[發(fā)明專利]一種面向應(yīng)急疏散的干線匝道控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910109096.8
• 申請(qǐng)日: 2019-02-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109785623B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳文祥;譚塈元;郭偉偉;王志建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北方工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/01
• 分類號(hào): G08G1/01
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 黃雪

一種面向應(yīng)急疏散的干線匝道控制方法及系統(tǒng)。本發(fā)明根據(jù)所述干線交通網(wǎng)絡(luò)的疏散狀態(tài)，基于所述干線匝道控制計(jì)算模型，實(shí)時(shí)的確定對(duì)應(yīng)的匝道控制策略。因此，本發(fā)明不需要預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),只需要實(shí)時(shí)疏散數(shù)據(jù)，就可以根據(jù)所述匝道控制策略更新所述干線交通網(wǎng)絡(luò)中各入口匝道的車輛流入率、所述干線交通網(wǎng)絡(luò)中各路段的流量，計(jì)算并輸出所述干線交通網(wǎng)絡(luò)的清空時(shí)間。本發(fā)明計(jì)算步驟簡(jiǎn)單，控制方式實(shí)用,不需要建立優(yōu)化模型,計(jì)算量小。本發(fā)明在降低系統(tǒng)清空時(shí)間的同時(shí),還可以通過(guò)設(shè)置匝道控制策略，盡量給高風(fēng)險(xiǎn)人群較高的通行權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交通領(lǐng)域，具體而言涉及對(duì)于干線匝道的控制技術(shù)。

背景技術(shù)

洪水、地震、颶風(fēng)、核事故、恐怖襲擊等災(zāi)害威脅人類生命和財(cái)產(chǎn)安全。為了保護(hù)人們免受災(zāi)難的侵襲，及時(shí)將受災(zāi)群眾疏散到安全地區(qū)通常是最好的措施。預(yù)測(cè)疏散需求和疏散條件對(duì)應(yīng)急預(yù)案的制定和順利實(shí)施至關(guān)重要。大多數(shù)現(xiàn)有的應(yīng)急疏散模型需要完整的需求數(shù)據(jù)和詳細(xì)的交通狀態(tài)信息，這些信息在疏散過(guò)程中會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，但在應(yīng)急條件下準(zhǔn)確預(yù)測(cè)時(shí)變疏散需求和疏散條件幾乎是不可能的。在此情形下，只使用當(dāng)前的實(shí)時(shí)信息制定干線匝道控制方法提高應(yīng)急疏散效率具有重要意義。

干線匝道控制主要通過(guò)調(diào)節(jié)從入口匝道進(jìn)入快速路的交通量，使干線的交通需求不超過(guò)它的通行能力，使干線的交通運(yùn)行在最佳狀態(tài)附近，保證其交通通暢。不同于常態(tài)下的干線匝道控制，應(yīng)急疏散的干線匝道控制不僅考慮干線的交通運(yùn)行狀態(tài)，而且考慮疏散人群的風(fēng)險(xiǎn)，即給高風(fēng)險(xiǎn)人群賦予較高的優(yōu)先通行權(quán)。

而就目前的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀而言，仍缺乏針對(duì)應(yīng)急疏散下的干線匝道的較為科學(xué)、具體的控制方法。干線匝道控制措施多憑經(jīng)驗(yàn)確定，缺乏系統(tǒng)性的指導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種面向應(yīng)急疏散的干線匝道控制方法及系統(tǒng)，本發(fā)明不需要預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)干線匝道的控制，尤其適用于緊急疏散等無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)景。本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案。

首先，為實(shí)現(xiàn)上述目的，提出一種面向應(yīng)急疏散的干線匝道控制方法，其步驟包括：第一步，對(duì)干線交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象，確定所述干線交通網(wǎng)絡(luò)為包含有I個(gè)路段和I個(gè)入口匝道的結(jié)構(gòu)，確定所述干線交通網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)參數(shù)為：路段i的通行能力為ci，入口匝道i通行能力為d_i，i＝1,2,…,I；第二步，針對(duì)上述抽象化的干線交通網(wǎng)絡(luò)，建立干線匝道控制計(jì)算模型；第三步，根據(jù)所述干線交通網(wǎng)絡(luò)的疏散狀態(tài)，基于所述干線匝道控制計(jì)算模型，確定對(duì)應(yīng)的匝道控制策略；第四步，根據(jù)所述匝道控制策略更新所述干線交通網(wǎng)絡(luò)中各入口匝道的車輛流入率、所述干線交通網(wǎng)絡(luò)中各路段的流量，計(jì)算并輸出所述干線交通網(wǎng)絡(luò)的清空時(shí)間。

可選的，上述的方法中，所述第二步中，所述干線匝道控制計(jì)算模型由以下步驟建立：步驟201，輸入干線交通網(wǎng)絡(luò)的初始參數(shù)：路段i的初始通行能力c_i(0)，入口匝道i的初始通行能力d_i(0)，入口匝道i的初始車輛數(shù)p_i(0)，路段i的初始流量q_i(0)＝0，其中，i＝1,2,…,I，設(shè)置干線交通網(wǎng)絡(luò)時(shí)刻標(biāo)號(hào)n＝0；步驟202，對(duì)所述干線交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分，令通行能力變量令正向集合其中令負(fù)向集合其中任意路段k＝1,2,…,m-1滿足

可選的，上述的方法中，所述第三步中，根據(jù)以下步驟確定對(duì)應(yīng)的匝道控制策略：步驟301，令車輛總數(shù)排隊(duì)量ω_i(n)＝p_i(n)/d_i(n)，通行狀況判斷量步驟302，判斷是否存在入口匝道滿足是否存在入口匝道滿足步驟303，若存在入口匝道滿足則所有匝道采用InFO策略；若不存在入口匝道滿足而存在入口匝道滿足則入口匝道k采用優(yōu)先控制策略，其他入口匝道采用InFO策略；若不存在入口匝道滿足也不存在入口匝道滿足而存在入口匝道滿足則入口匝道k到I采用比例控制策略，剩余入口匝道都采用InFO策略。