一种基于高速公路通行能力下降的多级可变限速控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于高速公路通行能力下降的多级可变限速控制方法，包括：1、通过车载智能终端获得车辆数据；2、将获得的数据传输到控制中心；3、通过算法动态确定的级数和可变限速值；4、控制中心通过无线传输给路侧可变信息标志牌和车载智能终端；5、车辆接收可变限速信息，并按限速信息行驶；6、循环上述步骤，确定下一周期的限速信息。本发明专利技术通过车载智能终端获取的车辆的速度和流量数据，然后以这些数据为依据，通过算法动态确定的级数和可变限速值，对车辆的速度进行实时控制，从而能避免高速公路事故上游车辆的速度发生突变，保证车辆平稳、安全和高效的通过高速公路事故路段。安全和高效的通过高速公路事故路段。安全和高效的通过高速公路事故路段。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高速公路通行能力下降的多级可变限速控制方法


[0001]本专利技术涉及智能交通控制与管理
，具体来说是一种基于高速公路通行能力下降的多级可变限速控制方法。

技术介绍

[0002]高速公路作为交通运输行业的重要载体之一，不仅能维持城市与城市之间的联系，更是居民跨区域活动的重要桥梁。在过去的几十年里，由于小汽车的拥有量的递增，与实际撞车事故或潜在撞车事故有关的道路撞车风险迅速增加。一般来说，这些风险不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会造成严重的拥堵，因为高速公路的行驶速度非常高，一旦发生事故，上游的车辆速度可能会急剧下降，从而导致交通崩溃。
[0003]目前我国高速公路采用固定限速方式居多，一般以道路设计速度作为路段限速值，不随道路交通状况的改变而改变，当高速公路某一段发生交通事故而出现瓶颈区域时，在流量较大时，若车辆任按原路段限速值行驶，瓶颈区域上游段的车辆将会快速聚集，产生严重的排队现象，从而导致通行效率下降，事故风险率增加。即使一些高速公路采用了可变限速控制策略，而可变限速控制的原理是动态改变限速值，仅采用单一限速对车辆进行控制，则可能会出现车辆速度控制前后速度差大，极易发生车辆追尾事故。

技术实现思路

[0004]本专利技术为克服现有技术的不足之处，提出了一种基于高速公路通行能力下降的多级可变限速控制方法，以期能对车辆速度进行实时控制，从而避免高速公路事故上游车辆的速度发生突变，以保证车辆平稳、安全和高效的通过高速公路事故路段。
[0005]本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
[0006]本专利技术一种基于高速公路通行能力下降的多级可变限速控制方法的特点在于，包括以下步骤：
[0007]步骤1、若当前车辆在高速公路发生事故，则定义当前车辆所在的道路路段为事故区域，所述事故区域的上游一段道路区域为控制区域；将所述控制区域分成若干个等间距且连续的m级变限速区，任意一级变限速区用i表示，i
‑
1和i+1分别表示为第i级变限速区的上游一级变限速区和下游的一级变限速区，其中，i＝1,2,...,m；
[0008]令相邻两个时间的间隔为Δt，则任意一个时间间隔的序号记为t；
[0009]通过安装在车辆上的车载智能终端，获取第t个时间间隔内第j辆车在第i级变限速区的速度V
i,j
(t)并实时发送给控制中心，其中，j＝1,2,...,N；
[0010]所述控制中心根据所有车辆在第t个时间间隔内的第i级变限速区的速度统计得到第t个时间间隔内第i级变限速区的流量Q
i
(t)；
[0011]步骤2、所述控制中心根据速度和流量，选择不同的级数和可变限速值；
[0012]步骤2.0、初始化m＝2；
[0013]步骤2.1、根据式(1)计算第t个时间间隔内第i级变限速区的速度V
i
(t)；
[0014][0015]步骤2.2、根据式(2)计算第t个时间间隔内第i级变限速区的密度K
i
(t)；
[0016][0017]步骤2.3、若K
i
(t)≤K
m
，则执行步骤2.4；否则，执行步骤2.5；其中，K
m
为高速路段的最佳密度；
[0018]步骤2.4、第t个时间间隔内第i级变限速区的所有车辆保持正常的速度行驶，不进行变限速控制，并执行步骤5；
[0019]步骤2.5、根据式(3)计算第t个时间间隔内第i级变限速区的拥堵波速W
i
(t)；
[0020][0021]步骤2.6、根据式(4)计算第t个时间间隔内第i级变限速区的通行能力突降幅度θ
i
(t)；
[0022][0023]式(4)中，C为高速公路的通行能力；
[0024]步骤2.7、根据式(5)计算第t个时间间隔内第i级变限速区的突降拥堵波速W
i
′
(t)；
[0025]W
i
′
(t)＝(1
‑
θ
i
(t))
×
W
i
(t)
ꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0026]步骤2.8、根据式(6)计算第t个时间间隔内第i级变限速区的可变限速值V
svl,i
(t)；
[0027][0028]式(6)中，K
jam
(t)为第t个时间间隔内高速公路的阻塞密度；
[0029]步骤2.9、判断V
svl,i
(t)是否满足式(7)，若满足，则执行步骤2.10；否则，执行步骤2.12；
[0030]|V
svl,i
(t)
‑
V
svl,i+1
(t)|≤ΔV
svl,max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0031]式(7)中，ΔV
svl,max
是可变限速值的最大变化幅度；V
svl,i+1
(t)是第t个时间间隔内第i+1级变限速区的可变限速值；
[0032]步骤2.10、判断V
svl,i
(t)是否满足式(8)，若满足，则执行步骤2.11；否则，执行步骤2.12；
[0033]V
svl,min
≤V
svl,i
(t)≤V
svl,max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0034]式(8)中，V
svl,min
是高速公路的最低限速值，V
svl,max
是高速公路的最高限速值；
[0035]步骤2.11、输出级数m和可变限速V
svl,i
(t)，并执行步骤3；
[0036]步骤2.12、将m+1赋值给m，并返回步骤2.1；
[0037]步骤3、所述控制中心将可变限速V
svl,i
(t)通过无线传输到路侧可变信息标志牌上进行发布，并通过无线传输给第i级变限速区内的车载智能终端；
[0038]步骤4、第i级变限速区内的车载智能终端根据所接收的可变限速V
svl,i
(t)行驶；
[0039]步骤5、将t+1赋值给t后，返回步骤2顺序执行，直到发生事故的车辆驶离事故区域为止。
[0040]与已有技术相比，本专利技术的有益技术效果体现在：
[0041]1、本专利技术将可变限速控制区域动态分成了m级控制区域，对每级控制区域采用不同的限速措施，对同一级控制区域随着时间的变化逐渐采用不同的限速措施，进而调节事故路段上游的速度和密度提升道路通行能力，避免了高速公路事故路段上游速度发生突变，保证了车辆平稳、安全和高效的通过事故路段，减少了速度差大带来的碰撞事故的发生。
[0042]2、本专利技术以采集每级车辆速度和每级交通量的大小作为依据，设置合理的可变限速控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高速公路通行能力下降的多级可变限速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、若当前车辆在高速公路发生事故，则定义当前车辆所在的道路路段为事故区域，所述事故区域的上游一段道路区域为控制区域；将所述控制区域分成若干个等间距且连续的m级变限速区，任意一级变限速区用i表示，i
‑
1和i+1分别表示为第i级变限速区的上游一级变限速区和下游的一级变限速区，其中，i＝1,2,...,m；令相邻两个时间的间隔为Δt，则任意一个时间间隔的序号记为t；通过安装在车辆上的车载智能终端，获取第t个时间间隔内第j辆车在第i级变限速区的速度V
i,j
(t)并实时发送给控制中心，其中，j＝1,2,...,N；所述控制中心根据所有车辆在第t个时间间隔内的第i级变限速区的速度统计得到第t个时间间隔内第i级变限速区的流量Q
i
(t)；步骤2、所述控制中心根据速度和流量，选择不同的级数和可变限速值；步骤2.0、初始化m＝2；步骤2.1、根据式(1)计算第t个时间间隔内第i级变限速区的速度V
i
(t)；步骤2.2、根据式(2)计算第t个时间间隔内第i级变限速区的密度K
i
(t)；步骤2.3、若K
i
(t)≤K
m
，则执行步骤2.4；否则，执行步骤2.5；其中，K
m
为高速路段的最佳密度；步骤2.4、第t个时间间隔内第i级变限速区的所有车辆保持正常的速度行驶，不进行变限速控制，并执行步骤5；步骤2.5、根据式(3)计算第t个时间间隔内第i级变限速区的拥堵波速W
i
(t)；步骤2.6、根据式(4)计算第t个时间间隔内第i级变限速区的通行能力突降幅度θ
i
(t)；式(4)中，C为高速公路的通行能力；步骤2.7、根据式(5)计算第t个时间间隔内第i级变限速区的突降拥堵波速W
i
′
(t)；W
i
′
(t)＝(1
‑
θ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧文，张卫华，郭永乐，杨光，王腾飞，汪春，黄路莹，田明宗，
申请(专利权)人：安徽省交通控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：