《主線控制實(shí)施策略》PPT課件

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

2、共27頁(yè) 第2頁(yè),一、入口匝道控制概念,車輛從入口匝道駛?cè)肟焖俾返倪^程分解為兩 個(gè)階段： 第一階段車輛從匝道進(jìn)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(duì) 兩個(gè)階段階段實(shí)施有 效控制,共27頁(yè) 第3頁(yè),匝道入口,行車方向,1、流量控制,針對(duì)第一階段，調(diào)節(jié)駛?cè)胫骶€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(wù)流量。 單點(diǎn)控制 以本匝道附近快速路主線的交通狀況最優(yōu)為 目標(biāo)，確定從匝道進(jìn)入主線的流量(調(diào)節(jié)率)。 協(xié)調(diào)控制 以整條快速路的交通狀況總體最優(yōu)為目標(biāo)， 統(tǒng)籌考慮多個(gè)入口匝道的調(diào)節(jié)率。 先進(jìn)性與實(shí)用性的矛盾,共27頁(yè) 第4頁(yè),2、匯入控制,針對(duì)

3、第二階段，引導(dǎo)駛?cè)胲囕v安全地匯入主 線，并盡可能地減少駛?cè)胲嚵鲗?duì)主線車流運(yùn)行 的影響。 匝道幾何設(shè)計(jì)合理時(shí)，入口匝 道附近的加速車道一般可以保證 駛?cè)爰铀佘嚨赖能囕v安全地匯入 主線車流，但不能保證駛?cè)胲囕v 在匯入主線的過程中不對(duì)主線車 流產(chǎn)生擠壓或阻滯作用,共27頁(yè) 第5頁(yè),加速車道,快速車道,二、入口匝道控制的作用,當(dāng)?shù)缆方煌口呌陲柡蜁r(shí)，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(shí) 依靠主線控制本身已無(wú)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(guó)內(nèi)、國(guó) 際尚無(wú)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。 匝道控制趨勢(shì)： 靈活轉(zhuǎn)換控制方式，綜合各種方式的優(yōu)點(diǎn)， 達(dá)到預(yù)期控

4、制目的,共27頁(yè) 第6頁(yè),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(nèi) 所有車輛的行程時(shí)間。 2、控制干線交通流突變 引導(dǎo)匯入車流量的平滑過渡，必要時(shí)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(diào)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(yè) 第7頁(yè),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(zhuǎn)移到匝道入口（延遲策略） 過量的交通需求轉(zhuǎn)移到其他道路（分散策略,上游交通 量實(shí)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(yè) 第8頁(yè),2、匝道控制一般思路,進(jìn)行匝道控制不論采用分散或延誤策略，都應(yīng) 全面考慮道路、匝道結(jié)構(gòu)、車型分布、公眾輿論等 實(shí)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(duì)沒有出口的匝道入口理論上不允許車輛進(jìn) 入，但實(shí)際操作的時(shí)候可以根據(jù)前后出口的狀況限 制進(jìn)入車輛數(shù)。 本控制方式適合主線超流量運(yùn)行的場(chǎng)合，是 分散策略和延誤策略的綜合,共27頁(yè) 第9頁(yè),入口控制維持干線潛能發(fā)揮,當(dāng)干線車流處于局部飽和的情況下，可能因局 部擁擠帶來(lái)的全線通行能力下降。 此時(shí)對(duì)匝道入口實(shí)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(yè) 第10頁(yè),車輛行程、車型平衡,當(dāng)干線內(nèi)因車輛行程、車型存在局部的不平衡 時(shí)，也容易造成擁擠。 全面控制進(jìn)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(shí)要犧牲個(gè)體利益， 此時(shí)必須做好解釋工作,共27頁(yè) 第11頁(yè),3、匝道控制的條件,實(shí)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(dá)到預(yù)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(shí)，匝道控制范圍必須存在足 夠的車輛存儲(chǔ)空間,共27頁(yè) 第12頁(yè),4、匝道控制

7、調(diào)節(jié)率（限流率,調(diào)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(lái)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(zhǔn)入的時(shí)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(wú)序匯 流，確保干線飽和或大流量運(yùn)行時(shí)的匝道匯 流安全,共27頁(yè) 第13頁(yè),調(diào)節(jié)率的計(jì)算,基本思想： 調(diào)節(jié)率下游通行能力上游需求量 具體計(jì)算應(yīng)還考慮匝道的通行能力（線型、 視距、加速車道長(zhǎng)度等）、匯入車輛的類型、干 道匯流有效間距等,共27頁(yè) 第14頁(yè),四、匝道控制的具體方式,1、關(guān)閉匝道 一種分散策略，最簡(jiǎn)

8、單有效的控制方式。其靈活 性小、限制性大，使用不當(dāng)會(huì)增加替代路線的負(fù)擔(dān)。 使用條件： 匝道存儲(chǔ)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(shí)、簡(jiǎn)單、有效的應(yīng)急措施，一般情 況不可經(jīng)?；蜷L(zhǎng)時(shí)間使用,共27頁(yè) 第15頁(yè),2、定時(shí)控制（Fix Time Control,根據(jù)匝道當(dāng)前交通量的實(shí)際需要和以往需 求的容量關(guān)系確定匝道調(diào)節(jié)率。 關(guān)鍵問題：合理選擇定時(shí)信號(hào)的周期。 類似城市道路平交路口信號(hào)燈相位設(shè)計(jì)。 優(yōu)點(diǎn)：實(shí)施的控制符合本匝道統(tǒng)計(jì)規(guī)律，工 作穩(wěn)定可靠，適合大多數(shù)時(shí)段的控 制，駕駛?cè)吮阌谶m應(yīng)。 缺點(diǎn)：不能適應(yīng)干線交通狀況的變化，出現(xiàn) 意外時(shí)應(yīng)臨時(shí)改變控制策略,共27頁(yè) 第

9、16頁(yè),3、容量需求差額控制（DC控制,交通感應(yīng)匝道控制 自適應(yīng)交通感應(yīng)匝道控制 利用干線信息判斷當(dāng)前干線容量（匝道附 近或上游、下游），結(jié)合匝道同時(shí)刻交通需 求，確定匝道調(diào)節(jié)率,共27頁(yè) 第17頁(yè),教材P157,干線信息,匝道信息,控制機(jī),信號(hào)燈,容量,需求,調(diào)節(jié)率,自動(dòng)控制系統(tǒng)平面布置圖,共27頁(yè) 第18頁(yè),干線,匝道,普通公路,加速車道,停車線,信號(hào)燈,上游流量檢測(cè)組D1,間距/速度檢測(cè)組D2,下游流量檢測(cè)組D3,匯合檢測(cè)器D4,檢出檢測(cè)器D5,檢入檢測(cè)器D6,車隊(duì)檢測(cè)器D7,上游流量、間距、車速 下游流量 有無(wú)車輛駛?cè)爰铀佘嚨?待放行車輛存在及位置 離開停車線車輛 車隊(duì)長(zhǎng)度,控制機(jī),信

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

11、關(guān)閉,共27頁(yè) 第20頁(yè),DC控制特點(diǎn),適時(shí)跟蹤交通狀態(tài)變化 匝道調(diào)節(jié)率高 匯流對(duì)主線干擾 由于忽略了主線右側(cè)車道上車頭間距和車 速，匝道調(diào)節(jié)率較大，適合主線流量正常偏小 的交通狀況,共27頁(yè) 第21頁(yè),5、間隙可接受匯流匝道控制（GAP控制,考慮匝道匯流的綠級(jí)帶（匯流安全間距）。 原理：不考慮干線流量，運(yùn)用入口主線前方監(jiān)控 信息為駕駛員正確判斷匯流時(shí)機(jī)，以確保匝 道車輛最大限度的匯入。 對(duì)于交通流量大的主線，此類控制調(diào)節(jié)率 低，造成匝道上車輛擁擠。 本控制彌補(bǔ)了容量需求控制匯流時(shí)對(duì)主線 干擾的缺陷，但沒有考慮合理的調(diào)節(jié)率，對(duì)主線 通行效率有一定影響,共27頁(yè) 第22頁(yè),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(jī)結(jié)合，是目前較為成熟和實(shí)用組合控制。 控制機(jī)判斷主線車流可接受間隙的存在,共27頁(yè) 第23頁(yè),D6,D3,D2,D1,匝道有車,調(diào)節(jié)率為正 安全車頭間距,信號(hào)燈綠,一輛車時(shí)間,信號(hào)燈黃至紅,返回,調(diào)節(jié)率為 零或負(fù),信號(hào)燈紅,返回,有車通過,D4 D5,D7,有信號(hào),DC控制,GAP控制,無(wú)信號(hào),D7有信號(hào)表示匝道已無(wú)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(gè)體系， 考慮整個(gè)公路系統(tǒng)的容量關(guān)系來(lái)確定各個(gè)匝道不同 時(shí)段的調(diào)節(jié)率。 兩種基本方式： 定時(shí)系統(tǒng)匝道控制 集成的感應(yīng)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(gè)組成部分，其實(shí)施過程較為復(fù)雜,共27頁(yè) 第24頁(yè),五、匝道控制的效益分析,匝道控制對(duì)干線交通產(chǎn)生的效益情況可從 以下幾方面考慮： 1、對(duì)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(duì)具體某輛車可能并沒減少行程時(shí) 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(yè) 第25頁(yè),2、對(duì)公路網(wǎng)造成