采用可逆車道采用可逆車道控制的條件控制的條件1 1）采用可逆車道控制的條件）采用可逆車道控制的條件交通需求在方向上的交通需求在方向上的不平衡具有明顯的差別不平衡具有明顯的差別交通需求主流與交通需求主流與次流在方向必須次流在方向必須定期或不定期地定期或不定期地經(jīng)常相互轉(zhuǎn)換經(jīng)常相互轉(zhuǎn)換上述不平衡上述不平衡交通需求在交通需求在未來若干年未來若干年內(nèi)會(huì)繼續(xù)存在內(nèi)會(huì)繼續(xù)存在沒有其他可替代沒有其他可替代的或更經(jīng)濟(jì)有效的或更經(jīng)濟(jì)有效的解決方向不平的解決方向不平衡交通需求的辦法衡交通需求的辦法2 2）可逆車道控制的兩種基本運(yùn)行方式可逆車道控制的兩種基本運(yùn)行方式可變向車道運(yùn)行可

53、變向車道運(yùn)行可逆性可逆性單向通行方式單向通行方式 可逆車道控制可逆車道控制3 3）實(shí)施可逆車道控制的方法實(shí)施可逆車道控制的方法 可逆車道控制技術(shù)是使用可逆車道控制技術(shù)是使用可移動(dòng)的交通設(shè)施可移動(dòng)的交通設(shè)施、可可變信息標(biāo)志變信息標(biāo)志來改變車道通行方向。這些裝置可以由來改變車道通行方向。這些裝置可以由現(xiàn)現(xiàn)場人工操作場人工操作，也可由，也可由中央控制室遠(yuǎn)距離操縱中央控制室遠(yuǎn)距離操縱。u主線調(diào)節(jié)控制主線調(diào)節(jié)控制 主線調(diào)節(jié)控制是根據(jù)輸入的交通流和下游的通行能主線調(diào)節(jié)控制是根據(jù)輸入的交通流和下游的通行能力，力，對經(jīng)由主線入口（例如收費(fèi)站、隧道或橋梁入口）對經(jīng)由主線入口（例如收費(fèi)站、隧道或橋梁入口）進(jìn)入高速

54、公路控制路段的交通流實(shí)行一些限制的方法進(jìn)入高速公路控制路段的交通流實(shí)行一些限制的方法，使該路段下游高速公路主線能保持期望的服務(wù)水平。使該路段下游高速公路主線能保持期望的服務(wù)水平。 除專門設(shè)置主線調(diào)節(jié)控制設(shè)施外，利用設(shè)置在主線除專門設(shè)置主線調(diào)節(jié)控制設(shè)施外，利用設(shè)置在主線上的收費(fèi)站也是實(shí)現(xiàn)主線調(diào)節(jié)控制的主要手段之一。上的收費(fèi)站也是實(shí)現(xiàn)主線調(diào)節(jié)控制的主要手段之一。 6 6 高速公路通道系統(tǒng)控制高速公路通道系統(tǒng)控制 通道控制的通道控制的對象對象是由高速公路、側(cè)道和其是由高速公路、側(cè)道和其他平行干道所組成的通道系統(tǒng)上的他平行干道所組成的通道系統(tǒng)上的交通流交通流。 高速公路通道系統(tǒng)由高速公路通道系統(tǒng)由高速

55、公路高速公路、匝道匝道以及與以及與高速公路相關(guān)的高速公路相關(guān)的側(cè)道側(cè)道、干道干道、城市街道城市街道等組成。以等組成。以高速公路高速公路為核心的、溝通為核心的、溝通兩個(gè)或兩個(gè)以上兩個(gè)或兩個(gè)以上地區(qū)之間地區(qū)之間交通的道路網(wǎng)絡(luò)。交通的道路網(wǎng)絡(luò)。1 1）通道系統(tǒng)的概念）通道系統(tǒng)的概念2 2）通道控制原理通道控制原理 高速公路通道控制就是對通道系統(tǒng)交通流高速公路通道控制就是對通道系統(tǒng)交通流進(jìn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)、管理管理、誘導(dǎo)誘導(dǎo)和和警告警告。 基本原理基本原理是監(jiān)測通道系統(tǒng)中所有道路及交是監(jiān)測通道系統(tǒng)中所有道路及交叉口，將超載道路上的交通轉(zhuǎn)移到通行能力尚有叉口，將超載道路上的交通轉(zhuǎn)移到通行能力尚有剩余的道路

56、上去。剩余的道路上去。通道控制系統(tǒng)通道控制系統(tǒng)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)駕駛員信息系統(tǒng)駕駛員信息系統(tǒng)匝道控制匝道控制側(cè)道控制側(cè)道控制主線控制主線控制交叉口控制交叉口控制干道控制干道控制城市道路交通控制城市道路交通控制區(qū)域交通控制的原理、策略和方法區(qū)域交通控制的原理、策略和方法目的：目的：通道控制是通過在通道系統(tǒng)內(nèi)有效地通道控制是通過在通道系統(tǒng)內(nèi)有效地分配分配和和管理交通流管理交通流，以達(dá)到在交通需求與通道通行能，以達(dá)到在交通需求與通道通行能力之間獲得力之間獲得最佳平衡最佳平衡和充分利用通道通行能力的和充分利用通道通行能力的目的，使整個(gè)通道系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。目的，使整個(gè)通道系統(tǒng)處于最佳

57、運(yùn)行狀態(tài)。 3 3）通道控制的目的與特點(diǎn)通道控制的目的與特點(diǎn)3 3）通道控制的目的與特點(diǎn)通道控制的目的與特點(diǎn)特點(diǎn)特點(diǎn)：高速公路通道的通行能力是由：高速公路通道的通行能力是由高速公路高速公路的通行能力和能為高速公路交通需求提供可替的通行能力和能為高速公路交通需求提供可替換服務(wù)的換服務(wù)的平面道路平面道路及及交叉口交叉口的通行能力組成的。的通行能力組成的。 4 4）通道控制方式和措施通道控制方式和措施 通道控制可分為通道控制可分為限制限制和和分流分流兩種方式。兩種方式。限制限制控制各道路上的交通需求使其控制各道路上的交通需求使其低于通行能力低于通行能力分流分流把車輛從超負(fù)荷的道路上引到把車輛從超負(fù)荷

58、的道路上引到尚有剩余通行能力的道路上去尚有剩余通行能力的道路上去 當(dāng)高速公路上的交通需求超過或接近其通當(dāng)高速公路上的交通需求超過或接近其通行能力時(shí)再用通道行能力時(shí)再用通道分流分流方法，這樣可以提高通方法，這樣可以提高通道系統(tǒng)的總體運(yùn)行效率。道系統(tǒng)的總體運(yùn)行效率。 當(dāng)發(fā)生常發(fā)性或偶發(fā)性交通擁擠以及在道當(dāng)發(fā)生常發(fā)性或偶發(fā)性交通擁擠以及在道路維修情況下，可用通道路維修情況下，可用通道分流分流控制方式來緩解控制方式來緩解或消除交通擁擠。或消除交通擁擠。 措施措施公共汽車、合公共汽車、合用車優(yōu)先控制用車優(yōu)先控制采用臨時(shí)性分流標(biāo)志采用臨時(shí)性分流標(biāo)志優(yōu)化各類道路交優(yōu)化各類道路交通信號(hào)配時(shí)方案通信號(hào)配時(shí)方案運(yùn)

59、用駕駛員運(yùn)用駕駛員信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)統(tǒng)籌制定各統(tǒng)籌制定各匝道的調(diào)節(jié)率匝道的調(diào)節(jié)率通道控制的常用措施通道控制的常用措施 能否有效能否有效監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)各條線路的交通狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)各條線路的交通狀態(tài)是控是控制效果好壞的關(guān)鍵因素。制效果好壞的關(guān)鍵因素。 影響通道控制效果的另一基本因素是影響通道控制效果的另一基本因素是適當(dāng)?shù)姆椒ㄟm當(dāng)?shù)姆椒ā?按控制按控制對象對象分，通道控制系統(tǒng)可由下列子系統(tǒng)構(gòu)成分，通道控制系統(tǒng)可由下列子系統(tǒng)構(gòu)成高速公路（包括主線和匝道）控制系統(tǒng)高速公路（包括主線和匝道）控制系統(tǒng)側(cè)道、干道控制系統(tǒng)側(cè)道、干道控制系統(tǒng)城市道路交通控制系統(tǒng)城市道路交通控制系統(tǒng)駕駛員信息系統(tǒng)駕駛員信息系統(tǒng)交通監(jiān)視系

60、統(tǒng)交通監(jiān)視系統(tǒng)中央控制系統(tǒng)中央控制系統(tǒng)5）通道控制系統(tǒng)構(gòu)成）通道控制系統(tǒng)構(gòu)成按控制按控制功能功能分，通道控制系統(tǒng)可由下列設(shè)備組成分，通道控制系統(tǒng)可由下列設(shè)備組成1提供通道系提供通道系統(tǒng)內(nèi)各道路統(tǒng)內(nèi)各道路運(yùn)行情況實(shí)運(yùn)行情況實(shí)時(shí)信息的檢時(shí)信息的檢測系統(tǒng)測系統(tǒng)2對上述信息進(jìn)行處理，在此基礎(chǔ)上做對上述信息進(jìn)行處理，在此基礎(chǔ)上做出控制決策的中心控制設(shè)備出控制決策的中心控制設(shè)備3執(zhí)行控制策略的執(zhí)行控制策略的外場控制設(shè)備外場控制設(shè)備4連接檢測設(shè)備、中心控制設(shè)連接檢測設(shè)備、中心控制設(shè)備、外場控制設(shè)備及車載設(shè)備、外場控制設(shè)備及車載設(shè)備的通信系統(tǒng)備的通信系統(tǒng)6 6）通道控制戰(zhàn)略通道控制戰(zhàn)略概念概念:通道控制戰(zhàn)略是