高速公路施工區(qū)可變限速控制方法研究.pdf

1、隨著高速公路通車(chē)?yán)锍滩粩嘣黾右约敖煌靠焖僭鲩L(zhǎng)，高速公路施工區(qū)日益增多，嚴(yán)重影響高速公路安全、高效通行。目前，我國(guó)高速公路施工區(qū)主要采用固定限速方式進(jìn)行交通管理與控制，由于該方式不能根據(jù)施工形式、道路交通狀況等因素的變化而進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，必將會(huì)影響高速公路的交通安全與通行效率?？勺兿匏倏刂?Variable SpeedLimit，VSL)通過(guò)實(shí)時(shí)地調(diào)整限速值，對(duì)高速公路交通流進(jìn)行人工干預(yù)，從而實(shí)現(xiàn)提高通行效率和減少事故風(fēng)險(xiǎn)的目的。

2、　　在分析現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，考慮施工對(duì)高速公路交通流產(chǎn)生的影響，選擇合適的動(dòng)態(tài)交通流模型；充分考慮施工區(qū)通行能力下降的特點(diǎn)，對(duì)高速公路施工區(qū)的動(dòng)態(tài)交通流模型、可變限速控制模型進(jìn)行改進(jìn)研究；利用VISSIM交通仿真軟件，通過(guò)其COM接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，在Visual Studio環(huán)境中采用VB語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)可變限速仿真控制，并根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)控制方法及模型做出評(píng)價(jià)。主要完成的工作如下：
　　(1)分析了高速公路施工區(qū)的形式劃分及布局，通過(guò)對(duì)元

3、胞傳輸模型進(jìn)行改進(jìn)建立了其動(dòng)態(tài)交通流模型。
　　介紹了高速公路施工區(qū)常見(jiàn)的施工形式及布局，分析了各種施工形式的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)高速公路施工區(qū)的交通管理與控制進(jìn)行了概述；考慮施工對(duì)交通流產(chǎn)生的影響，對(duì)經(jīng)典元胞傳輸模型進(jìn)行改進(jìn)，構(gòu)建適用于高速公路施工區(qū)的動(dòng)態(tài)交通流模型。
　　(2)提出了高速公路單個(gè)施工區(qū)的可變限速控制策略，建立了其可變限速控制模型。
　　對(duì)高速公路通行效率及安全性進(jìn)行分析，提出緩解通行能力下降的可變限速控制策

4、略；考慮駕駛員不服從限速控制的影響，將事故概率、總行程時(shí)間（Total Travel Time,TTT）、總行駛里程（Total Travel Distance,TTD）所構(gòu)成的評(píng)價(jià)指標(biāo)作為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，以最大安全速度、最低限速、速度在時(shí)間與空間上的變化量等作為約束條件，利用模型預(yù)測(cè)控制（Model Prediction Control,MPC）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)兼顧安全與效率的高速公路施工區(qū)可變限速控制。
　　(3)提出了高速公路多個(gè)施

5、工區(qū)的可變限速協(xié)調(diào)控制策略，并建立了其協(xié)調(diào)控制模型。
　　進(jìn)行高速公路多個(gè)施工區(qū)的關(guān)聯(lián)性研究，包括計(jì)算車(chē)流駛出上游施工區(qū)達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)所行駛的距離、下游施工區(qū)排隊(duì)長(zhǎng)度計(jì)算；根據(jù)其長(zhǎng)度之和與施工區(qū)間距之間的關(guān)系提出可變限速協(xié)調(diào)控制策略，引入施工區(qū)最大排隊(duì)長(zhǎng)度的限制，充分考慮多個(gè)施工區(qū)的交通流特性，建立面向多個(gè)施工區(qū)的可變限速協(xié)調(diào)控制模型。
　　(4)進(jìn)行了高速公路單個(gè)施工區(qū)和多個(gè)施工區(qū)的可變限速控制仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析。