面向快速路常发拥堵点段的多模式协同控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种面向快速路常发拥堵点段的多模式协同控制方法及系统，其可以提高交通流调节能力和调控效果，步骤如下：步骤1.基于路网的历史交通数据，确定快速路的常发拥堵点段；步骤2.然后通过交通监测点获取所述常发拥堵点段上下游的主线、入口匝道、出口匝道的检测数据，通过融合上述检测数据得到所述常发拥堵点段的交通状态；步骤3.最后根据所述常发拥堵点段的交通状态，协同执行每个交通控制点的控制方案。的控制方案。的控制方案。

【技术实现步骤摘要】
面向快速路常发拥堵点段的多模式协同控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及智能交通及交通信号控制
，具体涉及一种面向快速路常发拥堵点段的多模式协同控制方法及系统。

技术介绍

[0002]城市快速路是城市路网中的主干道路，承担远距离交通通行需求，其交通效率的高低将影响整个城市的交通运行效率。随着车辆保有量及交通需求的快速增加，城市快速路的拥堵问题频发，而在偶发性和常发性两类交通拥堵中,常发性拥堵是缓堵治理的重中之重。
[0003]快速路拥堵多发在主线与入口匝道、出口匝道的交织段，目前主要是通过对拥堵段附近的入口匝道进行信号调节控制，主线进行车道开关等方式对快速路进行调控，单一的控制手段、缺乏上下游协同的控制模式导致交通流调节能力受限，调控的效果不理想。

技术实现思路

[0004]针对当前面对快速路常发拥堵点段，现有控制方法存在控制手段单一、控制模式缺乏上下游协同，导致交通流调节能力低，调控效果差的问题，本专利技术提供了一种面向快速路常发拥堵点段的多模式协同控制方法及系统，其可以提高交通流调节能力和调控效果。
[0005]本专利技术实现如下：
[0006]一种面向快速路常发拥堵点段的多模式协同控制方法，步骤如下：
[0007]步骤1.快速路管控系统基于路网的历史交通数据，确定快速路的常发拥堵点段；
[0008]步骤2.然后快速路管控系统通过交通监测点获取所述常发拥堵点段上下游的主线、入口匝道、出口匝道的检测数据，通过融合上述检测数据得到所述常发拥堵点段的交通状态；
[0009]步骤3.最后快速路管控系统根据所述常发拥堵点段的交通状态，协同执行每个交通控制点的控制方案；
[0010]其特征在于：上述步骤3具体为：快速路管控系统根据常发拥堵点段的拥堵程度，通过各关联子系统操控相应的交通控制点来组合执行控制方案；所述控制方案包括：匝道信号调节、主线与匝道车道交替放行控制、主线分段限速控制、诱导屏信息诱导、互联网导航诱导，以及拥堵点段上游入口匝道、出口匝道关联地面路口的交通信号控制。
[0011]其进一步特征在于：
[0012]所述交通状态包括畅通状态、汇入缓行状态、拥堵缓行、一般拥堵、严重拥堵；所述交通控制点包括主线交通信号控制点、匝道信号控制点、可变限速控制点、诱导屏信息发布控制点、互联网信息发布控制点；
[0013]上述步骤3还具体包括：
[0014]步骤3-1.快速路管控系统根据所述交通状态设置相应的响应级别：
[0015]所述交通状态为畅通时，为不执行应急响应；所述交通状态为汇入缓行时，为四级
应急响应；所述交通状态为拥堵缓行时，为三级应急响应；所述交通状态为一般拥堵时，为二级应急响应；所述交通状态为严重拥堵时，为一级应急响应；
[0016]步骤3-2.对于不同的响应级别快速路管控系统通过各关联子系统控制相应的交通控制点执行相应的应急响应管理，具体为：
[0017]不执行应急响应管理：所有主线交通信号控制点和匝道信号控制点采用关灯或常绿控制方案，诱导屏信息发布控制点不发布信息，可变限速控制点保持路段最高限速值，互联网信息发布控制点不发布信息；
[0018]执行四级应急响应管理：上游匝道信号控制点用关灯或常绿控制方案、下游匝道信号控制点和下游主线交通信号控制点采用交替通行信号控制方案、诱导屏控制点发布警示信息、上游可变限速控制点保持路段最高限速值、互联网信息发布控制点不发布信息；
[0019]执行三级应急响应管理：上游匝道信号控制点采用关灯或常绿控制方案，下游匝道信号控制点采用匝道交通信号调节控制方案，下游主线交通信号控制点根据下游匝道信号控制点的放行情况协调下游主线交通信号进行交替通行控制，诱导屏控制点发布警示信息，上游可变限速控制点保持路段最高限速值，互联网信息发布控制点不发布信息；
[0020]执行二级应急响应管理：下游主线交通信号控制点和上游匝道信号控制点采用关灯或常绿控制方案、下游匝道信号控制点采用关闭控制方案、诱导屏控制点发布警示信息、上游可变限速控制点下调限速值开始分级限速、互联网信息发布控制点发布警示信息；
[0021]执行一级应急响应管理：下游匝道信号控制点采用关闭控制方案，下游主线交通信号控制点采用关灯或常绿控制方案，上游匝道信号控制点进行动态截流控制、诱导屏控制点发布警示信息、可变限速控制点进一步下调限速值、互联网信息发布控制点发布警示信息。
[0022]下游匝道信号控制点采用匝道交通信号调节控制方案时，匝道入口处k时间点的交通信号调节率R(k)按照需求-通行能力控制模型计算，见公式1，
[0023][0024]V
cap
为下游通行能力、V
in
为上游车流量、O
out
为下游占有率、O
cr
为下游临界占有率、Q
out
为下游排队长度、Q
in
为上游排队长度、R
min
为入口匝道的最小调节率、M为预设的下游排队长度阈值。
[0025]所述交通监测点根据监测路网的实体对象类型，包括路段监测点、路口监测点；所述交通监测点配置系统检测设备来获取检测数据，所述系统检测设备包括交通信号控制系统或交通流检测系统的物理检测设备、互联网平台路段逻辑数据检测器；所述物理检测设备包括视频检测器、微波检测器、线圈检测设备、地磁检测设备。
[0026]基于所述交通监测点上游交通需求、匝道交通需求、下游通行能力、上游排队长度、下游排队长度得到由物理检测设备获取的交通状态。
[0027]基于所述监测路段断面中心线的起止坐标得到由互联网平台路段逻辑数据检测器获取的交通状态。
[0028]通过利用所述由互联网平台路段逻辑数据检测器获取的交通状态来校验所述由所述物理检测设备获取的交通状态，得到所述常发拥堵点段的交通状态。
[0029]本专利技术还包括一种面向快速路常发拥堵点段的多模式协同控制系统，包括快速路
管控系统、关联子系统与外场设备，其特征在于：所述快速路管控系统通过关联子系统获取外场设备发送的常发拥堵点段的交通状态；所述快速路管控系统根据交通状态，再通过关联子系统操控外场设备来协同执行每个交通控制点的控制方案，实现如上述一种面向快速路常发拥堵点段的多模式协同控制方法。
[0030]其进一步特征在于：
[0031]所述快速路管控系统包括了快速路控制功能模块、系统数据存储以及子系统交互模块；所述子系统交互模块通过标准化通信接口协议与关联子系统进行数据交互；所述快速路控制功能模块通过子系统交互模块的内部接口来对关联子系统进行功能调用；
[0032]所述关联子系统通过原有的网络、控制架构及自有通信协议，管控外场设备；
[0033]所述关联子系统设有标准化接口协议，用于与快速路管控系统通信，还设有各场外设备原有的网络、控制架构及自有通信协议，管控外场设备；
[0034]所述的面向快速路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向快速路常发拥堵点段的多模式协同控制方法，步骤如下：步骤1.快速路管控系统基于路网的历史交通数据，确定快速路的常发拥堵点段；步骤2.然后快速路管控系统通过交通监测点获取所述常发拥堵点段上下游的主线、入口匝道、出口匝道的检测数据，通过融合上述检测数据得到所述常发拥堵点段的交通状态；步骤3.最后快速路管控系统根据所述常发拥堵点段的交通状态，协同执行每个交通控制点的控制方案；其特征在于：上述步骤3具体为：快速路管控系统根据常发拥堵点段的拥堵程度，通过各关联子系统操控相应的交通控制点来组合执行控制方案；所述控制方案包括：匝道信号调节、主线与匝道车道交替放行控制、主线分段限速控制、诱导屏信息诱导、互联网导航诱导，以及拥堵点段上游入口匝道、出口匝道关联地面路口的交通信号控制。2.根据权利要求1所述的一种面向快速路常发拥堵点段的多模式协同控制方法，其特征在于：所述交通状态包括畅通状态、汇入缓行状态、拥堵缓行、一般拥堵、严重拥堵；所述交通控制点包括主线交通信号控制点、匝道信号控制点、可变限速控制点、诱导屏信息发布控制点、互联网信息发布控制点；上述步骤3还具体包括：步骤3-1.快速路管控系统根据所述交通状态设置相应的响应级别：所述交通状态为畅通时，为不执行应急响应；所述交通状态为汇入缓行时，为四级应急响应；所述交通状态为拥堵缓行时，为三级应急响应；所述交通状态为一般拥堵时，为二级应急响应；所述交通状态为严重拥堵时，为一级应急响应；步骤3-2.对于不同的响应级别快速路管控系统通过各关联子系统控制相应的交通控制点执行相应的应急响应管理，具体为：不执行应急响应管理：所有主线交通信号控制点和匝道信号控制点采用关灯或常绿控制方案，诱导屏信息发布控制点不发布信息，可变限速控制点保持路段最高限速值，互联网信息发布控制点不发布信息；执行四级应急响应管理：上游匝道信号控制点用关灯或常绿控制方案、下游匝道信号控制点和下游主线交通信号控制点采用交替通行信号控制方案、诱导屏控制点发布警示信息、上游可变限速控制点保持路段最高限速值、互联网信息发布控制点不发布信息；执行三级应急响应管理：上游匝道信号控制点采用关灯或常绿控制方案，下游匝道信号控制点采用匝道交通信号调节控制方案，下游主线交通信号控制点根据下游匝道信号控制点的放行情况协调下游主线交通信号进行交替通行控制，诱导屏控制点发布警示信息，上游可变限速控制点保持路段最高限速值，互联网信息发布控制点不发布信息；执行二级应急响应管理：下游主线交通信号控制点和上游匝道信号控制点采用关灯或常绿控制方案、下游匝道信号控制点采用关闭控制方案、诱导屏控制点发布警示信息、上游可变限速控制点下调限速值开始分级限速、互联网信息发布控制点发布警示信息；执行一级应急响应管理：下游匝道信号控制点采用关闭控制方案，下游主线交通信号控制点采用关灯或常绿控制方案，上游匝道信号控制点进行动态截流控制、诱导屏控制点发布警示信息、可变限速控制点进一步下调限速值、互...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东波，徐棱，何广进，代磊磊，刘成生，
申请(专利权)人：公安部交通管理科学研究所，
类型：发明
国别省市：