[发明专利]高速公路多断面交通状态反馈的匝道收费站车道管控方法

权利要求书

1.一种高速公路多断面交通状态反馈的匝道收费站车道管控方法，其特征在于，包括：

A、确定管控时刻t和管控周期Δt；

B、获取t-Δt时刻高速公路匝道收费站MTC和ETC开放数量；

C、在合流处下游确定选取的断面数量及位置，并获取管控时刻t的断面密度；

D、确定下游每个断面的期望密度和期望速度，确定收费站控制排队车辆数量；

E、判断上游是否稳定，若稳定，则采用上游稳定的多断面交通状态反馈管控模型计算收费站在t时刻下一管控周期Δt内的调节流量；

若不稳定，则采用上游变化的多断面交通状态反馈管控模型计算收费站在t时刻下一管控周期Δt内的调节流量；

F、获取收费站每条车道的通行能力，计算不同车道开放时匝道收费站的通行能力；

G、将计算得到的调控流量与收费站开放不同通道时收费站的通行能力进行对比，在管控时刻选择调控流量小于通行能力且最接近通行能力的车道设置情况开放其对应的车道；

H、将管控时刻t更新为上一管控时刻加上管控周期的时刻t+Δt，返回步骤B；

步骤E中，所述上游变化的多断面交通状态反馈管控模型为：

其中，Q_i,t为收费站i在t时刻下一△t管控周期内调节车流量，t＝1,2,3,…；△t为管控周期时长；q_i,t-△t为第t时刻上一时段基础流入量；k_i,t,j为t时刻收费站i调控方向的对应断面j的检测路段密度；k_crt,i,j为收费站i调控方向对应断面j的期望路段交通密度；v_crt,i,j为为收费站i调控方向对应断面j的期望速度；M为排队超限惩罚项；l_i,control为设定的收费站i控制排队长度辆，l_i,t为收费站i在t时刻的排队长度辆；q_i,t,m为t时刻收费站i上游断面实测流量，q_i,t-△t,m为t-△t时刻收费站i上游断面实测流量；

步骤F中，不同车道开放时匝道收费站的通行能力为：

其中，k是ETC车道的数量；l是MTC车道的数；μ是ETC车道数的比例；是ETC车道i的通行能力；是MTC车道j的通行能力；

步骤G中，车道开放数量的规则满足：

其中，m为ETC车道的开放数量,n为MTC车道的开放数量，Q_i，t为收费站i在t时刻下一△t管控周期内调节车流量。

2.根据权利要求1所述的高速公路多断面交通状态反馈的匝道收费站车道管控方法，其特征在于，所述在合流处下游确定选取的断面数量及位置包括：

根据历史拥堵数据，选取多个易发生拥堵的断面位置。

3.根据权利要求1所述的高速公路多断面交通状态反馈的匝道收费站车道管控方法，其特征在于，步骤E中，所述上游稳定的多断面交通状态反馈管控模型为：

其中，Q_i,t为收费站i在t时刻下一△t管控周期内调节车流量，t＝1,2,3,…；△t为管控周期时长；q_i,t-△t为第t时刻上一时段基础流入量；k_i,t,j为t时刻收费站i调控方向的对应断面j的检测路段密度；k_crt,i,j为收费站i调控方向对应断面j的期望路段交通密度；v_crt,i,j为为收费站i调控方向对应断面j的期望速度；M为排队超限惩罚项；l_i,control为设定的收费站i控制排队长度辆，l_i,t为收费站i在t时刻的排队长度辆。