基于动态监测的匝道管理控制方法与流程

本发明涉及交通动态监测领域，更具体地说，涉及一种基于动态监测的匝道管理控制方法。

背景技术：

1、道路入口匝道是车辆进入道路主线的唯一入口，如果入口匝道控制不当，则可能成为道路的瓶颈区域。现阶段道路入口匝道汇入的管理主要通过交通指示牌，和互联网导航指引车辆汇入道路主线。入口匝道区域作为道路的重要组成部分，往往成为交通效率下降的瓶颈地带，匝道车辆挤入和挤占主车道的交通事故频发，进一步加剧了交通需求与道路通行能力之间的矛盾。随着经济的发展，汽车数量日益增加，交通拥堵情况日渐频繁，当前匝道的管控主要依赖于人工设置路障或者对匝道排队长度进行监测的方式，管控效果不明显。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于动态监测的匝道管理控制方法，可以实现对匝道通行车辆的精细化管理，避免匝道出现更严重的拥堵，提高道路整体通行效率。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于动态监测的匝道管理控制方法，包括以下步骤：

3、实时获取在匝道入口以及出口处的车辆车牌、出入时刻、实时速度信息，计算出第j分钟所有车辆的通行时间tij，从而计算出第j分钟匝道整体平均速度

4、计算出最近t小时匝道整体平均速度通过以上数据计算出速度拥堵系数kvj；

5、根据第j-1分钟匝道还在匝道内的车辆数量xj-1、第j分钟经过匝道入口处的车辆数量xij，第j分钟经过匝道出口处的车辆数量xoj，计算出第j分钟匝道还在匝道内的车辆数量xj，辅助判断匝道内车辆拥堵情况；

6、根据车辆拥堵情况控制匝道车流的汇入。

7、按上述方案，通过在匝道出入口设置交通雷视一体机实时获取车辆车牌、出入时刻、实时速度信息，平均速度的计算方法如下：

8、规定只有在第j分钟内同时被入口以及出口雷视一体机捕捉到的车辆数量为xj，同时交通雷视一体机自动计算第i辆车通过的时间为tij，单位为s，则可以计算第i辆车通过匝道的平均速度

9、

10、式中，的单位是km/h；l为匝道的长度，单位为km。

11、然后计算第j分钟内同时被入口以及出口雷视一体机捕捉到的车辆的总体平均速度

12、

13、式中，的单位是km/h。

14、按上述方案，t小时内被入口以及出口雷视一体机捕捉到的车辆的总体平均速度通过以下公式计算：

15、

16、按上述方案，速度拥堵系数kvj的计算方法如下：

17、第j分钟内速度基础系数k1j，其计算公式为：

18、

19、式中，v0的匝道工程设计速度，单位是km/h；

20、其次，第j分钟内速度变化系数k2j，其计算公式为：

21、

22、最后，计算第j分钟内速度修正系数k3j，其计算公式为：

23、

24、式中，的为第j-1分钟内同时被入口以及出口雷视一体机捕捉到的车辆的总体平均速度，单位是km/h；

25、根据以上数据计算匝道第j分钟内速度拥堵系数kvj，其计算公式为：

26、kvj＝k1j+kvj-1*(k2j+k3j)

27、式中，kvj-1为第j-1分钟内速度拥堵系数；

28、将速度变化系数k1j以及修正系数k2j公式带入，得到速度拥堵系数kvj公式为：

29、

30、其中，kvj初始值为1。

31、按上述方案，通过计算的速度拥堵系数kvj判定匝道的拥堵程度的方法如下：

32、当速度拥堵系数kvj≥1.1时，判定为极度通畅，kvj取值范围为1.1～1.3；

33、当速度拥堵系数0.9≤kvj＜1.1时，判定为通畅，kvj取值范围为0.9～1.1；

34、当速度拥堵系数0.7≤kvj＜0.9时，判定为轻度拥堵，kvj取值范围为0.7～0.9；

35、当速度拥堵系数0.5≤kvj＜0.7时，判定为中度拥堵，kvj取值范围为0.5～0.7；

36、当速度拥堵系数kvj＜0.5时，判定为重度拥堵，kvj取值范围为0.3～0.5。

37、按上述方案，匝道内车辆拥堵状况的判断方法如下：

38、根据雷视一体机可获取车辆当前车牌，在系统中计算当前第j分钟还在匝道内的车辆数量xj，其计算公式为：

39、xj＝xj-1+xij-xoj

40、式中，xj-1为第j-1分钟还在匝道内的车辆数量，xij为第j分钟经过匝道入口处的车辆数量，xoj为第j分钟经过匝道出口处的车辆数量；

41、对当前t小时内平均每分钟在匝道内的车辆数量xt进行计算，其公式为：

42、

43、然后通过比较xj以及xt来辅助判定匝道的拥堵程度：

44、当匝道内的车辆数量xj≤0.6*xt时，判定为拥堵消失；

45、当匝道内的车辆数量0.6*xt≤xj≤1.4*xt时，判定为拥堵缓解；

46、当匝道内的车辆数量xj>1.4*xt时，判定为拥堵加剧。

47、按上述方案，在匝道入口处设置电动升降警示柱，用于控制匝道车流的汇入；匝道管控策略包括以下内容：

48、s1、当连续监测并计算出第j-2分钟、第j-1分钟、第j分钟的kvj-2、kvj-1、kvj均大于等于0.9时，且匝道内的车辆数量xj≤1.4*xt，系统判定该匝道为通畅，电动升降警示柱落下；

49、s2、当连续监测并计算出第j-2分钟、第j-1分钟、第j分钟的kvj-2、kvj-1、kvj均大于等于0.9时，且匝道内的车辆数量xj>1.4*xt，系统判定该情况不应存在，保持当前管控策略不变，并按照要求进入第j+1分钟进行系统计算；

50、s3、当连续监测并计算出第j-2分钟、第j-1分钟、第j分钟的kvj-2、kvj-1、kvj均在时0.7～0.9时，且匝道内的车辆数量xj≤1.4*xt，保持当前管控策略不变，并按照要求进入第j+1分钟进行系统计算；

51、s4、当连续监测并计算出第j-2分钟、第j-1分钟、第j分钟的kvj-2、kvj-1、kvj均在时0.7～0.9时，且匝道内的车辆数量xj>1.4*xt，系统判定该匝道为拥堵，电动升降警示柱升起；

52、s5、当连续监测并计算出第j-2分钟、第j-1分钟、第j分钟的kvj-2、kvj-1、kvj均小于等于0.7时，且匝道内的车辆数量xj≤1.4*xt，系统判定该情况不应存在，保持当前管控策略不变，并按照要求进入第j+1分钟进行系统计算；

53、s6、当连续监测并计算出第j-2分钟、第j-1分钟、第j分钟的kvj-2、kvj-1、kvj均小于等于0.7时，且匝道内的车辆数量xj>1.4*xt，系统判定该匝道为极度拥堵，电动升降警示柱升起；

54、s7、当连续监测并计算第j-2分钟、第j-1分钟、第j分钟kvj-2、kvj-1、kvj不满足以上条件时，保持当前管控策略不变，并按照要求进入第j+1分钟进行系统计算；

55、s8、当第j分钟电动升降警示柱升起后，由于没有新的车辆进入匝道，此时从第j+1分钟起，系统只对匝道车辆的数量xj+1进行计算，当xj+1≥0.6*xt时，电动升降警示柱保持升起比不变，直到第j+n分钟，当计算出xj+n＜0.6*xt时，电动升降警示柱降落，匝道恢复通行；

56、s9、当电动升降警示柱降落时，车道信号灯显示绿色通行箭头、简易电子屏显示“正常通行”，当电动升降警示柱升起时，车道信号灯显示红色禁止符号、简易电子屏显示“匝道管控，禁止通行”。

57、实施本发明的基于动态监测的匝道管理控制方法，具有以下有益效果：

58、本发明实现了对进入以及驶出匝道车辆的动态监测，通过实时获取车辆进出时刻以及对应的车牌，计算单一车辆在匝道的行驶时间、平均速度、数量等数据，并能显示在单位时间内匝道通行水平的变化趋势，提供对匝道拥堵状态的判断方法以及管控策略，保证匝道运行的通畅，提高道路整体通行效率。