一种高速公路隧道与互通立交衔接段交通导流控制方法技术

本发明专利技术涉及一种异质交通流下的高速公路隧道与互通立交衔接段交通导流控制方法。根据高速公路隧道与互通立交衔接段及区间几何尺寸调查、交通量调查和车速调查判断衔接段是否需要进行交通导流控制，当路段需要交通导流控制时，进一步分析该路段的高峰期交通量及其HV、ACC和CACC车辆组成，确定管控策略；并通过区间的交通监控和信号传输装置传送交通控制信息，引导该路段的HV、ACC和CACC车辆接受信息后自动或人工调整车辆行驶状态；从而达到提高衔接段的交通运营安全水平和运营通行能力的目的。目的。目的。

【技术实现步骤摘要】
一种高速公路隧道与互通立交衔接段交通导流控制方法


[0001]本专利技术涉及未来自动驾驶与传统驾驶混合交通组成的异质交通流环境下交通管理控制
，具体涉及高速公路隧道与互通立交衔接段等事故多发点段的交通导流控制方法。

技术介绍

[0002]随着高速公路的发展,受山区地形地貌限制和沿线社会经济发展需求影响,高速公路中隧道与立交的比例大幅度提升，已经出现了大量隧道与互通立交之间间距较小的特殊路段，这些高速公路隧道与互通立交衔接段是发生交通拥堵和交通安全事故频发的重点区域，如何解决高速公路隧道与互通立交衔接段的交通拥堵和交通安全问题成为人们关注的热点问题。
[0003]对隧道与互通立交之间间距较短的特殊路段，在设计阶段技术人员，尽量通过调整优化线形，避免此类安全隐患路段；而对于已通车的高速公路，因后期需要新增互通以满足地方社会经济发展需求，导致隧道与互通立交之间的间距较小，对于此类路段，现阶段主要通过加强交通工程设计和运营管控措施来解决此类问题。
[0004]新时期人们在不断探索应用新技术来解决面临的问题。随着汽车产业与人工智能、物联网、云计算等新一代信息技术深度融合发展，自动驾驶技术将得到不断完善，智能网联车辆(Connected and Autonomous Vehicle，CAV)应运而生。自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)是CAV采用的一种纵向跟驰控制技术，其应用车载检测设备获取前车加速度、速度等信息，并实现本车的加速度优化。协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control，CACC)立足于ACC，利用车车通信获取前车行驶信息。相比ACC系统，CACC更加精确，但CACC功能的实现需要前车安装车车通信设备。因此当CACC车辆跟随人工驾驶车辆(Human
‑
driving Vehicle，HV)时，由于HV缺乏车车通信设备，CACC将自动退化为ACC车辆，同时仍保留车车通信系统，与紧随其后的CACC车辆实现车车通信，并以协同队列状态行驶。
[0005]自动驾驶汽车将很快得到普及，未来传统人工车辆(HV)、自适应控制巡航控制车辆(ACC)和协调自适应控制巡航(CACC)车辆将在道路上长期同时存在，这种由传统人工车辆、ACC和CACC车辆组成的交通流称之为异质交通流(文中简称异质流)，其中CACC车辆是以车队的形式协同行驶。
[0006]在异质流环境下高速公路隧道与互通立交衔接路段的交通流将出现更加复杂的演变规律，因此需要对现状传统的交通管控措施进一步优化。
[0007]异质流环境下高速公路隧道与互通立交衔接段交通导流控制方法不仅可以保障该路段的交通安全、减少该路段的交通事故发生率，还可以提高该路段的交通通行能力，减少高峰期交通拥堵。

技术实现思路

[0008]为了克服现有传统技术的不足，提出一种异质流环境下的高速公路隧道与互通立交衔接段交通导流控制方法。
[0009]技术方案：
[0010]异质流环境下的高速公路隧道与互通立交衔接段交通导流控制方法，其包含的步骤如下：
[0011]Step1:高速公路隧道与互通立交衔接路段及区间几何尺寸调查、交通量调查、车速调查；
[0012]Step2:根据调查结果进行条件判断，确定该衔接段是否需要交通导流控制；
[0013]Step3:当路段需要交通导流控制时，进一步分析该衔接段及区间的高峰期交通量及其车辆组成，明确HV、ACC和CACC车辆高峰期交通比例，进行车速、变道交通管理控制；
[0014]Step4:在衔接段和在隧道前2km安装交通监控及信号传输装置，在监控收集交通流参数的同时发送控制信号；
[0015]Step5:通过交通参数监控将参数及时传送给交通信息指示装置和信号发送装置，隧道前的HV、ACC和CACC车辆接受信息后自动或人工调整车辆行驶状态。
[0016]所述步骤Step1中对高速公路隧道与互通立交衔接路段及其区间几何尺寸调查，主要包括路侧交通装置前后路段平纵横指标、隧道长度、隧道横断面布置、隧道坡度、隧道与互通立交出口之间的衔接段长度、坡度和横断面布置，匝道坡度、匝道半径、匝道渐变段长度等尺寸；交通量调查主要是调查衔接段交通组成中HV、ACC和CACC车辆比例；车速调查主要调查衔接段及区间平均车速。
[0017]所述步骤Step2中，主要分析隧道与互通立交之间的衔接段长度是否满足《公路立体交叉设计细则》(JTGT D21
‑‑
2014)中一般规定值。如果不能满足一般规定值，则应进行路段交通导流控制；如果衔接段长度虽然能满足一般值，但是分析高峰期交织区机车车服务水平大于三级，或者衔接段的区间平均车速小于64km/h，应对该路段进行交通导流控制。
[0018]所述步骤Step3中，当路段需要交通导流控制时，需要对该路段及区间高峰期交通量以及HV、ACC和CACC三种不同车辆在交通量中的比值进行调查。
[0019]所述步骤Step4中需要在隧道前2km安装的交通监控及信号传输装置，当隧道为长大隧道且长度超过2km时，应在隧道增设交通信息指示装置，交通信息指示和信号发送内容包括控制导航车速、更换车道信息、前方出口距离及地名提醒。
[0020]所述步骤Step5，人工驾驶车辆(HV)接受交通信息指示内容，并按照交通信息指示操作控制车辆，ACC车辆及CACC列队头车接受交通传输装置发送的信号控制内容，并转化为车辆及车队操作执行命令。
[0021]有益效果
[0022]通过本专利技术采用的技术方案，可以克服高速公路隧道与互通立交之间衔接段距离不足问题，同时可以提高衔接段及区间的道路运营安全水平并提高该路段的道路通行能力。
附图说明
[0023]图1是高速公路隧道与互通立交衔接段交通导流控制流程示意图；
[0024]图2是高速公路隧道与互通立交衔接段交通导流条件判断示意图；
[0025]图3是高速公路隧道与互通立交区间距离示意图；
[0026]附图标识：L0—交通监控及信号传输装置前路段；L1—交通监控及信号传输装置至隧道进口路段；L2—隧道出口至立交出口匝道路段；ΔL—隧道长度；ρ
i
(k),v
i
(k),q
i
(k)—分别代表第k时刻,第i个路段上交通密度、平均车速和交通量(i＝0,1,2)。
具体实施方式
[0027]下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。
[0028]如图1所示本专利技术提出的一种异质流环境下的高速公路隧道与互通立交衔接段交通导流控制方法，包含如下步骤：
[0029]Step1:调查高速公路隧道与互通立交衔接路段及区间隧道长度、隧道横断面布置、隧道坡度、隧道与互通立交出口之间的衔接段长度、坡度和横断面布置，匝道坡度、匝道半径、匝道渐变段长度等几何尺寸；调查衔接段及区间交通组成中HV、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质交通流下的高速公路隧道与互通立交衔接段交通导流控制方法，其特征在于，包括以下步骤：Step1:高速公路隧道与互通立交的衔接路段及区间几何尺寸调查、交通量调查、车速调查；Step2:根据调查结果进行条件判断，确定所述衔接路段是否需要交通导流控制；Step3:当所述衔接路段需要交通导流控制时，进一步分析所述衔接路段及区间的高峰期交通量及其HV、ACC和CACC车辆组成，确定管控策略；Step4:在隧道前2km和衔接段安装交通监控和信号传输装置；Step5:通过交通监控和信号传输装置，引导该路段的HV、ACC和CACC车辆接受信息后自动或人工调整车辆行驶状态。2.根据权利要求1所述的一种异质交通流下的高速公路隧道与互通立交衔接段交通导流控制方法，其特征在于，所述交通量包括传统人工车辆(HV)、自适应控制巡航控制车辆(ACC)和协调自适应控制巡航(CACC)车辆。3.根据权利要求2所述的一种异质交通流下的高速公路隧道与互通立交衔接段交通导流控制方法，其特征在于，应用于高速公路隧道与互通立交衔接段，且衔接段长度由于受地形、地貌等客观条件制约，长度不能满足一般规定值时，进行路段交通导流控制。4.根据权利要求3所述的一种异质交通流下的高速公路隧道与互通立交衔接段交通导流控制方法，其特征在于，分析高峰期交织区机车车服务水平大于三级，或者衔接段的断面平均车速小于64km/h时，应进行路段...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴德华，祝可为，李冰，
申请(专利权)人：福建船政交通职业学院，
类型：发明
国别省市：