[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

说明书

本发明涉及交通管控技术领域，具体涉及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，通过考虑高速公路主线多断面交通状态反馈调节收费站开放通道数，并将收费站排队长度考虑在内，实现高速公路主线车辆和高速公路通过收费站进入主线的车辆的整体通行效率的提升，通过管控收费站车道可能导致车辆在收费站入口区域的延误增加，但是可减缓车辆进入主线，从而提高主线车辆的通行效率。由于主线车辆远大于匝道车辆，因此，本方法能够有效提高整体上区域的交通效率。

技术领域

本发明涉及交通管控技术领域，尤其涉及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。

背景技术

收费站是用来对通行车辆收取通行费用的设施。高速公路收费站按照设立的位置可分为主线收费站和匝道收费站。主线收费站指设在主线上的收费站，收费卡门设在高速公路主线上。匝道收费站指设置在匝道上或者联络线上的收费站，收费卡门设在互通式立交的进出匝道上。收费站是高速公路交通流的瓶颈，其通行能力的大小直接影响到高速公路交通流的运行状况。

现有技术中，对收费站车道控制如授权公告号为CN202010116558.1公开的一种收费站车道控制方法及系统，包括在收费站前设置车辆检测道路、并获取车头开始进入到车辆检测道路内的车辆车牌号数据；根据车牌号数据获取车辆的ETC办理信息以得知进入车辆检测道路内车辆的ETC装载情况、并统计车辆检测道路内未装载ETC的车辆数量；预设有进入车辆检测道路后未装载ETC车辆数量阈值；于统计的车辆检测道路内未装载ETC的车辆数量达到未装载ETC车辆数量阈值时，切换ETC车道至人工车道但保留至少一条ETC车道。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述收费站可提高车辆通过收费站的效率，但是上述技术方法未综合考虑主线和收费站区域的整体效率。当主线流量较大发生拥堵时，若在通过收费站进入较多的车辆会增加主线的拥堵，综合考虑主线和收费站区域的整体效率可能会降低，不能达到整体最优。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出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，以解决现有方法未考虑主线和收费站区域的整体效率，不能达到整体最优的问题。

基于上述目的，本发明提供了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，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。

优选地，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。

优选地，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：