高速公路施工區(qū)可變限速控制方法研究.pdf

1、隨著高速公路通車里程不斷增加以及交通量快速增長，高速公路施工區(qū)日益增多，嚴重影響高速公路安全、高效通行。目前，我國高速公路施工區(qū)主要采用固定限速方式進行交通管理與控制，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行動態(tài)調(diào)整，必將會影響高速公路的交通安全與通行效率。可變限速控制(Variable SpeedLimit，VSL)通過實時地調(diào)整限速值，對高速公路交通流進行人工干預，從而實現(xiàn)提高通行效率和減少事故風險的目的。

2、　　在分析現(xiàn)有研究的基礎上，考慮施工對高速公路交通流產(chǎn)生的影響，選擇合適的動態(tài)交通流模型；充分考慮施工區(qū)通行能力下降的特點，對高速公路施工區(qū)的動態(tài)交通流模型、可變限速控制模型進行改進研究；利用VISSIM交通仿真軟件，通過其COM接口進行數(shù)據(jù)傳遞，在Visual Studio環(huán)境中采用VB語言實現(xiàn)可變限速仿真控制，并根據(jù)仿真結果對控制方法及模型做出評價。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，通過對元

3、胞傳輸模型進行改進建立了其動態(tài)交通流模型。
　　介紹了高速公路施工區(qū)常見的施工形式及布局，分析了各種施工形式的優(yōu)缺點，并對高速公路施工區(qū)的交通管理與控制進行了概述；考慮施工對交通流產(chǎn)生的影響，對經(jīng)典元胞傳輸模型進行改進，構建適用于高速公路施工區(qū)的動態(tài)交通流模型。
　　(2)提出了高速公路單個施工區(qū)的可變限速控制策略，建立了其可變限速控制模型。
　　對高速公路通行效率及安全性進行分析，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、總行程時間（Total Travel Time,TTT）、總行駛里程（Total Travel Distance,TTD）所構成的評價指標作為優(yōu)化目標函數(shù)，以最大安全速度、最低限速、速度在時間與空間上的變化量等作為約束條件，利用模型預測控制（Model Prediction Control,MPC）技術，實現(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。
　　進行高速公路多個施工區(qū)的關聯(lián)性研究，包括計算車流駛出上游施工區(qū)達穩(wěn)定狀態(tài)所行駛的距離、下游施工區(qū)排隊長度計算；根據(jù)其長度之和與施工區(qū)間距之間的關系提出可變限速協(xié)調(diào)控制策略，引入施工區(qū)最大排隊長度的限制，充分考慮多個施工區(qū)的交通流特性，建立面向多個施工區(qū)的可變限速協(xié)調(diào)控制模型。
　　(4)進行了高速公路單個施工區(qū)和多個施工區(qū)的可變限速控制仿真實驗及結果分析。