一种道路合流区交织车辆的通行控制方法技术

一种道路合流区交织车辆的通行控制方法，本发明专利技术涉及道路合流区交织车辆的通行控制方法。本发明专利技术为了解决目前针对合流区高峰时实行的拉链式交通法规存在的车辆到达合流区之后需要减速瞭望后通过，产生交通延误以及车辆拥挤的问题。本发明专利技术包括：步骤一、调查道路合流区主路车辆的合流速度、辅路车辆的合流速度、主路最大限速、辅路最大限速和道路几何条件；步骤二、确定检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置；步骤三、根据步骤二确定的检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置，确定合流区交织车辆的通行控制规则。本发明专利技术用于交通信息工程与控制技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种道路合流区交织车辆的通行控制方法
本专利技术涉及一种道路合流区交织车辆的通行控制方法，属于交通信息工程与控制

技术介绍
在城市交通系统中，道路合流区域的通行能力是影响道路通行能力的重要因素之一，而在现有城市道路系统之中分合流路口数量众多且无相应交通管理控制设施。这就导致在早、晚高峰期间分合流区交织变道车辆数量增多，使得分合流区成为"瓶颈"从而引发交通拥挤。而伴随城市道路合流区局部拥堵也会随着时间的积累蔓延到整个城市道路交通网，最终导致道路整体通行能力下降。因此开展能够提高城市道路合流区通行能力的具体控制方法研究对于充分发挥城市道路功能具有重要意义。目前针对合流区高峰时实行的"拉链式"交通法规：“在两车道并一车道出现停车排队等候或者缓慢行驶时，左边过一辆车，右边过一辆车，然后左边再过一辆车，反反复复，有序行进。”该法规存在两个不足：1)车辆到达合流区之后需要减速瞭望后通过，由此会产生交通延误；2)法规应用前提是合流区两条道路都产生了排队，可以实施交替通行，如果有一方没有车辆将产生更大的延误，并且增大另一方向车辆拥挤程度。而且实地调查20个合流区高峰小时流量发现仅有80％的合流区主、辅路到达率约为1:1，因此，目前的针对合流区高峰时实行的"拉链式"交通法规的应用具有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前针对合流区高峰时实行的"拉链式"交通法规存在的车辆到达合流区之后需要减速瞭望后通过，由此会产生交通延误以及车辆拥挤的问题。一种道路合流区交织车辆的通行控制方法是通过以下步骤实现的：步骤一、调查道路合流区主路车辆的合流速度、辅路车辆的合流速度、主路最大限速、辅路最大限速和道路几何条件；步骤二、确定检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置；步骤三、根据步骤二确定的检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置，确定合流区交织车辆的通行控制规则。本专利技术的有益效果为：本专利技术利用城市两显示信号控制十字平面交叉口的单车自身事故、追尾事故、对撞事故、斜碰撞事故、同向刮擦事故和直角碰撞事故的实际事故次数，结合计算出的城市两显示信号控制十字平面交叉口的一年内单车自身事故、追尾事故、对撞事故、斜碰撞事故、同向刮擦事故和直角碰撞事故的事故机会数，分别计算出单车自身事故、追尾事故、对撞事故、斜碰撞事故、同向刮擦事故和直角碰撞事故的事故风险，通过比较不同事故形态的事故风险大小，并选择出事故风险最大的事故形态作为该两显示信号控制十字平面交叉口的突出事故形态，针对本专利技术识别出的突出事故形态来提出具体的交通安全改善措施，可以减少两显示信号控制十字平面交叉口的事故数量的30％，交叉口的延误率下降28％，交叉口整体通行效率提高24％，有助于提高城市两显示信号控制十字平面交叉口的安全水平。填补了该
的空白。附图说明图1为合流区检测器和变速区设置位置图；图2为协同变速模型减速加速速度变化过程图；图3为协同变速模型加速减速速度变化过程图；图4为实施方案实际调查交通参数图；图5为利用MATLAB仿真主路和辅路车辆运行S-T曲线图；具体实施方式具体实施方式一：如图1所示，一种道路合流区交织车辆的通行控制方法是通过以下步骤实现的：步骤一、调查道路合流区主路车辆的合流速度、辅路车辆的合流速度、主路最大限速、辅路最大限速和道路几何条件；步骤二、确定检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置；步骤三、根据步骤二确定的检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置，确定合流区交织车辆的通行控制规则。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述步骤一的具体过程为：在高峰小时前后对将要实施控制的道路合流区的主路车辆的合流速度以及辅路车辆的合流速度进行3个小时的采集，测量合流区的道路宽度和合流区的加速车道长度。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述步骤二中确定检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置的具体过程为：设置S1为合流区位置；以车辆前进方向为正方向，主路和辅路奖惩限速区结束位置为S2，并在S2位置设置可变限速装置；如果车辆在离开可变限速装置位置S2至合流位置S1期间擅自变速，则会使得合流无法按要求完成，因此S1S2为使车辆经过减速加速或加速减速模型调整后，主路车辆合流速度保持匀速行驶的最小距离，即：S1S2＝vmin×tmax其中vmin为高峰小时主路车辆进入合流位置S1前车辆行驶速度最小值；tmax为主路车辆经过电子限速牌位置S2时能保持匀速的最大时间；S3为主路和辅路2号检测器的位置，奖惩限速区开始位置以及速度恢复区结束位置；2号检测器的位置以地磁传感器检测速度的位置公式为例：S2S3＝X+v0ts其中X是不同车辆速度检测器安装视距，取值为常数；v0是调查得到的合流区高峰小时主路车辆的平均速度，ts为强制变速区设施运行时间；以车辆前进方向为正方向，主路和辅路强制变速区结束位置以及速度恢复区开始位置为S4；主路车辆经过1号强制变速区变速之后需要调整速度，所以司机在通过1号强制变速区后会看到2号变速区旁的限速装置，故S2S4之间的距离应小于最大行车速度下的视距，即：S2S4≤120(m)其中m为单位米；除此之外S3S4还应使得车辆在到达2号检测器之前能够完成速度恢复过程，即：其中，a是车辆的最小制动加速度；S5为主路和辅路1号检测器的位置以及强制变速区开始位置；类比S2S3，S3S4应取两者最大值，即：S5＝max(S2S3,S3S4)。主路和辅路S1之间存在一个最小差值其中v主为主路调查最大限速值，T为主路和辅路最大限速值下的临界最小间隙。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述步骤三中根据步骤二确定的检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置，确定合流区交织车辆的通行控制规则的具体过程为：步骤三一：当主路1号检测器检测到第i辆车的速度和到达时刻时，判断辅路1号检测器是否检测到车辆，若检测到车辆，则对辅路第j辆车进行控制，开始时i和j取值为1；对辅路第j辆车进行控制过程为：在主路和辅路S5位置的1号检测器检测到车辆速度，记录车辆到达S5位置的时刻，当主路1号检测器检测到主路第i辆车时判断辅路1号检测器是否检测到第j辆车，当i＝1时对主路车辆不进行控制；若有车辆，则计算主路第i辆车和辅路第j辆车预计到达车辆合流位置S1的时间；计算主路和辅路车辆预计到达车辆合流位置S1的时间的过程为：道路合流区的主路和辅路车辆以速度v从S5行驶，且未采取控制措施时，驾驶员看到可变限速装置到达合流位置S1前主路和辅路车辆需要先以加速度a减速到合流速度v*，再以合流速度v*匀速通过合流位置S1过程行驶时间t；若辅路车辆预计到达车辆合流位置S1的时间大于主路车辆预计到达车辆合流位置S1的时间，则辅路S4S5之间的强制变速区进行先加速再减速的过程；若辅路第j辆车预计到达车辆合流位置S1的时间小于主路第i辆车预计到达车辆合流位置S1的时间，则辅路S4S5之间的强制变速区进行先减速再加速的过程；当辅路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道路合流区交织车辆的通行控制方法，其特征在于，所述道路合流区交织车辆的通行控制方法是通过以下步骤实现的：步骤一、调查道路合流区主路车辆的合流速度、辅路车辆的合流速度、主路最大限速、辅路最大限速和道路几何条件；步骤二、确定检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置；步骤三、根据步骤二确定的检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置，确定合流区交织车辆的通行控制规则。

【技术特征摘要】
1.一种道路合流区交织车辆的通行控制方法，其特征在于，所述道路合流区交织车辆的通行控制方法是通过以下步骤实现的：步骤一、调查道路合流区主路车辆的合流速度、辅路车辆的合流速度、主路最大限速、辅路最大限速和道路几何条件；步骤二、确定检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置；步骤三、根据步骤二确定的检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置，确定合流区交织车辆的通行控制规则。2.根据权利要求1所述的一种道路合流区交织车辆的通行控制方法，其特征在于，所述步骤一的具体过程为：在高峰小时前后对将要实施控制的道路合流区的主路车辆的合流速度以及辅路车辆的合流速度进行3个小时的采集，测量合流区的道路宽度和合流区的加速车道长度。3.根据权利要求2所述的一种道路合流区交织车辆的通行控制方法，其特征在于，所述步骤二中确定检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置的具体过程为：设置S1为合流区位置；以车辆前进方向为正方向，主路和辅路奖惩限速区结束位置为S2，并在S2位置设置可变限速装置；S1S2＝vmin×tmax其中vmin为高峰小时主路车辆进入合流位置S1前车辆行驶速度最小值；tmax为主路车辆经过电子限速牌位置S2时能保持匀速的最大时间；S3为主路和辅路2号检测器的位置，奖惩限速区开始位置以及速度恢复区结束位置；S2S3＝X+v0ts其中X是车辆速度检测器安装视距，v0是调查得到的合流区高峰小时主路车辆的平均速度，ts为强制变速区设施运行时间；以车辆前进方向为正方向，主路和辅路强制变速区结束位置以及速度恢复区开始位置为S4；S2S4≤120(m)其中，a是车辆的最小制动加速度；S5为主路和辅路1号检测器的位置以及强制变速区开始位置；S5＝max(S2S3,S3S4)主路和辅路S1之间存在一个最小差值其中v主为主路调查最大限速值，T为主路和辅路最大限速值下的临界最小间隙。4.根据权利要求3所述的一种道路合流区交织车辆的通行控制方法，其特征在于，所述步骤三中根据步骤二确定的检测器、强制变速区、速度恢复区、奖惩限速区、可变限速装置的位置，确定合流区交织车辆的通行控制规则的具体过程为：步骤三一：当主路1号检测器检测到第i辆车的速度和到达时刻时，判断辅路1号检测器是否检测到车辆，若检测到车辆，则对辅路第j辆车进行控制，开始时i和j取值为1；对辅路第j辆车进行控制过程为：在主路和辅路S5位置的1号检测器检测到车辆速度，记录车辆到达S5位置的时刻，当主路1号检测器检测到主路第i辆车时判断辅路1号检测器是否检测到第j辆车，当i＝1时对主路车辆不进行控制；若有车辆，则计算主路第i辆车和辅路第j辆车预计到达车辆合流位置S1的时间；计算主路和辅路车辆预计到达车辆合流位置S1的时间的过程为：道路合流区的主路和辅路车辆以速度v从S5行驶，且未采取控制措施时，驾驶员看到可变限速装置到达合流位置S1前主路和辅路车辆需要先以加速度a减速到合流速度v*，再以合流速度v*匀速通过合流位置S1过程行驶时间t；若辅路车辆预计到达车辆合流位置S1的时间大于主路车辆预计到达车辆合流位置S1的时间，则辅路S4S5之间的强制变速区进行先加速再减速的过程；若辅路第j辆车预计到达车辆合流位置S1的时间小于主路第i辆车预计到达车辆合流位置S1的时间，则辅路S4S5之间的强制变速区进行先减速再加速的过程；当辅路第j辆车行驶到2号检测器安装位置S3时对车辆进行速度检测，将车速与运算得出的合流需要车速进行比对；若车辆在减速控制后速度处于合流需要速度范围值内，则位于S2S3内的奖惩限速区会对未按照速度控制的车辆进行惩罚使车辆运行速度降低，按照控制的车辆则让其正常行驶；对主路的控制过程为：在主路和辅路S5位置的1号检测器检测车辆速度，记录第i个车辆到达S5位置的时刻，当主路1号检测器检测到车辆时判断辅路1号检测器是否检测到车辆，若无车辆，则不对主路车辆进行控制；若有车辆，则当主路S5位置的1号检测器检测到第i+1个车辆到达时，计算主路第i个车辆和第i+1个车辆预计到达车辆合流位置S1的时间；计算主路第i个车辆和第i+1个车辆预计到达车辆合流位置S1的时间过程为：道路合流区的主路车辆以速度v从S5行驶，且未采取措施控制时，驾驶员看到可变限速装置到达合流位置S1前主路车辆需要先以加速度a减速到合流速度v*，再以合流速度v*匀速通过合流位置S1过程行驶时间t；若主路第i个车辆和第i+1个车辆预计到达车辆合流位置S1的时间t差值大于或等于主路和辅路可变限速装置限速v*对应的临界最小间隙T时不对第i+1个车辆进行控制；若主路第i个车辆和第i+1个车辆预计到达车辆合流位置S1的时间t差值小于主路和辅路可变限速装置限速v*对应的临界最小...

【专利技术属性】
技术研发人员：章锡俏，杨龙海，王刚，王宇，隋孟霖，宋浩然，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23