[发明专利]一种拥挤全链条管理的快速路多匝道协调控制方法

权利要求书

1.一种拥挤全链条管理的快速路多匝道协调控制方法，其特征在于，所述方法包括：

1)构建快速路通道上网络交通流的稳定性指标，确定快速路通道的匝道控制时机；

2)对快速路通道进行分区，根据各分区的网络交通流的稳定程度，按照控制顺序关闭各分区匝道；

3)以取优先级控制函数最大值作为目标函数，同时根据快速路各分区匝道的相关参数确定约束条件，通过线性规划方法确定快速路各分区匝道的重新开放时机；

所述步骤3)包括：

31)确定快速路通道开放的优先级控制函数，以取优先级控制函数最大值作为目标函数；

32)根据快速路通道各分区匝道的可放行交通量、交通状态突变概率和快速路通道的主线平均速度，确定约束条件；

33)在满足步骤32)中确定的约束条件的情况下，通过线性规划方法对步骤31)中的目标函数进行求解，得到快速路各分区匝道的重新开放时刻；

所述优先级控制函数具体为：

Z＝∑D_i(k)×N_i

其中，Z为优先级控制函数，D_i(k)为k时刻第i分区当前状态与临界状态的差值比，N_i为第i分区从k时刻到临界状态时可放入的车辆数；

所述约束条件包括：快速路通道各分区匝道的可放行交通量不大于临界状态各分区匝道可放行的车辆数、交通状态突变概率小于0.1和快速路通道的主线平均速度大于70km/h。

2.根据权利要求1所述的拥挤全链条管理的快速路多匝道协调控制方法，其特征在于，所述步骤1)包括：

11)根据交通状态突变的概率，基于风险评估技术，构建快速路通道上网络交通流的稳定性指标；

12)根据步骤11)构建的快速路通道上网络交通流的稳定性指标，在稳定性指标达到峰值对应的时机，开始对快速路通道的匝道进行控制。

3.根据权利要求2所述的拥挤全链条管理的快速路多匝道协调控制方法，其特征在于，所述快速路通道上网络交通流的稳定性指标具体为：

其中，S为快速路通道上网络交通流的稳定性指标，A为快速路通道上车辆的累积流量，P为快速路通道上的网络交通流量，F为交通状态突变的概率，W为流量加权，S(A)为累积流量A下快速路通道上网络交通流的稳定性指标，为累积流量A下50百分位的网络交通流量，F(A)为累积流量A下交通状态突变的概率。

4.根据权利要求1所述的拥挤全链条管理的快速路多匝道协调控制方法，其特征在于，所述步骤2)包括：

21)以匝道的连接点作为基准对快速路通道进行分区，并计算每个分区的临界密度标准值；

22)根据步骤21)得到的临界密度标准值，确定每个分区当前状态与临界状态的差值比；

23)根据步骤22)中计算得到的差值比，确定分区匝道的关闭控制顺序，并按照确定的顺序依次对每个分区匝道进行关闭。

5.根据权利要求4所述的拥挤全链条管理的快速路多匝道协调控制方法，其特征在于，所述每个分区的临界密度标准值具体为：

其中，K₀为每个分区的临界密度标准值，L_i为第i分区的里程长度，A_s为快速路通道的临界累积流量值。

6.根据权利要求4所述的拥挤全链条管理的快速路多匝道协调控制方法，其特征在于，所述每个分区当前状态与临界状态的差值比具体为：

其中，D_i为第i分区当前状态与临界状态的差值比，K_i(k)为k时刻第i分区的密度值，K₀为每个分区的临界密度标准值。

7.根据权利要求4所述的拥挤全链条管理的快速路多匝道协调控制方法，其特征在于，所述分区匝道的关闭控制顺序具体为：

231)统一关闭所有差值比为正值的分区；

232)对于余下的分区，首先确定差值比最大的分区，判断该差值比最大的分区中可放行车辆数N_i是否大于快速路通道可放行车辆数N₁，若是则进入步骤233)，若否则进入步骤234)；

233)按照差值比从大到小的顺序，依次在第i分区中放行N_i辆车辆后对第i分区进行关闭；

234)对差值比最大的分区放行N₁辆车辆后进行关闭，其余分区按照差值比从大到小的顺序，依次在第i分区中放行N_i辆车辆后对第i分区进行关闭。