[发明专利]多车道高速公路混合交通流动态分离控制方法

说明书

本发明公开了多车道高速公路混合交通流动态分离控制方法，包括以下几个步骤：(一)采集分车型交通量及速度数据；(二)计算道路服务水平，设定交通流车型分离控制条件；(三)计算货车比例及车速标准差系数、大型车比例及车速标准差系数；(四)构建车型‑车速离散度矩阵模型，识别分离车型。本发明降低车型间交通冲突，提高道路运行效率及通行安全。

技术领域

本发明涉及一种高速公路交通分流方法，尤其涉及多车道高速公路混合交通流动态分离控制方法。

背景技术

混合交通流作为高速公路的主要特点之一，在通行效率与行车安全方面均存在诸多的问题与隐患，我国高速公路混合交通流以小型客车、大型客车、大中型货车为主，各车型间性能各异，对高速公路安全、通畅运营带来巨大挑战。车速差是干扰道路运营状态的主要影响因素之一，由于不同车型间性能差异、驾驶操作随机性等因素，易造成移动瓶颈效应，引发频繁换道行为，其中客货车型间、大小车型间交通冲突现象尤为突出。

为降低混合交通流的干扰，国内外众多学者在规划、设计及管理层面针对高速公路混合交通流问题展开研究，现有研究及工程案例较多的集中于分析混合交通流中特定类别车型影响特性，且主要集中于客货分流的设计理念及技术标准、混合交通流微观仿真模型等研究，未综合考虑在全车型影响下的混合交通流分离控制方案。

目前，我国采用物理设施隔离的特定车型高速公路的研究及实施处于起步阶段，仍以标线分离交通流的高速公路为主。部分多车道高速公路通过设置大小车型或客货车型的交通标志确定车道行驶功能，分离混合交通流，但静态交通标志难以适应动态交通流的时变特性。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种通过动态分离交通流，提高道路运行效率及通行安全的多车道高速公路混合交通流动态分离控制方法。

为实现本发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的多车道高速公路混合交通流动态分离控制方法，包括以下步骤：

步骤一、采集分车型交通量、车速数据，包括如下步骤：

采集多车道高速公路在设定的统计时段内各车型的自然交通量及车速数据，并将自然交通量及车速数据转换为小时当量交通量和每小时车速；

将各车型交通量及车速定义如下：中小型客车交通量Q_1i与每一辆中小型客车的车速v_1j、大型客车交通量Q_2i与每一辆大型客车的车速v_2j、小型货车交通量Q_3i与每一辆小型货车的车速v_3j、中型货车交通量Q_4i与每一辆中型货车的车速v_4j、大型货车交通量Q_5i与每一辆大型货车的车速v_5j、特大型货车交通量Q_6i与每一辆特大型货车的车速v_6j；其中i为统计时段次序数，j∈[0,Q_ki]，所述的k∈[1,6]；

步骤二、计算道路服务水平，设定交通流车型分离控制条件，包括如下步骤：

(1)根据各车型交通量Q_1i、Q_2i、Q_3i、Q_4i、Q_5i、Q_6i及车型折算系数，计算在设定的统计时段内混合交通流当量交通量Q，计算公式如下：

Q＝Q_1i×E₁+Q_2i×E₂+Q_3i×E₃+Q_4i×E₄+Q_5i×E₅+Q_6i×E₆