[發明專利]一種高速公路收費系統與銜接信號交叉口的協調控制系統

有效

• 申請號: 201710662215.3
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107610486B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 劉偉銘;陳綱梅
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08;G08G1/07
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種高速公路收費系統與銜接信號交叉口的協調控制系統，其特征在于：包括交通狀態檢測裝置、匝道排隊長度檢測裝置、出口收費站放行控制裝置、入口收費站放行控制裝置、平面信號交叉口控制裝置、公路出入口車流交通誘導裝置和協調控制器，所述協調控制器用于根據交通狀態檢測裝置和匝道排隊長度檢測裝置檢測的交通狀態數據及車輛排隊長度，協調出口、入口收費站放行控制裝置的放行速率與平面信號交叉口控制裝置的信號配時方案，確定收費公路出入口的車流通過方案，同時通過公路出入口車流交通誘導裝置對駕駛員進行誘導；

所述交通狀態檢測裝置包括在收費站連接的高速公路主線上下游、收費站連接的城市道路上下游分別設置的若干交通狀態檢測器，用于檢測高速公路主線和城市道路的交通狀態數據，獲取離開及進入高速公路主線的交通需求量，作為出入口收費站放行速率和銜接交叉口信號配時方案設置的依據，使得高速公路主線和連接城市道路的交通狀態控制在所要求的范圍內；

所述匝道排隊長度檢測裝置包括在銜接信號交叉口與收費站之間連接路段、出入口匝道路段上設置的排隊長度檢測器，用于檢測銜接交叉口與收費站之間連接路段、出口匝道、入口匝道路段的車輛排隊長度，約束收費站的放行速率和銜接交叉口信號配時方案的設置；

所述出口收費站放行控制裝置、入口收費站放行控制裝置均包括收費系統已有的設置在收費通道上的收費站天棚信號燈、通道路側紅綠通行指示燈具、收費欄桿和控制器，用于調控出口、入口收費站的放行速率；所述出口收費站放行控制裝置用于調控出口收費站的放行速率，使得車輛順利離開公路，所述入口收費站放行控制裝置用于調控入口收費站的放行速率，限制車輛進入高速公路主線，解決銜接平面信號交叉口與收費站之間連接路段、出入口匝道的交通擁堵問題；

所述平面信號交叉口控制裝置包括設置在交叉口區域的交通狀態檢測器、直行左轉紅黃綠信號燈具和/或右轉信號燈具、信號控制器，用于與出口、入口收費站的放行速率相互協調進行銜接交叉口的信號配時，避免銜接交叉口與收費站之間連接路段發生交通擁堵；

所述公路出入口車流交通誘導裝置包括在收費站連接的高速公路主線和城市道路上可選擇其他出口和入口路徑的交叉口或岔路口上設置的可變信息情報板和/或安裝在車輛上的無線通訊車載導航系統，用于發布路網擁堵信息，同時推薦最優行駛路徑，誘導駕駛員選擇最優路徑進入和離開公路，避開擁堵路段和擁堵收費站；

所述協調控制器具體用于交通狀態檢測裝置、匝道排隊長度檢測裝置、出口收費站放行控制裝置、入口收費站放行控制裝置、平面信號交叉口控制裝置、公路出入口車流交通誘導裝置之間互相通訊與協調控制的決策中心，處理輸入的數據，并輸出最優協調控制方案來調節收費公路出入口的車流通過量；

所述協調控制器具體用于進行出口收費系統與銜接信號交叉口的單方向車流協調控制，協調控制出口車流，其過程具體包括：

以高速公路主線車輛通過出口收費站離開公路的需求、出口匝道車輛排隊長度和收費站附近區域銜接城市道路可容納的車輛數為控制參數，實時調控出口收費站的放行速率，同時與之配合協調控制銜接信號交叉口的信號配時方案，解決高速公路主線擁堵問題，高速公路主線出口分流點與出口收費站之間路段和出口收費站與信號交叉口之間銜接路段發生的擁堵問題；

所述協調控制器具體用于進行入口收費系統與銜接信號交叉口的單方向車流協調控制，協調控制入口車流，其過程包括：

以高速公路主線的交通狀況和入口匝道排隊長度為控制依據，實時調控入口收費站的放行速率，使得車輛進入高速公路主線后，高速公路交通狀態控制在所要求范圍內，解決高速公路主線擁堵問題，同時避免入口收費站與高速公路主線入口車流匯入點之間路段發生擁堵；與入口收費站放行速率相協調，協調控制銜接信號交叉口的信號配時方案，避免銜接交叉口與入口收費站之間路段發生擁堵；

所述協調控制器具體用于進行出口、入口收費系統與銜接信號交叉口的雙向車流協調控制，整體協調控制出口車流和入口車流，其過程包括：

根據交通狀態檢測裝置檢測的高速公路主線、附近城市道路的交通狀況和匝道排隊長度檢測裝置檢測獲得的出口匝道、入口匝道、收費站與銜接交叉口之間路段的車輛排隊長度，出口、入口收費站放行控制裝置調控出口、入口收費站的放行速率，合理控制出口、入口車流，同時，平面信號交叉口控制裝置與收費系統相互協調，進行銜接信號交叉口信號配時，解決出口、入口收費站與信號交叉口之間銜接路段的擁堵問題，同時避免出入口匝道擁堵。