匝道系统控制

科技工作者之家  |   2020-11-17 18:23

匝道系统控制(ramp system control)是指对区域内各匝道作为一个系统集中考虑,根据各道路交通量和通行能力的情况,决定各匝道应采取的控制方法的交汇控制系统。入口匝道控制系统主要由车辆检测器、信号灯和匝道控制机组成。

简介匝道系统控制(ramp system control)是指对区域内各匝道作为一个系统集中考虑,根据各道路交通量和通行能力的情况,决定各匝道应采取的控制方法的交汇控制系统。

入口匝道控制系统的组成入口匝道控制系统主要由车辆检测器、信号灯和匝道控制机组成。快速路主线检测器用于检测快速路主线的交通状况;排队检测器用于检测入口匝道的车辆排队长度情况;检入检测器用于检测是否有车辆到达停车线前等待;检出检测器用于检测是否有车辆通过停车线;交汇检测器则用于检测车辆是否顺利地交汇到快速路主线上;信号灯用于指示车辆通行或在停车线前等待;匝道控制机是入口匝道控制的核心部分,执行入口匝道控制程序1。

入口匝道控制的工作原理入口匝道控制的工作原理是通过调节从入口匝道进入快速路的交通量,使快速路主线的交通需求不超过它的容量(即通行能力),从而使快速路主线的交通运行在最佳状态附近,保证快速路交通通畅。

综观国内外的大量研究,入口匝道控制的主要作用可概括为以下几个方面:

1)减少或消除交通拥挤的发生;

2)降低事故率,提高交通安全;

3)减少总的旅行时间,提高服务水平;

4)有效的使用道路容量,改善整个城市交通系统2。

入口匝道控制策略展望城市快速路是整个城市交通大系统的一个重要组成部分,由于其构造上的特点,决定了城市快速路的交通状况受进出口匝道以及与之关联的地面道路交通状况的影响,主要体现在以下两个方面:

1)由于进口匝道处的超长排队导致的回溢现象影响地面道路的正常交通;

2)因出口匝道的流出需求大于与之关联的地面道路所能接受的服务能力时,出口匝道处出现排队甚至延伸到主线上,造成快速路主线交通阻塞问题。

因此匝道控制问题必须与普通道路的交通控制问题相结合,实现快速路与地面道路的综合控制。但由于综合控制需要大量的交通数据,对这些数据的融合与计算有相当大的困难。尽管在入口匝道控制方面,已有大量的研究成果,但是如何结合城市地面道路进行入口匝道控制,还处于探索阶段,对快速路和地面道路进行综合控制还没有比较成功的算法。

但是随着检测技术、通信技术、计算机技术的不断进步,获取实时交通信息的手段不断完善,一些重要的交通数据,如O-D矩阵,行车速度,车辆类型,转弯概率等,都可通过检测到的交通数据进行估算,这些数据为实现快速路与地面道路的综合集成控制提供了必要条件。由于城市交通系统是一个复杂的大系统,交通综合控制将采用大系统分解理论,实行分层递阶智能控制和多目标优化的方法;也由于交通系统的强非线性,控制算法将越来越多地采用智能控制,诸如模糊控制、神经网络控制、模糊神经网络控制等,最终实现快速路与地面道路的综合集成控制,从而达到整个交通系统性能最优,这将是今后研究的一个重要方向3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学