高速公路入口匝道控制
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高速公路入口匝道交通模糊控制研究
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ＤＩ ｉｎ ｍｅ ’ ＮＧ Ｊａ — ｉ ，Ｗ ＡＮＧ Ｋｅ ｃ ｎ ｏ ｇ
（ ． ｃｏｌ ｆ ｃａｒｎｃＥ ｇ ｅｒ ｇ ａｂｎＩｓｉ ｔ ｏ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｈ ｒｉ １０ ９ １ Ｓｈｏ ｏ Ｍｅｈｔ ｉ ｎｉ ｅ ｎ ，Ｈ ｒｉ ｎｔｕｅ ｆ ｃ ｎｌ ｙ ａｂｎ ００，Ｃ ｉａ ２ ｃｏｌｏ ＥｅｔｃｌＥ ｇ ｏ ｎ ｉ ｔ Ｔ ｏ ５ ｈｎ ； ．Ｓｈｏ ｆ ｌｃ ａ ｎｎ ｉ ｒ —
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Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ５ 】３ ．
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２０ ０２年 ｌ０月
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高速公路入口匝道控制策略研究
护 主 线 的 占有 率 为 临界 占有 率 ； ２ （ ）实 验证 明对 于 中等 拥挤 ， 些算 法都 非 常 有效 、 健 和灵 活 ； 这 稳
（ ）没有 考 虑 匝道排 队延 误 ， 难 平 衡 主线 严 重 ３ 很 阻塞 情况下 主线 的延误 和匝道 的排 队． Ｚｎ ｏ ｅ控制 策略 由于应 用 于实践 多 年 ， 因此得 到 了较 多 的经 验调 节算 法 ， 以尽 可 能适 应 各 种交
分类探讨 ， 总结 了各种 控制理论 及手段 的特点和适 用条件 ， 并介绍了每类控制策 略中比较经典 的
控 制 模 型 及其 应 用 ．
关 键 词 ： 口 匝道 ； 点 控 制 ； 调 控 制 入 单 协 中 图法 分 类 号 ： ９ Ｕ４ １
１ 入 口匝道 的单 点控 制
在单 点 匝 道 控制 中 ， 主要 是 依据 局 部 的交 通
１ ）ＡＩ ＮＥＡ 匝道控 制 策 略 Ｉ 采用 的是 积分 反馈 调 节器
ｒｋ （ ）一 ｒ 忌 一 １ （ ）＋ ＫＲ Ｏ 一 Ｏ。 忌 ） （ （ ）
段 划分 为几段 ， 每个上 匝道都 属 于下游路 段． 节 调
Ａ Ｉ Ａ 算法 Ｌ ＮＥ 匝道 流人 以维 护 相应 路段 流 人 和流 出的平 衡 性． 该 算 法 的关键 在 于路 段 的划 分 、 瓶颈 处 通行 能 力
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第３ Ｏ卷 第 ５期
２０ 年 １ ０６ Ｏ月
武汉理工大 报詈 裂 ） 学学 （至 差
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｕ ａ ｉｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｆＷ ｈ ｎ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ｙ
（ ｒｎｐ ｒａｉ ｃｅｃ Ｔ ａ ｓｏｔｔ ｎＳ ｉ ｅ＆ Ｅ ｇ ， 要标 定 的是 调 节器参 数 矩 阵 和 。 （Ｇ） 需 理 想 的匝道 下游 主线 占有 率 Ｏ ．
高速公路入口匝道的模糊逻辑控制初探
吴 增 桂 Ｗ ｕＺ ｎ ｇ ｉ ｅ ｇ ｕ
（ 深圳职 业 技术 学院 ， 深圳 ５ ８ ５ ） １０５
Ｓ ｅ ｚ ｅ Ｐ ｌｔｃ ｎｉ ｌｅ ｅ， ｈ ｎ ｈ ｎ ５１ ０ ５， ｉ ａ ｈ ｎ ｈ ｎ ｏｙ ｅ ｈ ｃＣｏｌｇ Ｓ ｅ ｚ ｅ ８ ５ Ｃｈ ｎ
摘 要 ：目前 ， 糊控 制在 高速 公路 中 已经 开始应 用 ， 模 并取 得 了一 定 的成就 ， 模糊控 制 在 交通控 制 中有 着 广阔 的发展 前 景 。本 丈在 分 析公路 匝 道控 制基础 上 ， 绍 了模 糊 控 制 方法及 其 参数 的 选取 ， 出 了模 糊控 制 系统设 计步 骤 ， 此 基础 上 建 立 了入 口 匝道模 糊控 制 器 的设 计 机仿 真 实 介 给 在
论 的发 展 ， 制策 略 的优 化 方 法 经 历 了线 性 规 划 、 控 最优 控 制 、 次优 控 要 事 先 知 道 被 控 对 象 （ 生 产 过 程 ） 或 的精 确 数 学 模 型 ， 后 根 据 数 学 然 制、 分层 递 阶控 制 。 从 数 学 动 力 模 型 来 考 察 交 通 控 制 系统 是 一 个 非 模 型 及 给 定 的 性 能 指 标 ， 择 适 当 的 控 制 规 律 ， 行 控 制 系统 的 设 选 进 线性 、 变 系统 ， 时 交通 控 制 系统 可 以 实现 优 化 交通 的 目的 ， 是 一 旦 计 。 因 为 高速 公路 及 其 车 辆 组 成 的 系 统 非 常 复 杂 多 变 ， 难 找 到 能 但 很 出现 非 正 常 交 通 时 ， 通 控 制 系统 往 往 无 法 适 从 ， 至 出 现 交 通 混 ； 描 述 交通 流 的模 型 ， 以 根 据 数 学 模 型 提 出 的最 优 控 制 策 略 只 交 甚 隹确 所 乱 的情 况 。 能控 制 系统 的 出现 给 高 速 公 路 交 通 控 制 系 统 带 来 了新 能是 相 对 的 ， 会 是 绝 对 最 优 的。 模 糊 逻 辑 和 神 经 元 网络 都 不依 赖 智 不 的希 望 。 能 控 制 系统 一般 具 有 以知 识 表 示 的 非 数 学 广 义模 型 和 以 于 精 确 的数 学 模 型 ， 兼 有 逻 辑 推 理 和 数 值 计 算 的 功 能 ， 有 较 强 智 都 都 数学 模 型 混 合 表 示 的 混合 控 制过 程 ， 适 用 于 含 复 杂 性 、 完 全 性 、 的 非 线性 函数 近似 能 力 。 由于 交 通 系统 是 强 非 线 性 的 ， 且 与 之 有 它 不 而 模糊性、 不确 定 和 不 存 在 已知 算 法 的 生长 过 程 １Ｉ １。目前 ， 糊 控 制在 关的许 多概念具有模糊性 ， ， ２ 模 因此采用智能控制 方法是解决 交通控 制 高速 公路 中 已经 开 始 应 用 ， 取 得 了 一 定 的 成 就 ， 糊 控 制 在 交 通 问题 的有 效 途 径 。 并 模 控 制 中有 着 广 阔 的 发展 前 景 。 ２ 模 糊 控 制 算 法 １ 公 路 匝道 控 制 概 述 模 糊 控 制 系统 是 一 种 自动 控 制 系统 ， 是 以模 糊 数 学 、 糊 逻 它 模 高 速 公 路入 口 匝道 交 通 控 制 是 应 用 最 广 泛 的 一 种控 制 策 略 。 其 辑 语 言 形 式 的知 识 表 示 和 模 糊 逻 辑 推 理 为理 论 基 础 ， 用 计 算 机 控 采 基 本 目标 是 控 制 高速 公 路 的交 通 需 求 ， 在 高 峰 交 通 期 间控 制 进 入 制 技 术 构 成 的一 种 具 有 闭环 结 构 的数 字 控 制 系 统 。 核 心 是具 有智 即 其 高 速 公 路 的 车辆 数 目， 高 速 公 路 交通 流 的 流 量 、 使 密度 、 度 等 参 数 能性 的模 糊 控 制器 ， 控 制 原 理 上 它 应 用 模 糊 集 合 论 、 糊 语 言 变 速 在 模 运 行 在 最 佳状 体 ， 某 种性 能指 标 达 到 最 佳 。 入 口匝 道 调 节 的实 质 量和模糊 逻辑推理 的知识 ， 使 模拟人 的模 糊思维 方法 ， 复杂过程进 对 是 将 入 口交通 流 在 时 间和 空 间 上 重 新 分 配 ， 中 一 部 分 车 辆 被 准 予 行 控 制 ｌ 模 糊 控 制 系统 的核 心部 件 是 虚 线 框 中 的模 糊 控 制 器 ， 括 其 ４ Ｉ 。 包 进 入 ， 一 部 分 车 辆在 匝道 上 等 待 ， 机 进 入 ， 有 一 部 分 车 辆 须 自 模糊化过程、 另 伺 还 知识库ｆ 包含规则库）推 理决策和精确化计算。模糊控 、 行 选 择 替 代 路 线 行 驶 ， 沿 着 高 速 公 路 的平 行 道 路 前 进 ， 下 游 的 制 系 统 在 结 构 上 与 传 统 控 制 系统 没 有 太大 的差 别 ， 要 区别 就 是 它 或 从 主 入 口匝道 进 入 高 速 公 路 。 采 用 了模 糊 控 制 器 ， 也是 设计 模 糊 控 制 系统 的重 点 所 在 。 这 入 口匝道 控 制 包 括 匝 道调 节 和 匝 道 关 闭两 种 形 式 ， 匝道 调 节 实 ２１输 入 量 的模 糊 化 模糊 化 是 把 精 确 量 转换 成 模 糊 量 量 的 变 ． 在 匝 道 使 用 交 通 信 号 灯 、 进 入 车 辆 实 行 计 量控 制 ， 位 时 间 内 允 换 过 程 ， 对 单 在模 糊 化 的过 程 中 需要 进 行 量 化 、 糊 划 分和 模 糊 表 达 。 模 量 许 进入 的车 辆 成 为 匝 道调 解 率 ， 匝道 关 闭 可 以 看作 是 匝 道调 节 的 极 化实质是把连续输入精 确值 的范围离散化 ； 模糊划分就是对论域范 端方法， 或视 为一 种 Ｂ ｎ— ａ ｇ 制 。 １ 来 人 们 还 致 力 于 入 口 ａｇ Ｂ ｎ 控 近 ０年 围 确 定 模 糊 量 的个 数 ：模 糊 表 达 就 是 对 模 糊 量 的 隶 属 函数 进 行 定 控 制 的另 一 方法 一 口汇合 控 制 的研 究 ，汇 合 控 制 系统 的 目的 是 帮 入 义， 即最 终 确 定 模 糊 量 的隶 属 度 函数 。 助 匝道 车 辆 顺 利 地 汇 入 主 线 的 高 密度 车 流 ， 持 主 线 交 通 流 的 稳 定 保 目前 尚未 能证 明 什 么形 状 的 隶 属 度 函 数 对 某 一 控 制 目标 是 最 和 欠饱 和 状 态 。 优 的 。因此 ， 属 函 数 大 多依 赖 经验 或考 虑 处理 方便 而 选 取 。另外 ， 隶 常 用 的 入 口匝道 调 节 方法 有１ ３ Ｊ匝道 定 时 限 流 控 制 ， 匝道 车辆 感 对 大 多 数 控 制 系 统 的运 行 表 明 ， 划 分 宽 度 相 同 时 ， 行 过 程 对 隶 在 执 应 限流 控 制 和 匝道 系统 控 制。 按 照 控 制原 理 的 不 同 ， 口匝道 控 制 入 属 函 数 的 形状 并 不敏 感 。基 于 上 述原 因 ， 属 度 函 数 的 选 择 一 般 采 隶 又 可 以分
匝道行驶技巧
匝道行驶技巧
1、走匝道时，要注意限速！
一般匝道都限速40到50，也有限速30的，因此进出匝道都要注意减速，不要开的太快。
2、出匝道时，比如从高速路上行驶离开高速，应该提前看好匝道处的道路指示牌，提前变道，不要等着到了匝道口压导流线变道，这样做是非常危险的。
3、在准备走匝道的时候，如果恰巧遇到大车挡道，不要轻易超车，越是离着匝道近，越应该减速慢行，如果超车很可能错过匝道。
4、当从匝道上高架路或者高速时，临近匝道出口位置准备并道时，要提前观察后方的车辆的车速以及与它之间的距离，不要压导流线，在确保安全的情况下顺着道路指示加速前行。
5、不要在匝道内停车，不能倒车，否则被处罚是很严厉的，后果不堪设想。
6、开车在匝道行驶，集中注意力，看好周围的车辆，提前打开转向灯。
高速公路入口匝道汇合控制下的道路通行能力
中研究 了主 车流 服从 Ｅ ｌｎ ｒａ ｇ分 布下 ， 控 交 叉 口的 无
收 稿 日期 ： ０ １０ —６ ２ ０ —３０ ＊基 金 项 目 ：国家 自然 科 学 基 金 资 助项 目 （９ ７ ０ ６ ６ ９４１ ）
图 １ 合 流 区车 流 特 性
Ｆｉ １ Ｔｒ ｆ ｉ ｌ ｗ ｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｆｃ ｎ ｅ ｇ ｎｔａ ｅ ｇ． ａ ｆ ｆｏ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｏ ｏ ｖ ｒ ｅ ｒ ａ ｃ ｃ
徐 建 闽 撒 元 功
（ 南 理 工 大 学 交 通 学 院 ，广 东 广 州 ５ ０ ４ ） 华 １６ ０
摘
要 ：研 究 了高速 公 路 入 口 匝道 实行 汇合 控 制 下 的通 行 能 力． 以往 的研 究 中通 常把 在
可 接 受 间隙作 为一 个 固定参 数进 行 计 算 ， 本 文 中 ， 在 则把 可接 受 间隙作 为 一个 概 率分 布 来
服 务水平 下 的 匝道通 行 能力 进 行 了研究 ．
般 很少 采 用 ． 时 调 节对 解 决 无 规 律 的 交 通 拥 挤 定
无 能 为力 ， 般 应 用 于 交通 流 均 匀 或 有 一 定 变 化 规 一 律 的情况 ． 交通 感 应 调 节基 本 能适 应 交 通 流 的实 时 变化 ， 主要 用 于 交 通 流 变 化较 大 和 无 规 律 地 区 的 但 人 口匝道 控 制 ． 时 调 节 和 交通 感 应 调 节 都 是 从 宏 定 观上 对人 口匝道 进 行 控 制 ， 都是 根 据 下 游 通 行 能 力 和上 游交 通 流量 ， 一定 算 法 确 定 适 当的 人 口调 节 按
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华 南 理 工 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
收 稿 日期 ： ０ １０ —６ ２ ０ —３０ ＊基 金 项 目 ：国家 自然 科 学 基 金 资 助项 目 （９ ７ ０ ６ ６ ９４１ ）
图 １ 合 流 区车 流 特 性
Ｆｉ １ Ｔｒ ｆ ｉ ｌ ｗ ｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｆｃ ｎ ｅ ｇ ｎｔａ ｅ ｇ． ａ ｆ ｆｏ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｏ ｏ ｖ ｒ ｅ ｒ ａ ｃ ｃ
徐 建 闽 撒 元 功
（ 南 理 工 大 学 交 通 学 院 ，广 东 广 州 ５ ０ ４ ） 华 １６ ０
摘
要 ：研 究 了高速 公 路 入 口 匝道 实行 汇合 控 制 下 的通 行 能 力． 以往 的研 究 中通 常把 在
可 接 受 间隙作 为一 个 固定参 数进 行 计 算 ， 本 文 中 ， 在 则把 可接 受 间隙作 为 一个 概 率分 布 来
服 务水平 下 的 匝道通 行 能力 进 行 了研究 ．
般 很少 采 用 ． 时 调 节对 解 决 无 规 律 的 交 通 拥 挤 定
无 能 为力 ， 般 应 用 于 交通 流 均 匀 或 有 一 定 变 化 规 一 律 的情况 ． 交通 感 应 调 节基 本 能适 应 交 通 流 的实 时 变化 ， 主要 用 于 交 通 流 变 化较 大 和 无 规 律 地 区 的 但 人 口匝道 控 制 ． 时 调 节 和 交通 感 应 调 节 都 是 从 宏 定 观上 对人 口匝道 进 行 控 制 ， 都是 根 据 下 游 通 行 能 力 和上 游交 通 流量 ， 一定 算 法 确 定 适 当的 人 口调 节 按
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华 南 理 工 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
高速公路入口匝道无模型控制研究
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第２卷 第３ ３ 期
２０ 年６月 ０７
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报 （自然科 学版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｒ ｉ ｎｖ ｒｉ ｆ ｍｍｅｃ Ｎ ｔｒ ｌ ｃ ｎ ｅ ｄｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｂｎＵ ｉｅｓ ｙｏ ｏ Ｈａ ｔ Ｃｏ ｒｅ（ ａｕ ａ ｉ ｃｓＥ ｉ ｏ ） Ｓ ｅ ｉ
ＹＥ Ｙｏ ｇ ｇ ｎ ’ ＣＯＮＧ ｏ ｈ ａ ｎ —ａ ｇ Ｇｕ — ｕ ’
， ，
Ｌ ａ －ａ Ｉ ｏｊ Ｂ ｉ
（ ．Ｓｈｏ ｏ Ｂ ｓ ｃｅｃ Ｈ ｒｉ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｏ ｍ ｒｅ ａ ｉ １００ ，ｈｎ ； １ ｃ ｏｌ ｆ ａｉ Ｓ ｉ ｅ， ａｂｎ ｎｖ ｓ ｙ ｆ ｍ ｅｃ ，Ｈ ｂｎ ５ ０ １ Ｃ ｉ ｃ ｎ ｅ ｉ Ｃ ｒ ａ
由于 高速公路 交通 系统是 一个 复杂 的非线性 、 时变 系统 ， 有高 噪声干扰 、 态突 变性等特 点 ． 具 动 因
２ ．Ｓ ｈ ｏ ｆＨｕ ｎｔ ｓａ ｄ Ｍａ ａ ｅ ｎ ，Ｗ ｅｈ ｉＢ ａ ｃ ｆ ｃ ｏ ｌ ｍａ ｉ ｅ ｎ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｏ ｉ ｉ ａ ｒ ｎ ｈ ｏ
Ｈ ｂｎＩｓｔ ｅｏ ｅｈ ｏ ｇ ， ｉ ｉ ６２ ９ Ｃ ｉａ ｒ ｉｔ Ｔ ａ ｉ ｎｔｕ ｆ ｃｎｌ ｙ Ｗｅ ａ ２ ０ ，ｈｎ ） ｏ ｈ ４
摘
要： 高速公路 交通 系统是具有非线性、 随机性 、 时变性等特性 的复杂系统 ， 用传统的数学模 型很难
准确地描述 。 因此依赖数 学模型的 交通流控制存在 很大的局 限性 ． 建立 了一个 包含神经网络的无模 型
高速 公 路 交通 流 匝道控 制 系统 ， 里 以入 口 匝道 的 放 行 率 （ 这 即控 制 变 量 ） 为 神 经 网 络 输 出 ， 给 出 作 并
第２卷 第３ ３ 期
２０ 年６月 ０７
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报 （自然科 学版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｒ ｉ ｎｖ ｒｉ ｆ ｍｍｅｃ Ｎ ｔｒ ｌ ｃ ｎ ｅ ｄｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｂｎＵ ｉｅｓ ｙｏ ｏ Ｈａ ｔ Ｃｏ ｒｅ（ ａｕ ａ ｉ ｃｓＥ ｉ ｏ ） Ｓ ｅ ｉ
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（ ．Ｓｈｏ ｏ Ｂ ｓ ｃｅｃ Ｈ ｒｉ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｏ ｍ ｒｅ ａ ｉ １００ ，ｈｎ ； １ ｃ ｏｌ ｆ ａｉ Ｓ ｉ ｅ， ａｂｎ ｎｖ ｓ ｙ ｆ ｍ ｅｃ ，Ｈ ｂｎ ５ ０ １ Ｃ ｉ ｃ ｎ ｅ ｉ Ｃ ｒ ａ
由于 高速公路 交通 系统是 一个 复杂 的非线性 、 时变 系统 ， 有高 噪声干扰 、 态突 变性等特 点 ． 具 动 因
２ ．Ｓ ｈ ｏ ｆＨｕ ｎｔ ｓａ ｄ Ｍａ ａ ｅ ｎ ，Ｗ ｅｈ ｉＢ ａ ｃ ｆ ｃ ｏ ｌ ｍａ ｉ ｅ ｎ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｏ ｉ ｉ ａ ｒ ｎ ｈ ｏ
Ｈ ｂｎＩｓｔ ｅｏ ｅｈ ｏ ｇ ， ｉ ｉ ６２ ９ Ｃ ｉａ ｒ ｉｔ Ｔ ａ ｉ ｎｔｕ ｆ ｃｎｌ ｙ Ｗｅ ａ ２ ０ ，ｈｎ ） ｏ ｈ ４
摘
要： 高速公路 交通 系统是具有非线性、 随机性 、 时变性等特性 的复杂系统 ， 用传统的数学模 型很难
准确地描述 。 因此依赖数 学模型的 交通流控制存在 很大的局 限性 ． 建立 了一个 包含神经网络的无模 型
高速 公 路 交通 流 匝道控 制 系统 ， 里 以入 口 匝道 的 放 行 率 （ 这 即控 制 变 量 ） 为 神 经 网 络 输 出 ， 给 出 作 并
高速公路入口匝道汇合控制下的道路通行能力
高速 公 路 以更 加 合 理 的 密 度 进 行通 行 ， 这 样 就 可 以更 好 的将 最 大 交 通 流 量 测算出来， 入 口匝 道 的 控 制 方 式 主 要有 四种 ， 一 种 是 匝道 关 闭 ， 一种 是 定时
设置绿色的光 带显示器 ， 这样就可以更好的向匝道的车辆提供高速公路外
ｔ ｃ ＝ ｈ ｌ ＋ ｈ ２ ＝ １ ． ９ ４ ５ ９ ＋ ０ ． ０ ７ ４ Ｖ（ ｓ ） ；
辆车安全汇入的最小车头间隔时间。 可接受 间隙汇合控制多采用单车进入
控制方式 。当匝道上没有车辆等待 时， 匝道信号保持红灯 。当有一辆 车到 来， 检入检 测器 开始工作， 信号控制器的工作流程如下： （ １ ） 检测从 间隙／ 速 度 检 测 器 传 来 的 间隙 和 速 度 信 号 ； （ ２ ） 将 测得 的 间 隙 与 给 定 的 最 小 可 接 受 间隙比较， 并 确 定 是 否 可 以接 受 ； （ ３ ） 如 果 此 间隙 不 可接 受 ， 可 控 制 器 继续 检测 下一个 间隙，直到检测到 一个可接受的间隙为止； （ ４ ） 根据时间计算 值， 在适 当的时刻控制器控制匝道信号变换为绿灯 。 在 实 际运 行 的过 程 中 ，如 果 高 速 公 路 出 现 了 非 常 明 显 的 拥 挤 现 象 ， 车 流行使的速度 也非常 的缓慢 ， 所 以车辆之间的小间隙会产生 比较大的车头 时距， 这个时候， 如果将其作为最主要的依据来对信号灯进行控制， 就会 出 现很 多车辆被同时放行的情况 ， 从而也使得高速公路 出现非常严重 的拥堵 情况 ， 这种现象会给高速公路 的安全运行产生非常不利的影响 。所 以如果 高速 公 路 交 通 流 速 和 某 个特 定 的值 相 比处 于 比较 低 的 状 态 ， 就 应 该 用 最 小 的调解率对匝道的车辆进行控制 。 在 能够 接 受 的 间 隙 汇 合控 制 系统 当 中 ， 如 果 放 行 车 辆 的加 速 度 没 有 非 常准 确 的 予 以 掌 握 ， 就 无 法 和 被测 出 的 间 隙 一 同达 到汇 合 的位 置 ， 这样就 会使得汇合处 出现非常严重的混乱和无序 的现象 ， 所 以应该在 匝道 的左侧
设置绿色的光 带显示器 ， 这样就可以更好的向匝道的车辆提供高速公路外
ｔ ｃ ＝ ｈ ｌ ＋ ｈ ２ ＝ １ ． ９ ４ ５ ９ ＋ ０ ． ０ ７ ４ Ｖ（ ｓ ） ；
辆车安全汇入的最小车头间隔时间。 可接受 间隙汇合控制多采用单车进入
控制方式 。当匝道上没有车辆等待 时， 匝道信号保持红灯 。当有一辆 车到 来， 检入检 测器 开始工作， 信号控制器的工作流程如下： （ １ ） 检测从 间隙／ 速 度 检 测 器 传 来 的 间隙 和 速 度 信 号 ； （ ２ ） 将 测得 的 间 隙 与 给 定 的 最 小 可 接 受 间隙比较， 并 确 定 是 否 可 以接 受 ； （ ３ ） 如 果 此 间隙 不 可接 受 ， 可 控 制 器 继续 检测 下一个 间隙，直到检测到 一个可接受的间隙为止； （ ４ ） 根据时间计算 值， 在适 当的时刻控制器控制匝道信号变换为绿灯 。 在 实 际运 行 的过 程 中 ，如 果 高 速 公 路 出 现 了 非 常 明 显 的 拥 挤 现 象 ， 车 流行使的速度 也非常 的缓慢 ， 所 以车辆之间的小间隙会产生 比较大的车头 时距， 这个时候， 如果将其作为最主要的依据来对信号灯进行控制， 就会 出 现很 多车辆被同时放行的情况 ， 从而也使得高速公路 出现非常严重 的拥堵 情况 ， 这种现象会给高速公路 的安全运行产生非常不利的影响 。所 以如果 高速 公 路 交 通 流 速 和 某 个特 定 的值 相 比处 于 比较 低 的 状 态 ， 就 应 该 用 最 小 的调解率对匝道的车辆进行控制 。 在 能够 接 受 的 间 隙 汇 合控 制 系统 当 中 ， 如 果 放 行 车 辆 的加 速 度 没 有 非 常准 确 的 予 以 掌 握 ， 就 无 法 和 被测 出 的 间 隙 一 同达 到汇 合 的位 置 ， 这样就 会使得汇合处 出现非常严重的混乱和无序 的现象 ， 所 以应该在 匝道 的左侧
高速道路入口匝道控制方法综述
高 速 公 路 交 通 量 的 增 加 使 得 交 通 拥 挤 日趋 严 重 。高 速 公 路 的 运 行 效 率 和 安 全 性 也 因此 大 为 降
城 市形 状 以及 现 有 的城 市用地 布局 状况 ，环 形放 射
考 虑 放射 于道 对市 中心 造成 的交 通 压力 。因 此不可
无 限 接近 市 中心 ，只允 许其 通到 某一 确定 的最 小范
网的 最 内环 。理论 方 面 ，据 相 关 研 究【，环 形 放射 ｌ １
式系统 中最 内层 的环以到市 中心 区的半径不小 于Ｏ ．
城 市形 状对 于道 网结 构 的影响 ，定 义城 市规 整 系数
为 ：城 市径 向跨度最 大值Ｄ 与最小值Ｄ 之 比 ，即 Ｄ／ 越 接 近 １ 。 Ｄ ，表 明 城 市 形 状 越 规 整 ，其 干 道 网结构将越接近环形放射式 。比如成都￣／ １ ５ ｘ ．， ＝１
ｅ ｐ ｅ ｓ ｙ， ａ ｄ ｎ ｒａ ｅ ｔｅ ｎ ｒｙ ｏ ｒ ｅ ｏ ｓ ｍｐｉｎ ａ ｄ ｅ ｖｒ ｎ ｎ ｏｌｔ ｎ Ｔ ｉ ｒｂ ｅ ｃ ｎ ｂ ｘ ｒ ｓｗａ ｎ ｉｃｅ ｓ ｈ ｅ ｅ ｇ ｓｕ ｃ ｓ ｃ ｎ ｕ ｔ ｎ ｎ ｉ ｍｅ ｔ ｐ ｌ ｉ ． ｈｓ ｐ ｏ ｌｍ ａ ｅ ｏ ｏ ｕｏ
关 键 词 ：入 口匝道 控 制 ；Ａ Ｉ Ｅ Ｌ Ｎ Ａ；ＭＥ Ａ Ｉ Ｅ Ｔ ＬＮ
中图 分 类 号 ：Ｕ １ ． ６３ ４ ２３ ＿ ６
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１０ — ７ ６ ２０ ）５ ０４ － ４ ０ ２ ４ ８ （０ ６ ０ － １６ ０
￣ Ｓ ｍ ｍ ａ ｉａ ｉ ｎ ｏ Ｆ ｏ ｔ ｏ ｌ ｇ ｏ Ｆ ｅ ｓ ｙ ｕ ｒｚ ｔｏ ｎ Ｒ； ｐ Ｒａ Ｃｏ ｒ ｌ ｎ ｆ Ｅｘ ｓ ｗａ ｍ ｎ ｌ ｉ Ｏ ｌ ｐ ｒ
基于蚁群算法的高速公路入口匝道控制
ｐｒｍｅ ｒ ａ ｄｔｅｃｌｕ ｔ ｎｍ ｔｏ ｓ ｆ ｈ ｒｍ ｎ ｒ ｒｖｄ Ｔ ｅｏｅａｌ ｅ ｏｍ ｎｅｏ ｅａ ｏ ｔｍ ａａ ｔ ｓ ｎ ａｃｌ ｉ ｅ ｄ ｅｏ ｏ ｅａｅ ｍｐｏ ｅ 。 ｈ ｖｒｌｐ ｒ ｒ ａ ｃ ｔ ｌ ｒｈ ｉ ｅ ｈ ａｏ ｈ ｏｐ ｉ ｆ ｆｈ ｇ ｉ ｓ
ｏ ｔｍｉｅ ｙ ａ ｔｃ ｌ ｎ ｌ ｏ ｔ ｐ ｉ ｚ ｄ ｂ ｎ ｏｏ ｙ ａｇ ｒ ｈｍ ｓｄ ｓｇ ｅ ， ｎｄ ｔ ｐ ｉ ｚ ｉｎ ｓｅ ｓ ｏ ｎ ｏ ｏ ｙ ａｇ ｒｔ ｍ ｒ ｉｅ Ｆ — ｉ ｉ ｅ ｉｎ ｄ ａ ｈｅ ｏ ｔｍｉ ｏ ｔｐ ｆａ ｔｃ ｌｎ ｌ ｏｉｈ ａ ｅ ｇ ｖ ｎ， ｉ ａｔ
ａ ｔｃ ｌｎ ｌ ｏ ｉ ｎ ｏ ｏ ｙ ａｇ ｒｔ ｈｍ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｈ ｓｆ ｓ ｅ ｐ ｎ ｅ ｓ ｅ ｄ ｉｈ ｃ ｍｐ ｔ ｔ ｎ ｅ ｆ ｉ ｎ ｙ ａ ｄ ｇ ｏ ｎ ｍｉ ｎ ｏ ｔｍｉａ ｉ ａ ａ ｔｒ ｓ ｏ ｓ ｐ ｅ ，ｈ ｇ ｏ ｕ ａ ｉ ｆ ｃ ｅ ｃ ， ｎ ｏ ｄ ｄｙ ａ ｃ ａ ｄ ｏ ｏ ｉ ｓｅ ｄ ｓａｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ． ｈｉ ｔ ｏ ｓｖ ｔ￣ｅ ｅ ｔｖ ｏ ｃ ｎ ｒ ｌｆｅ ｗａ ａ 。 ｔ ａ ｙ—ｔｔ ｅ ｒ ｎ ｅ Ｔ ｓ ｍｅｈ ｄ ｉ ｅ３ ｆ ｃｉ ｅ ｔ ｏ ｔｏ ｒ ｅ ｙ ｒ ｍｐ ｆ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ｒ ｆｉ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ； ａ ｏ ｔｏ ； ｎ ｏｏ ｙ ａｇ ｒｔ ｍ； ｒ ｆｉ ｏ ｍｏ ｅ ； ｅ ｄ ａ ｋ ｃ ｎ ｒ ｌ ｄｓ ｔａ ｃ ｅ ｇ ｎ ｅ ｇ ｒ ｍｐ ｃ ｎ ｒ ｌ ａ ｔｃ ｌ ｎ ｌ ｏ ｈ ｔａ ｆ ｆ ｗ ｄ ｌ ｆｅ ｂ ｃ ｏ ｔｏ ｉ ｉ ｃｌ
基 于蚁 群 算法 的高速 公路入 口匝道控 制
基于人工神经网络的高速公路入口匝道控制算法
文献标识码 ： Ａ 中 圈 法 分 类 号 ： ９ Ｕ４ １
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈｓ ｐ ｐ ｒｄ ａｔｗｉ ｏ ａ ｔａ ｆ —ｅ ｐ ｎ ｉｅ ｒｍｐ ｃ ｎ ｒ ｌｂ ｓｎ ｈ ｅ ｒ ｌ ｓｒｃ ； ｉ ａ ｅ ｅ ｌ ｔ ｌｃｌ ｒｆｉ ｒ ｓ ｏ ｓｖ ａ ｏ ｔｏ ｙ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅＢＰ ｎ ｕ ａ ｈ ｃ ｎｔ ｒｓ ｅｗｏ ｋ ．Ａｃｏ ｄｎ ｏ ｔｅ ｐ ｉｃｐｅｏ ｈ ａ ｐｃ ｎ ｒ ｌ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｈ ｅ ｒ ｌｃ ｎ ｒ ｌ ｒｗａ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｈ ｒｎ ｉｌ ｆｔ ｅｒｍ ｏ ｔｏ ，ｔ ｅｄ ｓｇ ｆｔ ｅｎ ｕ ａ ｏ ｔｏｌ ｓ ｅ ｄｓｕ ｓ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｍｏ ｉ ｅ ａ ｋ ｐ ｏ ａ ａｉｎ ａｇ ｒｔｍ ｓａ ｏ ｔｄ ｔ ｒｉ ｈ ｏ ｔｏｌｒ ｉ ｓ ｅ ｎ ｈ ｄｆ ｄ ｂ ｃ — ｒ ｐ ｇ ｔ ｌｏ ｉｈ ｗａ ｄ ｐ ｅ Ｏ ｔａｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ．Ｔｈ ｃ ｉ ｏ ｅ ｒｓ ｌｓ ｆ ｔ ｅ ｓｍ ｕａｉｎ ａ ｅ ｎ Ｍ ａｌｂ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｅ ｒｌ ｏ ｔｏｌｒ ｉ ｏ ｅ ｆｅ ｔ ｅ ｅ ｕ ｔ ｏ ｈ ｉ ｌｔｏ ｂ ｓｄ ｏ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｔ ｅ ｎ ｕ ａ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ｍ ｒ ｅｆｃｉ ａ ｅ ｖ
Ｚ 十 １ （ ）＝ ｌ ｋ （ ）＋ Ｔ （ ｄ ）一 ｒ ｋ ） （ ） ｒ（ （ ） ２
路段 车辆 密度 定义 为
）一 （） ３
仿真结果表明， 该控制算法十分有效。
用 近似 的关 系式 （ ） 述高 速公 路 的 流量 、 ４描 密
１ 入 口匝道 模 型
图 １为 高 速公 路 的一 个 入 口匝 道 ， 要 变量 主 定 义 如下 ： 主线 的车 道 数 目； 为 Ａ为空 间步 长 ； ｑ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈｓ ｐ ｐ ｒｄ ａｔｗｉ ｏ ａ ｔａ ｆ —ｅ ｐ ｎ ｉｅ ｒｍｐ ｃ ｎ ｒ ｌｂ ｓｎ ｈ ｅ ｒ ｌ ｓｒｃ ； ｉ ａ ｅ ｅ ｌ ｔ ｌｃｌ ｒｆｉ ｒ ｓ ｏ ｓｖ ａ ｏ ｔｏ ｙ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅＢＰ ｎ ｕ ａ ｈ ｃ ｎｔ ｒｓ ｅｗｏ ｋ ．Ａｃｏ ｄｎ ｏ ｔｅ ｐ ｉｃｐｅｏ ｈ ａ ｐｃ ｎ ｒ ｌ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｈ ｅ ｒ ｌｃ ｎ ｒ ｌ ｒｗａ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｈ ｒｎ ｉｌ ｆｔ ｅｒｍ ｏ ｔｏ ，ｔ ｅｄ ｓｇ ｆｔ ｅｎ ｕ ａ ｏ ｔｏｌ ｓ ｅ ｄｓｕ ｓ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｍｏ ｉ ｅ ａ ｋ ｐ ｏ ａ ａｉｎ ａｇ ｒｔｍ ｓａ ｏ ｔｄ ｔ ｒｉ ｈ ｏ ｔｏｌｒ ｉ ｓ ｅ ｎ ｈ ｄｆ ｄ ｂ ｃ — ｒ ｐ ｇ ｔ ｌｏ ｉｈ ｗａ ｄ ｐ ｅ Ｏ ｔａｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ．Ｔｈ ｃ ｉ ｏ ｅ ｒｓ ｌｓ ｆ ｔ ｅ ｓｍ ｕａｉｎ ａ ｅ ｎ Ｍ ａｌｂ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｅ ｒｌ ｏ ｔｏｌｒ ｉ ｏ ｅ ｆｅ ｔ ｅ ｅ ｕ ｔ ｏ ｈ ｉ ｌｔｏ ｂ ｓｄ ｏ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｔ ｅ ｎ ｕ ａ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ｍ ｒ ｅｆｃｉ ａ ｅ ｖ
Ｚ 十 １ （ ）＝ ｌ ｋ （ ）＋ Ｔ （ ｄ ）一 ｒ ｋ ） （ ） ｒ（ （ ） ２
路段 车辆 密度 定义 为
）一 （） ３
仿真结果表明， 该控制算法十分有效。
用 近似 的关 系式 （ ） 述高 速公 路 的 流量 、 ４描 密
１ 入 口匝道 模 型
图 １为 高 速公 路 的一 个 入 口匝 道 ， 要 变量 主 定 义 如下 ： 主线 的车 道 数 目； 为 Ａ为空 间步 长 ； ｑ
基于模糊逻辑的高速公路入口匝道控制
调 摘 要 ：针 对基 于精 确 数 学 模 型 的传 统 交通 控 制 系统 无 法 适从 高 关控 制 信 号 ， 节进 人 高 速公 路 的交 通 量 、 ３１ 入 和输 出变 量 的模 糊 化 ．输 ． 速 公路 交通 拥 挤 和 堵 塞 问题 ， 用 模 糊控 制 方法 ， 采 在拥 堵 形 成 前 模 糊 逻 辑入 １匝道 控 制 器 的 输 入量 有 ｔ个 ， 别 为 』游 Ｉ彳 ： ３ 分 二 Ｊ『 ｉ 控 制 匝道 的 入 口流 量 ， 免 交通拥 挤 和 堵 塞 的形 成。结合 高速公 避 率 Ｕ 上 游 速 度 Ｕ 、 游 流 量 Ｕ 、 游 占有 牢 Ｄ 下 游 速 度 Ｏ、 Ｓ上 Ｆ下 Ｏ、 路 交通 的特 点 ， 立 了符 合 匝道 控 制 实际运 行 规 律 的 模 糊 规 则 ， 建 Ｄ 、 道 占有 率 Ｒ Ｓ匝 Ｏ和 入 １处 等待 车 辆 总 长 度 Ｅ 输 ｆ 只 有 － ３ Ｑ， 墩 一 利 用 ＭＡ Ｌ Ｂ模 糊 逻 辑 工 具 箱设 计 了高 速 公 路 入 口 匝道 模 糊 Ｔ Ａ 个 ＭＲ． 即入 口匝道 调 节 率 控制器， 并进 行 了仿真 实验 。仿 真 结 果 表 明 ， 控 制 器 的控 制效 该 根 据 测 定 的统 计数 据 。取 值 上 游 流 量 Ｕ Ｆ的 范 嗣 为 ０ ３０ ～６０ 果较 好 ， 具有 一 定 的 实 用价 值 ， 辆 ，． ｈ 把它 分 为 五 个 模 糊 集 合 ： 低 （ｓ 、 （ 、 等 （） 高（）， 很 ｖ ）低 Ｓ 中 Ｍ 、 Ｈ 、ｆ ） ｛ 关键词 ： 高速公 路 模牲 翌 砸 辑 匦 鲋 堂 ０ＭＡ Ｌ Ｂ 皋 ＴＡ 高（ Ｈ ， 用 角 形 为隶 属 度 函数 ， 罔 ２ 示 。 当 Ｕ ＝ ５０时 ， 、 ）选 ， 如 所 Ｆ２０ 五个模糊集合的隶属 函数值分别是：ｓ Ｆ＝ ；（ Ｆ＝ ；Ｍ（Ｆ＝ ． ｆ （ ）０ ｓ ）０ ｆ Ｕ ）０ ｖＵ ｆＵ １引 言 ． ２ ； （ Ｆ＝ ． ； （Ｆ＝ 。 同 理 把 Ｕ Ｄ Ｕ 、 Ｓ Ｒ Ｅ ＭＲ １ Ｈ Ｕ ）０７ ｆ Ｕ ）０ ｆ ８ ＶＨ Ｏ、 Ｏ、 Ｓ Ｄ 、 Ｏ、Ｑ、 高速 公 路交 通 量 的增 加使 得 交通 拥 挤 日趋 严 重 ，高速 公 路 的 可能 出现 的 值也 分 别 划分 为五 个模 糊 集 合 运 行效 率 和 安全 性也 冈此 大 为降 低 ，拥 挤 的产 生 加 剧 了环 境 的 污 染 和能 源 的 消耗 。 因此 在 高速 公路 管 理 中 实施 交 通控 制改 善 交 通 拥挤 是 必要 的 改 善高 速公 路 交通 拥挤 的方 法 有很 多 ， 口匝道控 入 制 是解决 这 类 问题 的有 效途 径 ， 目前应 用 最广 泛 的一 种方 法 。它 是 通过控制进入高速公路的车辆数 目使高速公路交通流运行在最佳 状态． 从而提高高速公路的运行效率 ， 避免拥挤 、 阻塞的产生【２。 １】 ． 然 而 ． 速 公 路 交 通 控 制 系统 是一 个 包 含 人 、 、 高 车 路交 互 作 用 的 社 会 系统 ． 有 复 杂 性 和 随 机 性 ， 以用 精 确 的 数 学 模 型 来 描 具 难 图 ２ 上 游 流 量 的 隶 属 度 函数 述 。国 内外 学 者通 过 建 立交 通 系 统 的 数学 模 型 提 出 了各 种 控制 算 ３ ． 糊 控 制 规 则 的确 定 ．模 ２ 模 糊 规 则 及 其 权 重 来 源 于 々 家 意 、 验 钳识 ， 义根 红 经 ｊ 本 法控 制 效 果不 尽 人 意 ， 算 法 十分 复 杂 ， 时性 也 较 差 。模糊 控 制 且 实 方 法能 摆 脱 建 立 精 确 数学 模 型 的束 缚 ， Ｊ 人 们 的操 作 和控 制 经 人 口匝 道 控 制 方 面 的 经 验 体 会 ． 利｝ ｝ ｛ 同时 参 Ｊ 擘家 建议 ， ＿ 了一 个 ！ ｆ ！ 建 Ｌ 验 ，模 仿 人 脑 的 逻 辑 推 理 和 决 策 过 程 。 早 在 １７ ９ ６年 ，ａｐｓ Ｐ ｐ ｉ和 包 含 ２ ５条模 糊 控 制 规 则 的规 则 库 ． 则 的 十值 均 为 １ ； 规 义 ． ０ Ｍ ｍ— ａｉ ａ ｄ ｎ 就将模糊控制用于单交叉 口的交通控制 。比用传统 的 （） Ｏ Ｖ Ｈ Ｎ ＭＲ ＶＨ （） Ｏ Ｓ Ｔ Ｅ ． ： ） １１ Ｕ Ｓ Ｔ Ｅ ； Ｉ Ｕ Ｈ Ｎ ＭＲ． （ Ｉ Ｆ ２Ｆ Ｈ ３Ｆ 控制 方 法平 均 减 少 车 辆延 误 ７ ％左 右 【 。高 速 公 路 入 口匝道 的 车 Ｕ０ Ｍ ３ 】 ＴＨＥ （）Ｆ ＵＯ Ｈ Ｔ Ｎ ＭＲ Ｓ（）Ｆ Ｕ ＶＨ ＴＨＥ Ｎ ＭＲ Ｍ： ｌ ＨＥ ； Ｉ Ｏ ４ ５ Ｎ 辆 运行 主要 取 决 于驾 驶 员 的 主 观 判 断 ， 机 性 强 ， 以 用 数 学 模 ＭＲ Ｖ ； ） ＳＳ Ａ Ｄ Ｕ Ｈ Ｎ ＭＲ Ｓ（ １ Ｕ Ｓ Ａ Ｄ 随 难 Ｓ （ １ Ｕ Ｎ Ｏ Ｈ Ｔ Ｅ ： ） Ｓ Ｖ Ｎ ６Ｆ ７Ｆ 型表 达 ． 模 糊 控制 方 法 能解 决 此 类 问题 。本 文 利 用 Ｍ Ｔ Ａ 用 Ａ Ｌ Ｂ模 Ｕ Ｈ Ｎ ＭＲ Ｖ ； ） Ｓ ＳＡ Ｄ Ｕ Ｈ Ｔ Ｎ ＭＲ Ｖ ； ） ０ Ｈ Ｔ Ｅ Ｓ（ Ｉ Ｕ Ｎ Ｏ Ｖ ＨＥ Ｓ（ Ｉ ８Ｆ ９Ｆ 糊 逻 辑 ＿ 箱 设 计 高速 公 路 入 口匝 道 控 制 器 ，并 进 行 了 仿 真 研 Ｕ Ｓ Ａ Ｄ Ｕ Ｈ ＨＥ Ｓ （０ｉ Ｓ Ｍ Ｎ Ｆ Ｈ 丁具 Ｓ Ｖ Ｎ Ｏ Ｖ Ｔ Ｎ ＭＲ Ｖ ： １ ） Ｕ Ａ Ｄ Ｕ Ｆ 究 ， 真 结 果表 明该 控 制器 具 有 较 好 的控 制 效 果 仿 Ｔ Ｎ ＭＲ Ｍ 【１１ Ｕ Ｎ Ｆ Ｖ Ｈ Ｎ ＭＲ Ｓ（ ） Ｓ Ｈ ＨＥ ： ） Ｓ Ｍ Ａ Ｄ Ｕ Ｈ Ｔ Ｅ ： ２ １ Ｕ １ Ｆ １ Ｆ
高速公路入口匝道控制器设计
高速公路 的车辆数 目使得高速公路网上的交通流量趋近合理状态 ， 因而匝道控制是缓解高速公路拥挤 的有效途径 ［ 】 １ 。国内外研究者提出许多匝道控制算法 ， － ２ 定时控制方式根据统计数据预先设定各时段
入 口匝道调节率 ， 系统成本低 ， 但不考虑实际交通流状态 ， 适应性能差。 占有率控制方式通过测量 占有
度Байду номын сангаас， 高道路 使 用效率 。 提
［ 关 键 词］ 高速公路 ； 交通流 ； 模糊 ＰＤ 匝道调 节率 Ｉ； 【 中图分类 号 ］ Ｕ ９ ４１ ［ 文献标 识码 ］ Ａ
高速公路能为出行者提供快速 、 高效、 舒适、 安全的行驶环境 ， 但是随着高速公路上机动车辆急剧增 多和交通需求持续增加 ， 致使高速公路在部分时段内需求超过交通供 给， 造成高速公路拥堵。缓解高速 公路拥挤方法有很多 ， 如人 口匝道控制、 限速控制 、 向车道等。高速公路人 口匝道控制通过限制进入 变
１ 高速公路交通流控 制模 型
设采样时间为 ， 路段长度为 ， 路段内车辆总数为 Ⅳ ， ｉ 第 段主线流人率为 ｑ （ ）主线流出率为 ｜， ｌ ｝
ｑ（ ） 入 口匝道流人率为 ｒ 居 ， ｉ｜ ， ｊ ｝ ｉ ） 出口匝道流出率为 ｓ 后 ， （ ｉ ） 匝道人 口排队长度 ， （ 主线期望密度为Ｐ ， 车 道数为 Ａ 文中取 Ａ＝ ， ， １路段 ｉ 见图 １ 所示 。
率， 根据经验公式估算通行能力 ， 这种方式属于前馈控制方式 ， 仅通过前馈方式不能完全判断交通状态 处于拥堵还是 自由流状态 。需求—容量差额控制方式依据主线通行能力和匝道上游主线交通量控制匝 道放行车辆 ， 该方式需要知道高速公路 系统模型。高速公路匝道控制系统具有很强的非线性、 随机性和 不确定性 ， 致使传统的控制系统方法往往无法适从 。模糊控制器不依据系统具体数学模型， 仅依据专家
高速公路入口匝道控制
高速公路入口匝道控制
1、入口匝道控制策略及其实施条件 高速公路入口匝道交通控制是应用最广泛的一种控 制策略。其基本目标是控制高速公路的交通需求，即 在高峰交通期间控制进入高速公路的车辆数目，使高 速公路交通流的流量、密度、速度等参数运行在最佳 状态，使某种性能指标达到最佳。入口匝道调节的实 质是将入口交通流在时间和空间上重新进行分配，其 中一部分车辆被准予进入，另一部分车辆在匝道上等 待，伺机进入，还有一部分车辆须自行选择替代路线 行驶，或沿着高速公路的平行道路前进，从下游的入 日匝道进入高速公路。
2、入口匝道控制方法 入口匝道控制包括匝道调节和匝道关闭两种 形式，匝道调节是在匝道上使用交通信号灯、 对进入车辆实行计量控制，单位时间内允许进 入的车辆数称为匝递调节率，匝道关闭可看作 是匝道调节的极端情况。近10多年来人们还致 力于入口控制的另一方案—入口汇合控制的研 究，汇合控制系统的目的是帮助匝道车辆顺利 地汇入主线的高密度车流，保持主线交通流的 稳定和欠饱和状态。
2、主线控制方法 常用的主线控制技术包括可变限速标 志、车道使用控制、驾驶员信息系统及 特殊路段控制。
高速公路通道控制
1、通道控制策略 以高速公路为主体，将临近的平行道 路、联系道路和城市环城道路组成公路 网，实施统一管理和控制，可以最大限 度的发挥公路网络的通行能力，这种控 制称为通道控制。高速公路通道控制的 对象是由高速公路、辅道和其它平行干 道所组成的通道系统上的交通流。
下面采用了长安大学李纲的硕士论文 《高速公路监控系统及交通控制策略研 究》中的成果，以禹阎（陕西禹门口至 阎良）高速公路交通控制策略为实例来 做分析。
近期控制策略 针对偶发性交通异常及由此引起的交通 阻塞，2020年以前(近期)的交通控制策 略为:收集各类交通信息，进行道路交通 监测，实施告警、诱导控制，对主线特 殊路段重点监测，并采取相应的交通控 制措施，疏导交通，减少延误，防止二 次事故的发生。
高速公路入口匝道控制研究现状
亿 日元 ， 给社会和经济带来沉重的负担。 交通堵塞还直接导致沿路 生态环境恶化 、 增加大气污染、 增大能源消耗等问题。 本文通过
对 国 内外 匝道 控 制进 行研 究 ， 绍 了 国 内外 匝道控 制 的研 究现 状 。通 过 对不 同控 制 方 法 的研 究 ， 述 了 匝道控 制 的优 点 、 介 阐 目前研 究存 在 的 问题 ， 进 一步研 究 匝道 控 制提 供 参考 。 为 关 键词 ： 高速 公路 ； 匝道控 制 ； 交通 流 ； 能 交通 智
科技创新与应用 Ｉ０ 年５ （ ） １ 月下 ２２
路 桥 科 技 Βιβλιοθήκη 高速公路入 口匝道控制研究现状
蔡 宗 荣
（ 州市东新高速公路有限公司， 东 广州 ５ １ ８ ） 广 广 １４ ３
摘 要： 计， 国 据统 仅美 每年因交 拥挤 通 造成的 和时间 就 燃油 浪费 超过７０ 元， 本每年因 通堵塞 ２亿美 日 交 造成的 哀失 １万 经济 达 ２
交通拥挤是高速公路人口匝道控制解决的主要问题之一。由于交 应 陛， 控制效果 明显 比 Ａ Ｌ Ｎ Ｌ Ｅ Ａ好 。 通事故发生的高速公路交通拥挤，造成的损失比一般城市道路更为严 １７ 年模糊控制法最先被 Ｐｐ ｉ和 Ｍ ｍ ａｉ ９６ ａｐｓ ａ ｄｎ用于传统的单交叉 重， 乘客的时间、 安全都受到更大的影响。不仅如此 ， 交通拥挤又导致了 口控制口仿真结果表明， ， 采用模糊控制法时车辆平均延误比用传统的控 延误 、 燃料浪费、 事故频增及空气污染等一系列问题。 制方法减少 ７ 左右。模糊逻辑控制能较好地处理数据信息和语言信 ％ １人 口匝道 控制的起源 息， 因此模糊控制早就开始用于城市交叉口的信号灯控制。 但是把模糊 人口匝道控制的研究最早始于 ２ 世纪 ６ 年代。在 １６ 年 Ｗａ 逻辑控制器用于高速公路入 口匝道控制的国内外文献很少。１９ 年 ． ０ ０ ９５ ｔ — ９４ ｔ ｗ ｒ 提出了入 口匝道的定时控制（ｉ ｄｔ ｅｃｎｒ１ ｌ ｏｈ ｅ ｔ Ｆｘ ｍ ｏｔ ） ｅ ｉ ｏ 方法 ， 这种方 Ｐｒ ｉｉ ａ ｓ 利用 Ｎ个 串级的神经元网络实现一个反馈控制函数， ｉｎ 并利用类 法是在缺乏现代交通检测技术和计算机技术的背景下 ， 基于数学规划 似的方法设计匝道控制器。 ａａｅｒｉ 利用神经网络去逼近局部匝道 Ｐｐｇｏ ｏ ｇｕ 理 论发展起 来的 以城 市快速路 交通量不 超过通行 能力为约束 ，以流入 反馈控制函数中的非线性项。仿真结果表明在强干扰作用下神经网络 主线 的期望 交通量最 大为 目 的匝道控 制方法 。 自此人们揭 开了对人 控制方法 优于—般方法 。 标 口匝道控制研 究及应用 的序幕 。 ３ 国内入 口匝道 控制研究现状 随着经济 的发展 ， 高速公路交通量 也在急剧增加 。 面对 日 益增加 的 我国学者对高速公路人 口匝道控制系统研究的关注是从 ２ Ｏ世纪 交通问题， 需对高速公路交通流进行有效的控制。 高速公路交通控制系 ９ 年代开始的， Ｏ 取得了一些理论成果， 但对入 口匝道控制研究的成果仅 统具有显著的非线性 、 时变性 、 空间分布性、 不确定性以及抗干扰性能 仅局限于理论探讨。 文献懒 模糊控制方法进行人 口匝道控制的思路， 力较差等特点。从复杂大系统的角度来看， 单一的、 集中式的控制方法 并根据人口匝道控制的原理和模糊控制系统的设计步骤对模糊控制器 没有足够的知识 、 资源与信 息 去解决—个全局性的复杂问题 ， 因此难以 进行了设计 ， 从理论上来分析， 提高控制器输入变量的个数会提高控制 获得满意的控制效果 。所以， 采用人工智能技术、 计算机技术进行高速 器的控制性能． 文献［对传统闭环控制器 Ａ ＩＥ ５ 】 ＬＮ Ａ进行了扩展 ， 并结合 公 路入 口匝道交通控制 ， 已成为 国内外学者研 究的课 题 。 模糊逻辑理论 ， 给出一种新的人口匝道控制器。 该模糊控制器加入了流 ２国外 人 口匝道控 制研 究现状 量 变化 的因素 ， 以交通流 量为控制 目标 ， 实际流 量与设定期 望值 的偏差 自从 １６ 年 Ｗａ ｌ ｗ ｒ ９５ ｔｅ ｏｔ ｔ ｈ提出定时控制方法以后， 人们对入 口匝 及流量变化量作为输入，根据所设定的模糊规则给出匝道控制率的调 道控制的研究得到了全面的发展。入 口匝道控制技术从依靠历史数据 节量。文商 利 用 Ｂ Ｐ人工神经网络对高速公路单个人口匝道进行控制。 的静态控制发展到动态实时控制 ， 从单匝道控制到整体控制或全局最 根据具体问题对神经网络控制器的设计进行了讨论 ， 利用 Ｂ Ｐ改进算法 优控制。 ｔｅ ｏ ｈ Ｗａｔｗ ｒ 提出的定时控制方法建模简单， ｌ ｔ 不需要实时的交通 对神经网络控制器进行训练。文献［研究 Ｒ Ｆ ７ 】 Ｂ 神经网络整定 ＰＤ控制 Ｉ 信 息， 算法简单 ， 因而控制系统容易实现、 成本低。 但这种控制方法是一 器的参数 ， 应用到 高速 公路人 口匝道控制 中 ， 并 该控制 器通过 神经 网络 种理想 的数学模 型 ，没有 考虑到交 通状况 随时间 的变 化对控制解 的影 的学习动态调节 ＰＤ参数， Ｉ 从而弥补了常规 ＰＤ控制器的不足。 Ｉ 文献【 ８ 】 响， 因此不具有实用性。 后来许多学者对其进行了改进后成为传统的分 利用递阶结构和模糊控制来解决高速公路多路段的协调控制问题。文 ９ １ 提 Ｐ神经 网络的感 段定时控制方法。 ９０ Ｐ ｐｇｏｇ Ｕ １８ 年 ａａｅｒ Ｏ 通过引进区间分段， ｉ 将静态模型 献【分析 了入 口匝道控制 的原理和作用 ， 出了基 于 Ｂ 动态化， 对以上的定时控制方法进行了扩展 ， 匝道控制技术的发展进入 应匝 道控制算法。 文旃 １ 出 ｏ 基于免疫算法的高速公路匝 提 道联合协调 控制 ， 照控制周 期采用字符 编码方式 对所有 匝道 依次编码 ， 速公 按 以高 了动 态实时控制 阶段 。 １７ ， ｓｅ 提 出了一种单匝道的需 求一 ９５年 Ｍａｈｒ 容量控制策略 Ｄ — 路最 大流量 、 最小行程 时间和入 口平均等待 时间三 者为优化 指标 ， ｅ 全局 ｍ ｎ－ａａｉｃｎｒ） ａｄｃｐｃ ｙｏｔ １这种控制策略以交通量为控制参量 ， ｔ ｏ， 通过调节进 利用人工免疫算法的并行搜索能力 ，快速搜索到各匝道不同控制周期 满足 入主线的交通量，使得进入主线的交通量与上游交通量之和不超过匝 的最佳 车辆放行 量 ， 了交通控制 的实 时性 要求 。 道下游的通行能力 ， 从而保证下游主路交通量维持在其通行能力负领 ４研究 中存 在的问题 通过对现有文献 的研究 ，可以总结 出以往 的入 口匝道控 制理论 与 域之内，确保最大限度地利用主路。这种控制方法实际是一种开环控 制， 系统的抗干扰能力差。 随后人们又提出了占有率法（ｈ ｃｕａｃ 算法的研究方面仍存在一些不尽完美之处。主要表现为： Ｔ ｅｏｃｐｎｙ ４ ． １目前 的入 口匝道控制 算法 是以总行 程时 间或者 以总通行 能力 ｓａ ｇ ， ｔ ｔ ｙ 这种控 制方法是 通过测量 下游 占有 率值 ， 经验公 式来估算 ｒｅ 用 下游剩余 的通行 能力 ，如果 匝道下 游检测器处 的 占有率 比临界 占有率 最大为控 制 目标 ， 率的基础 上没有考虑 用户公平性 原则 ， 样在很 在效 这 小， 则下游剩余的通行能力为正， 否则为负。下游剩余的通行能力为负 大程度上会影响到用户满意度， 因此阻碍了匝道控制技术的推广。 说 明该 段高速公路 的交 通量超过 了通行 能 力， 应采用最小 调节率 。 下游 ４ 目 的人 口匝道控 制算法 很少考 虑与其 它控制 方式 的联合 控 ． 前 ２ 制， 考虑其 它控制方式 可 以发挥 各 自控制 方式的优 点 ， 取得更好 的控 制 剩余 的通 行能力为正则 增大调节率 。 Ｐ ｐｇｏｇ Ｕ １９ 年 提 出 了一 种 闭 环 控 制 方案 Ａ ＩＥ Ａ 效果 。 ａａｅｒｉ 在 ９ １ Ｏ ＬＮ Ａ，— ＬＮ Ａ是一种最有代表性的占有率控制法 ，它是一种基于闭环反馈的 ＩＥ ４ ． ３随着计算机仿真技术的发展 ， 一些人 口匝道控制算法也结合计 但总的来说还不成体系。 匝道控制策略。 其控制原理是预先给定—个接近临界占有率的期望值， 算机仿真进行研究， 如果 每个 采样周 期 内实测到下 游 占有 率低 于（ 高于） 或 期望 占有率 就调 ４ ． ４国内 目 关于人 口匝道控 制理论研 究还很薄 弱 ， 前 没有针对 我 国 整原有的调节率，使新的调节率在每次实测到的调节率的基础上增大 交通流特性及交通实际环境进行研究。 ５结语 或减小。 显然 Ａ ＩＥ ＬＮ Ａ不需要任何控制阀值和最小调节率， 对于任何交 通条件都适用， 而且调节率的调整是采用一种渐变方式。Ｐ ｐｇｏｇ Ｕ ａａｅｒｉ Ｏ 最大程度
对 国 内外 匝道 控 制进 行研 究 ， 绍 了 国 内外 匝道控 制 的研 究现 状 。通 过 对不 同控 制 方 法 的研 究 ， 述 了 匝道控 制 的优 点 、 介 阐 目前研 究存 在 的 问题 ， 进 一步研 究 匝道 控 制提 供 参考 。 为 关 键词 ： 高速 公路 ； 匝道控 制 ； 交通 流 ； 能 交通 智
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路 桥 科 技 Βιβλιοθήκη 高速公路入 口匝道控制研究现状
蔡 宗 荣
（ 州市东新高速公路有限公司， 东 广州 ５ １ ８ ） 广 广 １４ ３
摘 要： 计， 国 据统 仅美 每年因交 拥挤 通 造成的 和时间 就 燃油 浪费 超过７０ 元， 本每年因 通堵塞 ２亿美 日 交 造成的 哀失 １万 经济 达 ２
交通拥挤是高速公路人口匝道控制解决的主要问题之一。由于交 应 陛， 控制效果 明显 比 Ａ Ｌ Ｎ Ｌ Ｅ Ａ好 。 通事故发生的高速公路交通拥挤，造成的损失比一般城市道路更为严 １７ 年模糊控制法最先被 Ｐｐ ｉ和 Ｍ ｍ ａｉ ９６ ａｐｓ ａ ｄｎ用于传统的单交叉 重， 乘客的时间、 安全都受到更大的影响。不仅如此 ， 交通拥挤又导致了 口控制口仿真结果表明， ， 采用模糊控制法时车辆平均延误比用传统的控 延误 、 燃料浪费、 事故频增及空气污染等一系列问题。 制方法减少 ７ 左右。模糊逻辑控制能较好地处理数据信息和语言信 ％ １人 口匝道 控制的起源 息， 因此模糊控制早就开始用于城市交叉口的信号灯控制。 但是把模糊 人口匝道控制的研究最早始于 ２ 世纪 ６ 年代。在 １６ 年 Ｗａ 逻辑控制器用于高速公路入 口匝道控制的国内外文献很少。１９ 年 ． ０ ０ ９５ ｔ — ９４ ｔ ｗ ｒ 提出了入 口匝道的定时控制（ｉ ｄｔ ｅｃｎｒ１ ｌ ｏｈ ｅ ｔ Ｆｘ ｍ ｏｔ ） ｅ ｉ ｏ 方法 ， 这种方 Ｐｒ ｉｉ ａ ｓ 利用 Ｎ个 串级的神经元网络实现一个反馈控制函数， ｉｎ 并利用类 法是在缺乏现代交通检测技术和计算机技术的背景下 ， 基于数学规划 似的方法设计匝道控制器。 ａａｅｒｉ 利用神经网络去逼近局部匝道 Ｐｐｇｏ ｏ ｇｕ 理 论发展起 来的 以城 市快速路 交通量不 超过通行 能力为约束 ，以流入 反馈控制函数中的非线性项。仿真结果表明在强干扰作用下神经网络 主线 的期望 交通量最 大为 目 的匝道控 制方法 。 自此人们揭 开了对人 控制方法 优于—般方法 。 标 口匝道控制研 究及应用 的序幕 。 ３ 国内入 口匝道 控制研究现状 随着经济 的发展 ， 高速公路交通量 也在急剧增加 。 面对 日 益增加 的 我国学者对高速公路人 口匝道控制系统研究的关注是从 ２ Ｏ世纪 交通问题， 需对高速公路交通流进行有效的控制。 高速公路交通控制系 ９ 年代开始的， Ｏ 取得了一些理论成果， 但对入 口匝道控制研究的成果仅 统具有显著的非线性 、 时变性 、 空间分布性、 不确定性以及抗干扰性能 仅局限于理论探讨。 文献懒 模糊控制方法进行人 口匝道控制的思路， 力较差等特点。从复杂大系统的角度来看， 单一的、 集中式的控制方法 并根据人口匝道控制的原理和模糊控制系统的设计步骤对模糊控制器 没有足够的知识 、 资源与信 息 去解决—个全局性的复杂问题 ， 因此难以 进行了设计 ， 从理论上来分析， 提高控制器输入变量的个数会提高控制 获得满意的控制效果 。所以， 采用人工智能技术、 计算机技术进行高速 器的控制性能． 文献［对传统闭环控制器 Ａ ＩＥ ５ 】 ＬＮ Ａ进行了扩展 ， 并结合 公 路入 口匝道交通控制 ， 已成为 国内外学者研 究的课 题 。 模糊逻辑理论 ， 给出一种新的人口匝道控制器。 该模糊控制器加入了流 ２国外 人 口匝道控 制研 究现状 量 变化 的因素 ， 以交通流 量为控制 目标 ， 实际流 量与设定期 望值 的偏差 自从 １６ 年 Ｗａ ｌ ｗ ｒ ９５ ｔｅ ｏｔ ｔ ｈ提出定时控制方法以后， 人们对入 口匝 及流量变化量作为输入，根据所设定的模糊规则给出匝道控制率的调 道控制的研究得到了全面的发展。入 口匝道控制技术从依靠历史数据 节量。文商 利 用 Ｂ Ｐ人工神经网络对高速公路单个人口匝道进行控制。 的静态控制发展到动态实时控制 ， 从单匝道控制到整体控制或全局最 根据具体问题对神经网络控制器的设计进行了讨论 ， 利用 Ｂ Ｐ改进算法 优控制。 ｔｅ ｏ ｈ Ｗａｔｗ ｒ 提出的定时控制方法建模简单， ｌ ｔ 不需要实时的交通 对神经网络控制器进行训练。文献［研究 Ｒ Ｆ ７ 】 Ｂ 神经网络整定 ＰＤ控制 Ｉ 信 息， 算法简单 ， 因而控制系统容易实现、 成本低。 但这种控制方法是一 器的参数 ， 应用到 高速 公路人 口匝道控制 中 ， 并 该控制 器通过 神经 网络 种理想 的数学模 型 ，没有 考虑到交 通状况 随时间 的变 化对控制解 的影 的学习动态调节 ＰＤ参数， Ｉ 从而弥补了常规 ＰＤ控制器的不足。 Ｉ 文献【 ８ 】 响， 因此不具有实用性。 后来许多学者对其进行了改进后成为传统的分 利用递阶结构和模糊控制来解决高速公路多路段的协调控制问题。文 ９ １ 提 Ｐ神经 网络的感 段定时控制方法。 ９０ Ｐ ｐｇｏｇ Ｕ １８ 年 ａａｅｒ Ｏ 通过引进区间分段， ｉ 将静态模型 献【分析 了入 口匝道控制 的原理和作用 ， 出了基 于 Ｂ 动态化， 对以上的定时控制方法进行了扩展 ， 匝道控制技术的发展进入 应匝 道控制算法。 文旃 １ 出 ｏ 基于免疫算法的高速公路匝 提 道联合协调 控制 ， 照控制周 期采用字符 编码方式 对所有 匝道 依次编码 ， 速公 按 以高 了动 态实时控制 阶段 。 １７ ， ｓｅ 提 出了一种单匝道的需 求一 ９５年 Ｍａｈｒ 容量控制策略 Ｄ — 路最 大流量 、 最小行程 时间和入 口平均等待 时间三 者为优化 指标 ， ｅ 全局 ｍ ｎ－ａａｉｃｎｒ） ａｄｃｐｃ ｙｏｔ １这种控制策略以交通量为控制参量 ， ｔ ｏ， 通过调节进 利用人工免疫算法的并行搜索能力 ，快速搜索到各匝道不同控制周期 满足 入主线的交通量，使得进入主线的交通量与上游交通量之和不超过匝 的最佳 车辆放行 量 ， 了交通控制 的实 时性 要求 。 道下游的通行能力 ， 从而保证下游主路交通量维持在其通行能力负领 ４研究 中存 在的问题 通过对现有文献 的研究 ，可以总结 出以往 的入 口匝道控 制理论 与 域之内，确保最大限度地利用主路。这种控制方法实际是一种开环控 制， 系统的抗干扰能力差。 随后人们又提出了占有率法（ｈ ｃｕａｃ 算法的研究方面仍存在一些不尽完美之处。主要表现为： Ｔ ｅｏｃｐｎｙ ４ ． １目前 的入 口匝道控制 算法 是以总行 程时 间或者 以总通行 能力 ｓａ ｇ ， ｔ ｔ ｙ 这种控 制方法是 通过测量 下游 占有 率值 ， 经验公 式来估算 ｒｅ 用 下游剩余 的通行 能力 ，如果 匝道下 游检测器处 的 占有率 比临界 占有率 最大为控 制 目标 ， 率的基础 上没有考虑 用户公平性 原则 ， 样在很 在效 这 小， 则下游剩余的通行能力为正， 否则为负。下游剩余的通行能力为负 大程度上会影响到用户满意度， 因此阻碍了匝道控制技术的推广。 说 明该 段高速公路 的交 通量超过 了通行 能 力， 应采用最小 调节率 。 下游 ４ 目 的人 口匝道控 制算法 很少考 虑与其 它控制 方式 的联合 控 ． 前 ２ 制， 考虑其 它控制方式 可 以发挥 各 自控制 方式的优 点 ， 取得更好 的控 制 剩余 的通 行能力为正则 增大调节率 。 Ｐ ｐｇｏｇ Ｕ １９ 年 提 出 了一 种 闭 环 控 制 方案 Ａ ＩＥ Ａ 效果 。 ａａｅｒｉ 在 ９ １ Ｏ ＬＮ Ａ，— ＬＮ Ａ是一种最有代表性的占有率控制法 ，它是一种基于闭环反馈的 ＩＥ ４ ． ３随着计算机仿真技术的发展 ， 一些人 口匝道控制算法也结合计 但总的来说还不成体系。 匝道控制策略。 其控制原理是预先给定—个接近临界占有率的期望值， 算机仿真进行研究， 如果 每个 采样周 期 内实测到下 游 占有 率低 于（ 高于） 或 期望 占有率 就调 ４ ． ４国内 目 关于人 口匝道控 制理论研 究还很薄 弱 ， 前 没有针对 我 国 整原有的调节率，使新的调节率在每次实测到的调节率的基础上增大 交通流特性及交通实际环境进行研究。 ５结语 或减小。 显然 Ａ ＩＥ ＬＮ Ａ不需要任何控制阀值和最小调节率， 对于任何交 通条件都适用， 而且调节率的调整是采用一种渐变方式。Ｐ ｐｇｏｇ Ｕ ａａｅｒｉ Ｏ 最大程度
互通匝道降速措施
互通匝道降速措施
互通匝道是高速公路上非常重要的组成部分，为了保证行车安全，通常会采取一些降速措施。
以下是一些常见的互通匝道降速措施：
1. 标志标线：在进入互通匝道之前，设置明确的标志和标线，提醒驾驶员减速并注意变道。
2. 减速带：在匝道入口处设置减速带，通过震动和噪音提醒驾驶员减速。
3. 限速标志：设置明显的限速标志，明确告知驾驶员在匝道内的最高允许车速。
4. 匝道曲线设计：通过设计合理的匝道曲线，使驾驶员自然而然地减速，以适应弯道行驶。
5. 照明设施：在匝道内设置适当的照明设施，提高驾驶员对道路情况的可视性，从而促使其减速。
6. 交通信号：在某些情况下，如车流量较大或复杂的互通匝道，设置交通信号灯来控制车辆进入和驶出匝道的顺序，以确保安全。
7. 监控和执法：通过监控设备对匝道内的车辆进行实时监测，对违反限速规定的驾驶员进行执法处罚，以起到警示作用。
这些降速措施的目的是为了保障驾驶员和其他道路使用者的安全，降低事故风险。
驾驶员在进入互通匝道时应严格遵守交通规则，注意观察标志标线，适当减速并谨慎驾驶。
高速公路入口匝道与路段协调控制研究的开题报告
高速公路入口匝道与路段协调控制研究的开题报告一、研究背景及意义近年来，我国交通发展迅速，高速公路的建设与普及使得道路交通拥堵问题愈加突出。
高速公路入口匝道与路段协调控制是解决高速公路交通拥堵问题的关键技术之一。
通过对目前国内外高速公路入口匝道与路段协调控制方案、优缺点的分析与比较，本课题将研究高效的高速公路入口匝道与路段协调控制技术，为提高高速公路通行效率、缓解交通拥堵问题提供技术支持。
二、研究内容及方法本研究将从高速公路入口匝道与路段协调控制的原理、模型、算法等多个方面展开深入研究。
主要包括以下内容：1. 对现有高速公路入口匝道与路段协调控制方案的研究分析，总结其优缺点，为技术改进提供参考。
2. 建立高速公路入口匝道与路段协调控制的数学模型，探究进入匝道的车辆与主路车流的交互情况。
3. 基于现有高速公路交通流理论，研究匝道坡度、半径、车道宽度等因素对匝道交通流的影响，并尝试提出最佳设计方案。
4. 探讨高速公路入口匝道与路段协调控制的优化算法，将纳入匝道车辆与主路车流的交互信息进行分析，提出更加高效的调度策略。
5. 在仿真实验的基础上对研究成果进行评估，进一步验证和完善高速公路入口匝道与路段协调控制技术。
三、预期成果及意义通过本研究，我们希望：1. 提出更加高效的高速公路入口匝道与路段协调控制技术，为解决交通拥堵问题提供技术支持。
2. 探索高速公路入口匝道与路段协调控制的理论模型和算法，为交通工程领域的相关研究提供借鉴。
3. 建立仿真模型，运用仿真技术对高速公路入口匝道与路段协调控制技术的效果进行验证和评估。
4. 推动高速公路交通管理创新，提高交通安全与管理效率，为社会经济发展做出贡献。
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高速公路主线控制
1、主线控制策略 匝道控制的基本目标是控制高速公路的交通 需求。它以匝道入口流量为系统的输入控制量， 通过计算匝道上游交通需求与下游道路容量差 额来寻求最佳入口匝道流量控制，从而使高速 公路本身的交通需求不超过它的容量，使高速 公路主线交通流处于最佳状态，最佳状态也可 由最佳密度来表征。
项目6 交通控制子系统认知
能力目标
能够理解并执行交通控制方案。
相关支撑知识
交通控制策略知识。
训练方式、手段及步骤
某高速路段控制策略案例学习
考核标准
参与的积极性与理解的正确性
任务1 ：认识交通控制策略
调节供求，争取平衡，使交通流畅通是交通控 制的基本思路。即抑制、转移交通需求，提高 道路通行能力，实现供求动态平衡，达到交通 流畅通的目标。 调整供求有多种控制方法可供选择，根据实际 情况选择控制方法称为控制策略。 目前，高速公路主要采用的交通控制策略可分 为三种:入口匝道控制，主线控制，通道控制。
Leabharlann 2、近期交通控制方法 (1)主线告警、诱导控制 (2)特殊路段控制
远期控制策略
1、远期的交通问题和控制策略 2、远期交通控制的设备配置 3、远期交通控制方法
任务3： 创新思维训练
你觉得交通控制还应该体现在哪些方面？
2、通道控制方法 通道控制可分为限制和分流两种方法。 限制是控制各道路上的交通需求使其低 于通行能力。分流则是把车辆从超负荷 的道路上引到尚有剩余通行能力的道路 上去。当发生常发性或偶发性交通拥挤 以及在道路维修情况下可用分流控制方 法来缓解、消除交通拥挤。
任务2： 高速公路交通控制实 例分析
下面采用了长安大学李纲的硕士论文 《高速公路监控系统及交通控制策略研 究》中的成果，以禹阎（陕西禹门口至 阎良）高速公路交通控制策略为实例来 做分析。
近期控制策略 针对偶发性交通异常及由此引起的交通 阻塞，2020年以前(近期)的交通控制策 略为:收集各类交通信息，进行道路交通 监测，实施告警、诱导控制，对主线特 殊路段重点监测，并采取相应的交通控 制措施，疏导交通，减少延误，防止二 次事故的发生。
2、入口匝道控制方法 入口匝道控制包括匝道调节和匝道关闭两种 形式，匝道调节是在匝道上使用交通信号灯、 对进入车辆实行计量控制，单位时间内允许进 入的车辆数称为匝递调节率，匝道关闭可看作 是匝道调节的极端情况。近10多年来人们还致 力于入口控制的另一方案—入口汇合控制的研 究，汇合控制系统的目的是帮助匝道车辆顺利 地汇入主线的高密度车流，保持主线交通流的 稳定和欠饱和状态。
高速公路入口匝道控制
1、入口匝道控制策略及其实施条件 高速公路入口匝道交通控制是应用最广泛的一种控 制策略。其基本目标是控制高速公路的交通需求，即 在高峰交通期间控制进入高速公路的车辆数目，使高 速公路交通流的流量、密度、速度等参数运行在最佳 状态，使某种性能指标达到最佳。入口匝道调节的实 质是将入口交通流在时间和空间上重新进行分配，其 中一部分车辆被准予进入，另一部分车辆在匝道上等 待，伺机进入，还有一部分车辆须自行选择替代路线 行驶，或沿着高速公路的平行道路前进，从下游的入 日匝道进入高速公路。
2、主线控制方法 常用的主线控制技术包括可变限速标 志、车道使用控制、驾驶员信息系统及 特殊路段控制。
高速公路通道控制
1、通道控制策略 以高速公路为主体，将临近的平行道 路、联系道路和城市环城道路组成公路 网，实施统一管理和控制，可以最大限 度的发挥公路网络的通行能力，这种控 制称为通道控制。高速公路通道控制的 对象是由高速公路、辅道和其它平行干 道所组成的通道系统上的交通流。