《主線控制實施策略》PPT課件

1、上次課內容回顧,主線控制實施策略 1、警告、誘導、限速 主線控制最常用的方式。對主線交通異常及 時搜索、判斷和處理，預防或減緩局部交通阻塞。 2、主線車速誘導 以實際車頭間距與安全車頭間距對比計算最 佳行車速度，并實施一定范圍內的車速誘導。 3、特殊路段控制 點控制，多數(shù)情況屬于獨立運行。 4、變向車道控制 一定條件下實施車道中線定時變動,共27頁 第1頁,5.6 匝道控制,根據(jù)主線（或高速公路網(wǎng)）交通需求而對高速 公路出、入口匝道實施的控制，以輔助主線控制的 有效實施。 就獨立高速公路而言，匝道控制主要是對高速 入口匝道控制。 匝道控制的主要方式： 定周期控制 感應控制 合流控制 匝道關閉,

2、共27頁 第2頁,一、入口匝道控制概念,車輛從入口匝道駛入快速路的過程分解為兩 個階段： 第一階段車輛從匝道進入加速車道 第二階段車輛從加速車道匯入主線 匝道控制即根據(jù)主 線交通具體條件，對 兩個階段階段實施有 效控制,共27頁 第3頁,匝道入口,行車方向,1、流量控制,針對第一階段，調節(jié)駛入主線的交通流量， 使得匝道下游的主線流量不超過其通行能力或 服務流量。 單點控制 以本匝道附近快速路主線的交通狀況最優(yōu)為 目標，確定從匝道進入主線的流量(調節(jié)率)。 協(xié)調控制 以整條快速路的交通狀況總體最優(yōu)為目標， 統(tǒng)籌考慮多個入口匝道的調節(jié)率。 先進性與實用性的矛盾,共27頁 第4頁,2、匯入控制,針對

3、第二階段，引導駛入車輛安全地匯入主 線，并盡可能地減少駛入車流對主線車流運行 的影響。 匝道幾何設計合理時，入口匝 道附近的加速車道一般可以保證 駛入加速車道的車輛安全地匯入 主線車流，但不能保證駛入車輛 在匯入主線的過程中不對主線車 流產(chǎn)生擠壓或阻滯作用,共27頁 第5頁,加速車道,快速車道,二、入口匝道控制的作用,當?shù)缆方煌口呌陲柡蜁r，主道上將受各種 偶然因素影響出現(xiàn)不同程度的交通阻塞，此時 依靠主線控制本身已無法解決。 根據(jù)具體交通條件，入口匝道控制方法一般 只選用上述多種方法中的一種，目前國內、國 際尚無相關的標準。 匝道控制趨勢： 靈活轉換控制方式，綜合各種方式的優(yōu)點， 達到預期控

4、制目的,共27頁 第6頁,1、控制干線流量,消除或減少干道阻塞，盡量縮短主干線系統(tǒng)內 所有車輛的行程時間。 2、控制干線交通流突變 引導匯入車流量的平滑過渡，必要時將干線外 車輛延誤、分散到周邊各次干線。 3、避免或減輕匯流干擾 提高匝道交通流匯入干線的速度和安全性。 4、調節(jié)車流狀態(tài) 通過車型、行程控制，改善車流狀態(tài)，減輕飽 和狀態(tài)下干線交通的環(huán)境干擾,共27頁 第7頁,匝道控制原理示意圖,三、匝道控制原理及條件 1、基本策略 主線上造成的延誤轉移到匝道入口（延遲策略） 過量的交通需求轉移到其他道路（分散策略,上游交通 量實際需求,下游交通 能力判斷,隔離帶,車道,匝道,匝道交通 量需求,匯

5、流處,共27頁 第8頁,2、匝道控制一般思路,進行匝道控制不論采用分散或延誤策略，都應 全面考慮道路、匝道結構、車型分布、公眾輿論等 實際因素。一般有下列方式： 維持固有交通模式 匝道入口車數(shù)量等于出口車數(shù)量 對沒有出口的匝道入口理論上不允許車輛進 入，但實際操作的時候可以根據(jù)前后出口的狀況限 制進入車輛數(shù)。 本控制方式適合主線超流量運行的場合，是 分散策略和延誤策略的綜合,共27頁 第9頁,入口控制維持干線潛能發(fā)揮,當干線車流處于局部飽和的情況下，可能因局 部擁擠帶來的全線通行能力下降。 此時對匝道入口實施流量控制，可均衡駕入高 速干線的車流量，改善局部路段擁擠，以此提高 （維持）干線整體交

6、通能力,共27頁 第10頁,車輛行程、車型平衡,當干線內因車輛行程、車型存在局部的不平衡 時，也容易造成擁擠。 全面控制進入高速的不同車型、不同行程，使 之整體仍呈自然分布狀態(tài)。 考慮公眾影響的控制方案 原則上是從大局出發(fā)，有時要犧牲個體利益， 此時必須做好解釋工作,共27頁 第11頁,3、匝道控制的條件,實施控制的匝道現(xiàn)有條件，決定了匝道控 制的具體方式及能否達到預期的控制效果。 有其他具有通行能力的通道供選擇 采取分散策略，必須存在其他平行的有可利 用通行能力的高速公路或一般道路。 匝道控制空間條件 采取延誤策略時，匝道控制范圍必須存在足 夠的車輛存儲空間,共27頁 第12頁,4、匝道控制

7、調節(jié)率（限流率,調節(jié)率的概念 干線下游通行能力與上游交通需求之差。 綜合考慮上游交通需求和下游交通能力來確定 本匝道車輛允許匯入干道的數(shù)量和密度參數(shù)。 （即準入的時間或間隔） 目的和原理 目的：通過控制需求量大于通行能力的概率， 從而減輕或消除干線阻塞。 原理：依據(jù)最大匯流條件，阻止下游的無序匯 流，確保干線飽和或大流量運行時的匝道匯 流安全,共27頁 第13頁,調節(jié)率的計算,基本思想： 調節(jié)率下游通行能力上游需求量 具體計算應還考慮匝道的通行能力（線型、 視距、加速車道長度等）、匯入車輛的類型、干 道匯流有效間距等,共27頁 第14頁,四、匝道控制的具體方式,1、關閉匝道 一種分散策略，最簡

8、單有效的控制方式。其靈活 性小、限制性大，使用不當會增加替代路線的負擔。 使用條件： 匝道存儲量不足； 干線交通量飽和； 替代路線有足夠的通行能力。 這是一種臨時、簡單、有效的應急措施，一般情 況不可經(jīng)常或長時間使用,共27頁 第15頁,2、定時控制（Fix Time Control,根據(jù)匝道當前交通量的實際需要和以往需 求的容量關系確定匝道調節(jié)率。 關鍵問題：合理選擇定時信號的周期。 類似城市道路平交路口信號燈相位設計。 優(yōu)點：實施的控制符合本匝道統(tǒng)計規(guī)律，工 作穩(wěn)定可靠，適合大多數(shù)時段的控 制，駕駛人便于適應。 缺點：不能適應干線交通狀況的變化，出現(xiàn) 意外時應臨時改變控制策略,共27頁 第

9、16頁,3、容量需求差額控制（DC控制,交通感應匝道控制 自適應交通感應匝道控制 利用干線信息判斷當前干線容量（匝道附 近或上游、下游），結合匝道同時刻交通需 求，確定匝道調節(jié)率,共27頁 第17頁,教材P157,干線信息,匝道信息,控制機,信號燈,容量,需求,調節(jié)率,自動控制系統(tǒng)平面布置圖,共27頁 第18頁,干線,匝道,普通公路,加速車道,停車線,信號燈,上游流量檢測組D1,間距/速度檢測組D2,下游流量檢測組D3,匯合檢測器D4,檢出檢測器D5,檢入檢測器D6,車隊檢測器D7,上游流量、間距、車速 下游流量 有無車輛駛入加速車道 待放行車輛存在及位置 離開停車線車輛 車隊長度,控制機,信

10、號燈,容量需求差額控制,容量需求差額控制邏輯關系,考慮匝道前方、后方干線實際交通情況及 匝道上交通實際情況來確定匝道調節(jié)率。 調節(jié)率下游通行能力上游需求量 D1、D2、D3、D5為通過型檢測器，有車經(jīng) 過則觸發(fā)信號 D4、D6、D7為存在型檢測器，有車等待則 觸發(fā)型號,共27頁 第19頁,D6,D3,D2,D1,匝道有車,調節(jié)率為正,信號燈綠,D4 D5,一輛車時間,信號燈黃至紅,返回,調節(jié)率為 零或負,信號燈紅,返回,有車通過,控制機功能,接受并處理各檢測器傳送來的信息 計算主線上游車流間隙和車速 計算主線下游容量與上游車流量的差額 確定匝道信號燈的調節(jié)率 控制入口匝道信號燈不同色燈的啟動與

11、關閉,共27頁 第20頁,DC控制特點,適時跟蹤交通狀態(tài)變化 匝道調節(jié)率高 匯流對主線干擾 由于忽略了主線右側車道上車頭間距和車 速，匝道調節(jié)率較大，適合主線流量正常偏小 的交通狀況,共27頁 第21頁,5、間隙可接受匯流匝道控制（GAP控制,考慮匝道匯流的綠級帶（匯流安全間距）。 原理：不考慮干線流量，運用入口主線前方監(jiān)控 信息為駕駛員正確判斷匯流時機，以確保匝 道車輛最大限度的匯入。 對于交通流量大的主線，此類控制調節(jié)率 低，造成匝道上車輛擁擠。 本控制彌補了容量需求控制匯流時對主線 干擾的缺陷，但沒有考慮合理的調節(jié)率，對主線 通行效率有一定影響,共27頁 第22頁,6、組合控制,將容量需

12、求差額控制和間隙可接受匯流 控制有機結合，是目前較為成熟和實用組合控制。 控制機判斷主線車流可接受間隙的存在,共27頁 第23頁,D6,D3,D2,D1,匝道有車,調節(jié)率為正 安全車頭間距,信號燈綠,一輛車時間,信號燈黃至紅,返回,調節(jié)率為 零或負,信號燈紅,返回,有車通過,D4 D5,D7,有信號,DC控制,GAP控制,無信號,D7有信號表示匝道已無剩余存車空間,7、系統(tǒng)匝道控制,將高速公路上所有匝道入口聯(lián)成一個體系， 考慮整個公路系統(tǒng)的容量關系來確定各個匝道不同 時段的調節(jié)率。 兩種基本方式： 定時系統(tǒng)匝道控制 集成的感應式系統(tǒng)匝道控制 系統(tǒng)匝道控制是屬于通道控制、綜合控制的一 個組成部分，其實施過程較為復雜,共27頁 第24頁,五、匝道控制的效益分析,匝道控制對干線交通產(chǎn)生的效益情況可從 以下幾方面考慮： 1、對消除或減輕干線交通阻塞的效果 這是入口匝道控制的主要目的。 延誤策略對具體某輛車可能并沒減少行程時 間，甚至還存在延誤，但就干線整體而言是維 持了穩(wěn)定的交通流,共27頁 第25頁,2、對公路網(wǎng)造成