[發明專利]一種提高高速公路施工區通行效率的控制方法

有效

• 申請號: 201310611564.4
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103606269A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李志斌;劉攀;王煒;郭延永
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/00
• 分類號: G08G1/00;G08G1/09;G08G1/065
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種提高高速公路施工區通行效率的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

第一步：設置交通流檢測器、施工區警告柱（4）和路側可變信息牌(1)，具體設置方法為：

在施工區（5）開始處設置一組施工區警告柱（4）；

在施工區警告柱（4）處設置一組1#交通流檢測器（3-1）；

在施工區（5）上游設置兩組交通流檢測器，處于下游的一組交通流檢測器為2#交通流檢測器（3-2），處于上游的一組交通流檢測器為3#交通流檢測器（3-3），2#交通流檢測器（3-2）和3#交通流檢測器（3-3）之間的高速公路設定為高速公路可變限速控制區（2）；

上述各組交通流檢測器每30s檢測一次數據，并將數據傳遞給控制中心；

在3#交通流檢測器（3-3）上游設置路側可變信息牌（1），路側可變信息牌（1）連接至控制中心，所述路側可變信息牌（1）與3#交通流檢測器（3-3）之間的距離L_b的計算公式如下：

Lb=(vu/3.6)2-(vp/3.6)22a]]>

其中，

v_u—高速公路可變限速控制區（2）上游路段的實測自由流車流速度的85%分位值，單位為：km/h；

v_p—瓶頸路段（6）的最低限速值，單位為：km/h；

a—車輛減速時的加速度經驗值，單位為：m/s²；

第二步：判斷瓶頸路段（6）道路通行能力是否突然下降，具體判斷方法為：

依據瓶頸路段（6）以往的歷史交通流數據，確定瓶頸路段（6）道路通行能力下降時對應的占有率閾值

1#交通流檢測器（3-1）檢測到瓶頸路段（6）當前占有率為o_b(k)；

若滿足判定瓶頸路段（6）道路通行能力下降，轉入第三步；

若滿足判定瓶頸路段（6）道路通行能力正常，轉入第四步；

第三步：控制高速公路可變限速區（2）：

a、采用下列公式計算高速公路可變限速值：

vlimit(k)=vlimit(k-1)+KI[q^(k)-q(k)]]]>

其中，

v_limit(k)—當前周期高速公路可變限速值，單位為：km/h；

v_limit(k-1)—上一周期高速公路可變限速值，單位為：km/h；

K_I—控制算法的積分增益，取值范圍3-8；

q(k)—2#交通流檢測器（3-2）檢測到當前周期高速公路可變限速控制區（2）的駛出交通量，單位為：輛/小時；

(k)—高速公路可變限速控制區（2）的目標交通量，單位為：輛/小時，其中，q_b(k)為1#交通流檢測器（3-1）檢測到瓶頸路段（6）當前交通量，單位：輛/小時，α為控制系數，滿足0<α<1；

將計算所得高速公路可變限速值通過路側可變信息牌（1）實時發布；

b、進行完步驟a后返回步驟二判斷下一周期瓶頸路段（6）道路通行能力是否突然下降；

第四步：對當前高速公路可變限速控制區（2）進行控制，具體控制方法為：

依據當前高速公路可變限速控制區（2）以往的歷史交通流數據，確定快速道路可變限速控制區（2）的臨界占有率閾值o_C；

3#交通流檢測器（3-3）檢測到的當前周期快速道路可變限速控制區（2）的占有率o_vsl(k)；

若滿足o_vsl(k)>o_C，判定當前高速公路可變限速控制區（2）車輛飽和，轉入第五步；

若滿足o_vsl(k)≤o_C，判定當前高速公路可變限速控制區（2）車輛未飽和，轉入第六步；

第五步：采用下列公式計算高速道路可變限速值：

vlimit(k)=vlimit(k-1)+KII[β·o^b-ob(k)]]]>

其中，

v_limit(k)—當前周期高速公路可變限速值，單位為：km/h；

v_limit(k-1)—上一周期高速公路可變限速值，單位為：km/h；

K_II—控制算法的積分增益，取值范圍1-3；

β—控制系數，取值范圍0.5-2；

o_b(k)—當前周期施工區占有率；

—瓶頸路段（6）道路通行能力下降時對應的占有率閾值；

將計算所得高速公路可變限速值通過路側可變信息牌（1）實時發布；

返回第四步判斷下一周期高速道路可變限速控制區（2）車輛是否飽和；

第六步：采用下列公式計算快速道路可變限速值：

v_limit(k)=v_free

其中，

v_free—高速公路自由流速度，單位為：km/h；

將計算所得快速道路可變限速值通過路側可變限速牌（1）實時發布；

返回第二步判斷下一周期瓶頸路段（6）的道路通行能力是否突然下降。