高速道路入口匝道控制方法及应用探索

入口匝道控制是高速道路交通管理与控制的重要方法.对国外高速道路入口匝道的交通机理和控制方法进行系统分析和总结,重点对国外典型的多匝道动态协调控制算法进行论述,并对今后的研究方向提出展望.最后结合国内的实际情况,从交通量、几何线形、通道控制、协调配合、政策制定、仿真评价等方面对入口匝道控制在国内的相关工程应用做了初步探索.     

马尔可夫模型在分析高速公路交通分布不确定性中的应用

讨论一系列入口匝道交通量是能造成交通需求超过主干道的服务交通量。介绍了一个交通分布马尔可夫模型，该模型能够分析交通需求和出口匝道分流经率不确定性的影响。     

基于ALINEA算法的城市快速路入口匝道优化控制策略

为缓解城市快速路入口匝道交通拥堵,采用匝道管控技术,以实际工程为依托,收集了道路实际小时观测数据;将主线交通状态根据上下游实时监测的交通数据分为畅通、拥堵、阻塞3种状态,对应不同状态及之间的过渡,将入口匝道管控策略分为无控制策略、控制放行策略、关闭匝道策略;借助VISSIM仿真平台建立道路仿真模型,基于ALINEA算法,设定ALINEA控制参数;以工程高峰小时交通量为输入,对比分析了无控制和ALINEA控制条件下主线交通量、主线运行速度、匝道排队长度的参数变化。研究结果表明:在主线平均运行速度方面,无控制策略和ALINEA控制策略主线平均运行速度分别为52.93、77.64 km/h,采用ALINEA控制策略的主线平均运行速度增大了46.20%;在主线交通量方面,无控制策略和ALINEA控制策略主线平均交通量分别为235.50、270.08 veh/h,采用ALINEA控制策略的主线平均交通量增大了14.7%;在匝道影响方面,无控制策略和ALINEA控制策略匝道平均排队长度分别为13.79、15.50 pcu,采用ALINEA控制策略情况下匝道平均排队长度增加了14.7%。可见,ALINEA匝道管控能够有效提升主线平均运行速度和交通量。     

地下道路匝道设置交通汇入专用车道方案研究

深圳市前海地下道路是国内首条多点进出的城市地下道路,地处深圳前海自贸区,交通组织较复杂,现有设计方案中入口匝道变速车道和渐变段总长度仅有70 m左右,汇入长度不足,容易引发交通事故。通过微观交通流仿真,分析深圳前海地下道路入口匝道合流区的安全性。结论是:地下道路入口匝道合流区采用主线在物理鼻端前变换车道的交通组织方式更能提高效率和安全性;地下道路入口匝道合流区内的主线车道三变二路段采用较长的渐变段距离更能提高交通流的安全性及运行效率。     

城市快速路入口匝道模糊控制器的设计及仿真研究

入口匝道控制是缓解快速路交通拥挤最为有效的措施之一。首先分析了快速路交通流的运行特性和匝道控制模型。提出了考虑相匝道交通运行状态的入口匝道模糊控制方法,该方法以两个相匝道的上游交通密度和入口匝道排队长度为模糊控制的输入量,建立了包含13条模糊控制规则的规则库,利用MATLAB工具对该控制系统进行了仿真实验,实验结果表明该模糊控制器在快速路入口匝道控制中具有良好的应用效果。     

基于仿真的冰雪条件快速路合流区交通特性研究

文章重点对冰雪条件下快速路合流区交通特性进行研究,基于大量调查数据,利用VISSIM仿真软件,通过控制快速路主线交通量,对快速路在正常条件、积雪条件、冰板条件以及冰膜条件四种情况下的匝道及主线的延误情况、入口匝道的排队长度进行了详细的分析,并建立回归模型。分析结果表明:当主线交通量大于2800veh/h时,冰雪条件对入口匝道的影响急剧增加。因此如果快速路预计的未来小时交通量超过2800veh/h,需要考虑通过适当增加合流区过渡段的长度来减小冰雪条件带来的影响。本研究成果可以为快速路交织区的设计提供参考。     

高速公路主线流量对入口加速车道设计影响分析

提出了以高速公路加速车道合流等待理论为基础的加速车道长度设计方法和以排队论为孤入口匝道交通控制方法。这些方法克服了传统方法中忽视主线交通量的情况，特别是在主线较 挤的条件下加速车道上排队的情况，地正确地设计加速车道长度，避免交通拥挤和 交通事故有一定的理论意义。     

城市快速路入口匝道与关联交叉口协调控制分析

为了提高快速路匝道与关联交叉口运行效率，以快速路-交叉口协调控制影响因素为关键，建立基于交通状态指数、匝道入口影响因子的匝道与关联交叉口协调控制模型。以实际区域进行仿真验证，结果显示，模型能够明显改善系统运行情况，匝道总通过交通量增加8.7%，交叉口延误降低11%。     

基于VISSIM仿真的快速路出口控制方式研究

针对当前城市快速路普遍存在的出口匝道控制问题,采用VISSIM仿真软件,根据城市快速路的出口匝道交通特性,对软件的交通模型参数进行标定,运用二分法及控制变量法获得匝道出现停车的交通量临界值,确定基于出口匝道交通情况的辅路交通量和主路交通量综合分区图.在此条件下,选取辅路延误和主路延误为评价指标,以福州市南二环快速路首山出入口交通控制为研究对象,针对分区图的不同阶段,分别进行辅路车辆让行主路车辆控制、出口辅路感应控制、现状仿真研究,结果表明:畅行阶段采用不控制方式,缓行及拥堵级别Ⅱ阶段采用出口辅路感应控制方式,拥堵级别较高阶段采用辅路车辆让行主路车辆或关闭出口匝道方式.     

上海城市快速路匝道处交通分析与控制方案设计

分析了上海市城市快速路交通运行的特点和主要症结,对关键瓶颈位置实施单点匝道控制方案.以洛川路入口匝道为切入点,分析了洛川路主线、匝道的交通状况和相关地面交通状况,针对洛川路入口匝道的具体情况设计匝道控制方案,具体研究了工程控制阈值和匝道调节方案的适用条件.最后对实施的方案效果进行评估,可改变现有拥挤、瘫痪的交通状态,提高快速路的使用效率.     

高速公路车道分配与入口多匝道协同控制方法

为提升多车道高速公路主线合流区通行效率，由于主线合流区各车道交通特征差异，针对多条匝道相互合流再一同汇入主线的情况，分析了主线合流区流量均衡状态、各车道饱和状态和匝道流量对通行效率的影响，提出了多车道高速公路车道分配与入口多匝道协同控制模型，主要通过主线车道控制引导上游主线车辆提前选择合适车道行驶，同时采用入口多匝道控制协调匝道合流区各汇入匝道车辆的驶入，实现主线和匝道的通行效率最大化提升。仿真验证及工程应用结果表明：通过主线车道控制引导上游主线车辆尽量选择内侧车道行驶，尽管会增加内侧车道行驶车辆的车均延误，但明显降低了主线和匝道的整体车均延误，说明主线车道控制与入口多匝道控制相结合对合流区通行效率提升优势明显，且主线合流区各车道流量均衡有助于提升入口匝道汇入效率。     

高速公路入口匝道控制的仿真研究

本文针对Ｍａｒｋｏｓ Ｐａｐａｇｅｏｒｉｏｕ的高速公路交通流宏观，动态，确定性效能流模型，从入口匝道流量对高速公路主线交通流影响的实质出发，通过对入口匝道可汇入量影响因素的详细分析，提出了独立的入口匝道控制和入口匝道联合控制两种控制策略，并以高速公路的总行程时间，总服务流量及入口匝道平均等待时间作为入口匝道控制效果评价的目标函数，将目标函数、交通流模型和入口匝道控制模型化为求解二个最优问题，最后利     

高速公路入口匝道控制算法用户公平性分析

入口匝道控制是高速公路交通控制有效策略之一。为避免早期的入口匝道控制算法往往只注重效率而忽视用户的公平性,从而造成入口匝道的排队增加的缺陷,将经济学中的Gini系数引入高速公路入口匝道控制算法分析评价中来反映用户的公平性,以出行时间节省比为效率指标,并以长春市绕城高速公路的净月立交入口匝道为例,通过实际数据调查及计算机模拟对假定实施的入口匝道控制各方案的公平性进行了分析,为高速公路入口匝道控制策略的选取提供依据。     

本期导读

通过对城市快速路交通拥挤特性的分析，提出了交通拥挤形成时机的判定思路和方法，力争在拥挤之前对交通流加以控制，避免交通拥挤的产生。从全局最优的角度，讨论了以路段服务流量最大为目标的可变限速和入口匝道联合控制策略。（王伟，等：城市快速路交通拥挤形成时机判定及其控制策略研究）     

交通事故条件下高速公路限流研究

为保证高速公路在交通事故条件下的道路通行能力、整体路网的可靠度和交通运行效率,分析了高速公路交通事故和交通流的基本特征,不同类型限流方法的特点及优缺点。结合线性控制算法与交通事故条件下高速公路的实际情况列出四个约束条件,建立了入口匝道控制模型。最后运用Matlab等软件分别从主线可插人间隙的3种情况下进行分析计算,确定出交通事故条件下匝道限流控制的最大值。为今后高速公路交通事故路段交通组织与管理提供了决策和依据。     

高速公路入口交通动态控制系统的研究

在论述了高速公路入口匝道调节的基础上，提出了如何利用ＰＬＣ机对高速公路入口匝道实现交通动态控制。     

O—D矩的分类与推算

本文对Ｏ－Ｄ矩阵的内涵进行了延伸，首次提出了Ｏ－Ｄ矩阵矩分点、线、面三类（即交通结点Ｏ－Ｄ矩阵、交通干线Ｏ－Ｄ矩阵、交通区域Ｏ－Ｄ矩阵）的概念。文中重点论述了用道路路段交通量资料推算三类Ｏ－Ｄ矩阵的数学方法。     

考虑服务交通量的加速车道长度设置方法

高速公路加速车道的设置长度不仅取决于主路及匝道的设计速度,还与主路及匝道的交通量有关。本文给出了不同主路服务交通量下的匝道通行能力,建立了在主路不同交通负荷下的匝道车辆可直接汇入的概率计算模型。最后给出了在一定的匝道车辆汇入概率和主路服务交通量下的加速车道长度设置方法,以及不同主路、匝道设计速度和服务交通量下的加速车道长度的推荐值。     

高速公路动态交通流的建模与控制策略

从高速公路交通流的宏观、动态特性出发，首先给出了交通流控制和仿真中常用的宏观、动态、确定性交通流模型，并结合交通调查数据，利用仿真和优化技术对模型中的参数进行辨识，从而获得了能比较准确地描述了交通流真实行为的模型，然后提出了低密度区的可变速度控制，中密度区的可变限速和入口匝道联合控制及出口匝道分流和入口匝道协高控制模型，并给出了上三个问题的最估解，最后利用计算机模拟了受控和未控交通流，其结果令人满     

交通事故导致的高速公路拥堵状态判别方法

为量化分析不同交通事故条件下的高速公路路段拥堵情况,研究路段偶发性拥堵规律,本文构建了1个基于行程时间可靠性指标的高速公路路段拥堵判别方法。建立基于美国《公路通行能力手册》中行程时间可靠性分析方法的路段行程时间可靠性模型,并采用西南某高速公路路段实际数据校准模型。利用蒙特卡洛模拟方法生成交通事故场景,将交通事故解构为交通事故发生位置、交通事故严重程度、交通事故持续时间、交通事故发生频率4个特征,并以行程时间指数为路段拥堵量化指标,研究不同交通事故特征水平下的高速公路路段拥堵规律,并判别路段拥堵程度。研究结果表明：美国《公路通行能力手册》的行程时间可靠性分析方法具有可移植性,校准后可应用于国内高速公路路段;交通量接近饱和时,交通事故发生在出口匝道段的拥堵程度高于基本路段与入口匝道段,单车道关闭场景下的交通事故影响远高于路肩关闭场景下的交通事故;交通量接近自由流状态时,拥堵程度对严重程度不敏感;任何交通量水平下,单车道关闭场景下的交通事故持续时间一旦超过15 min,路段拥堵程度极有可能剧增。本文构建的路段拥堵判别方法,可以在精细化探究偶发性交通事故拥堵规律的同时划分路段拥堵等级,为相关部...