《交通管理与控制》第14章快速道路交通控制系统教程讲解.ppt

3、可插间隙和需求—容量控制 匝道调节率按照交通需求—容量差额原理来 确定，但以此调节率放行的匝道车辆要与可利用 的可插间隙相符合。 4、汇合控制系统的评价 汇合控制系统与交通需求—容量差额感应调节系统比较如下: 汇合控制可得到比较平滑的交汇运行，车辆由匝道调节信号处到达交汇区所需时间短 汇合控制的匝道车辆放行是根据检测到的可插间隙来确定的，因而控制运行方式没有规律，排队等待时间较长（调节率约为4～5veh/min），违章车辆率较高 需求—容量差额感应调节可得到较高的调节率和较大的入口匝道容量 当驶入匝道具有良好的加速车道等几何形状时，采用定时调节、需求—容量差额感应调节，可获得良好的经济效果，无需采用汇合控制系统 对于因视距不良、加速车道、坡度缺陷等造成的交汇困难的高速公路，采用汇合控制是有利的 汇合控制需增加较多设备，系统成本昂贵 14.4 入口匝道整体定时控制 入口匝道定时整体控制是指每个入口匝道定 时调节时必须对其上、下游匝道运行的相互依赖 性给予考虑。这时，各个匝道的调节率是根据整 个系统的交通需求—容量差额来计算的。 14.4.1 性能指标和调节率的算法 入口匝道整体定时的控制是基于交通流每日变 化大体一致，因而可以把一天划分为若干时段（大 约每段为15min或更长），在一个时段内交通流近 似于均匀，可以认为是稳态，进而根据实际情况把 高速公路分成若干段，每段内交通流近似认为稳定 均匀。 建立一个描述交通流状态只随道路空间变化 的稳态模型，然后根据主线和各入口匝道的交通 需求和每个入口匝道下游的容量，按照某种性能 指标，在每时段确定一组最佳调节率（常数）， 使各路段交通状况总体最优。 1、性能指标 要达到系统总行程时间最小，既需要车速尽 量高，又要求在匝道处排队等待时间尽量小。 14.4.2 控制算法的建模与求解 总行程时间 = 道路行驶时间 + 匝道排队等待时间 在稳态入口调节系统中，总行程时间最小等价于总驶入量最大。 舒适性 也可采用总服务流量最大 2、约束条件 约束条件 3、建模 其性能指标和约束函数一般均为线性，可表述为一线性规划问题。 　　　　　　　　　　 (15-5) T:时段长度； li0:本时段本初始时刻匝道i排队长度； lmax:匝道i最大允许排队长度； rmin,rmax:分别表示第i路段内入口匝道调节率的最 大值和最小值； aij:从入口i进入的车辆到达路段j的百分比； Cj:路段j的道路容量； di:路段i内入口匝道的交通需求；第一路段无匝 道入口,主线始端流量被视为第一匝道口ri调 节率； 4、实例 有一段5个入口匝道组成的高速公路，主线入口的交通需求量为D1=4000veh/h,其余各入口匝道的需求为D2=D4=800veh/h，D3=D5=600veh/h，起始到达矩阵位： 各路段容量为：C1=5400veh/h，C2=4800veh/h，C3=C4 =5200veh/h，匝道最小调节率为240veh/h，最大调节率为960veh/h，若采用系统总行程时间最小指标，求个匝道的最优调节率。 对上述问题建立LP模型如下： 将r1=4000 令xi = ri - 240（保证xi ≥ 0）化为标准型： 应用单纯形法解得： 即： 故各匝道允许进入高速公路的交通量 总和为2248veh/h。 在通道区域内必须有可供使用的附加容量 （即可替换的路线、时段或其他运输方式） 在入口匝道上应有足够的停车空间 可供等待匝道交通信号的车辆使用 交通模式必须合适 在高速公路下游出口处必须有可能利用的容量 匝道与主线有足够的交织区且视距良好 2、入口匝道控制的条件 匝道调节 在匝道上使用交通信号灯对进入车辆实行计量控制，也可通过收费站的收费车道开放数来调节进入高速公路的车辆数 。 匝道关闭 匝道关闭可通过自动路栏、交通标志、人工设置隔离墩把某些入口匝道关闭。 3、入口匝道控制方法 入口匝道控制 入口匝道调节方法： A 定时控制 感应（动态） 调节 B 汇合控制 D 整体定时 控制 C 14.3.2 入口匝道定时控制 1、入口匝道关闭 匝道关闭就是对所有交通都实行关闭，不允许