[发明专利]基于交通流状态的道路交通控制方法

说明书

本发明提供的一种基于交通流状态的道路交通控制方法，包括如下步骤：S1.建立交通效能的目标函数E：其中，Q为道路的交通量，V为道路的平均车速，K为道路的交通密度，α为交通量Q在交通效能中所占的权重，β₀为平均车速V在交通量中所占的权重，能够根据道路交通的实际交通流状态作出准确的控制措施，有效确保道路的通行效率，并且具有前瞻性，能够有效缓解道路拥堵，而且为路网中其他道路的协调控制提供准确的控制依据。

技术领域

本发明涉及交通领域，尤其涉及一种基于交通流状态的道路交通控制方法。

背景技术

在现代社会中，随着汽车的普及越来越广泛，交通问题也日益凸显并变得越来越严重，因此，如何对交通实现有效的管控成为了交通领域中的技术热点以及技术难点。

现有技术中，对于交通的控制一般采用如下方式：第一种方式是在交通发生拥堵时或者即将拥堵时采用限制流量的方式，这是控制方式具有滞后性，也就是说当交通发生拥堵后或者即将拥堵的情况才做出相应的措施，此时被使用的道路已经到了严重饱和的情况，通行效率极为低下，另一种方式就是直接采用限速的方式，但是，这种控制方式并没有考虑到实际的交通状况，道路利用率低，甚至因为限速造成拥堵的状态。

因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的解决方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于交通流状态的道路交通控制方法，能够根据道路交通的实际交通流状态作出准确的控制措施，有效确保道路的通行效率，并且具有前瞻性，能够有效缓解道路拥堵，而且为路网中其他道路的协调控制提供准确的控制依据。

本发明提供的一种基于交通流状态的道路交通控制方法，包括如下步骤：

S1.建立交通效能的目标函数E：

其中，Q为道路的交通量，V为道路的平均车速，K为道路的交通密度，α为交通量Q在交通效能中所占的权重，β₀为平均车速V在交通量中所占的权重，且β＝α+β₀；

S2.在交通效能最优时，确定交通流中交通量和平均车速之间的权重状态，并根据该权重状态作出相应的交通控制措施。

进一步，根据如下方法确定交通效能是否最优：

S201.建立道路的交通密度模型：其中，V为平均车速，V_f为自由流速度,K_j为阻塞密度；

S202.将交通密度模型代入到交通效能目标函数中：

S203.对交通效能目标函数对速度V进行微分：

且当时交通效能最优并且可得：

进一步，步骤S2中，根据如下方法确定交通量和平均车速的权重状态：

将β＝α+β₀代入式(5)中得：

根据式(6)选取交通量和平均车速的权重并满足当前平均车速与自由流速度的比值。

进一步，步骤S2中，由交通量和平均车速的权重做出如下控制措施：

当且时，交通量与速度在交通效能模型中所占的权重相同；

当且时，速度在交通效能模型中所占权重大于交通量的权重，此时通过车辆的速度控制提高道路的交通效能和通行效率；

当且时，通量在交通效能模型中所占权重大于速度的权重，通过控制交通量提高交通效能以及通行效率；

其中，