專(zhuān)利名稱(chēng)：一種快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段可變限速控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通安全和智能交通技術(shù)，尤其涉及一種可預(yù)防追尾事故的快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段可變限速控制方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)快速道路通車(chē)?yán)锍虜?shù)和機(jī)動(dòng)車(chē)保有量迅速增長(zhǎng)，道路交通安全形勢(shì)日益嚴(yán)峻。快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段常伴隨視距不良的問(wèn)題，當(dāng)凸形豎曲線(xiàn)路段下坡出現(xiàn)擁堵時(shí)擁堵位置常處于上坡車(chē)輛駕駛員的視線(xiàn)盲區(qū)，導(dǎo)致駕駛員行駛過(guò)快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段后才能發(fā)現(xiàn)下坡?lián)矶虑闆r，同時(shí)凸形豎曲線(xiàn)路段下坡的擁堵會(huì)形成車(chē)輛排隊(duì)并向上坡路段傳播，進(jìn)一步減少了上坡行駛而來(lái)的車(chē)輛與擁堵排隊(duì)車(chē)輛的間距。當(dāng)車(chē)輛間距不足以提供上坡行駛而來(lái)的車(chē)輛完成減速行為時(shí)，極易導(dǎo)致嚴(yán)重的追尾事故。而在我國(guó)快速道路事故統(tǒng)計(jì)中，較多追尾事故發(fā)生在凸形豎曲線(xiàn)路段等視距不良的條件下，表明快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段的視距不良增加了追尾事故的風(fēng)險(xiǎn)。目前我國(guó)在快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段上坡缺乏針對(duì)下坡交通擁堵等特殊交通狀況的預(yù)告與警示，缺乏對(duì)擁堵波會(huì)向上坡傳播現(xiàn)象的考慮，這些技術(shù)缺陷導(dǎo)致快速道路轉(zhuǎn)彎處追尾事故頻發(fā)且事故嚴(yán)重程度較高。迫切需要采用智能交通控制技術(shù)來(lái)減少快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段由于交通擁堵導(dǎo)致的追尾事故，以提高快速道路行車(chē)安全。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:針對(duì)快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段上坡駕駛員視距不良，無(wú)法察覺(jué)轉(zhuǎn)彎下坡路段的交通擁堵，導(dǎo)致凸形豎曲線(xiàn)路段追尾事故頻發(fā)的問(wèn)題，本發(fā)明基于擁堵波傳播交通流特征設(shè)計(jì)最優(yōu)限速值計(jì)算算法，提供一種快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段的可變限速控制方法，能夠自動(dòng)檢測(cè)轉(zhuǎn)彎下坡路段交通擁堵，并通過(guò)可變限速控制提前降低上坡路段車(chē)輛速度，從而預(yù)防快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段由于視距不良導(dǎo)致的追尾事故，對(duì)提高快速道路上車(chē)輛行駛安全具有重要意義。技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段可變限速控制方法，包括如下步驟:(I)確定快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段發(fā)生擁堵時(shí)擁堵波的傳播速度Vs ；(2)結(jié)合擁堵波的傳播速度Vs，在快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段上坡段設(shè)置路側(cè)可變信息提示板，在快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段設(shè)置交通流檢測(cè)器；( 3)通過(guò)交通流檢測(cè)器對(duì)快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段的交通信息進(jìn)行檢測(cè)，并依據(jù)擁堵判定條件判斷快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段是否處于擁堵?tīng)顟B(tài)；(4)若步驟(3)中的判斷為是，則觸發(fā)可變限速控制系統(tǒng)，即將可選的限速值按降序排列后依次帶入最優(yōu)限速值判定條件中計(jì)算，選取滿(mǎn)足最優(yōu)限速值判定條件的最大可選限速值為最優(yōu)限速值λ并將該最優(yōu)限速值i通過(guò)路側(cè)可變信息提示板顯示。一般可以通過(guò)指揮控制中心進(jìn)行綜合管制，交通流檢測(cè)器將檢測(cè)到的快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段的交通流信息提供給指揮控制中心，指揮控制中心根據(jù)獲得的信息計(jì)算出最優(yōu)限速值 ,并將最優(yōu)限速值;發(fā)送給路側(cè)可變信息提示板，將優(yōu)限速值i顯示給上坡車(chē)輛。當(dāng)快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段發(fā)生擁堵時(shí)，會(huì)產(chǎn)生向快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段上坡段傳播的擁堵波，而擁堵波的傳播速度Vs可根據(jù)相關(guān)交通流數(shù)據(jù)計(jì)算得到，優(yōu)選的，所述步驟(I)中擁堵波的傳播速度Vs為:qA.Δ t+kA.1= (vB.Δ t+1).kBVs=I/Δ t= (qA-qB) / (kB_kA)其中:qA為自由流狀態(tài)的交通流流量，單位為veh/s ；kA為自由流狀態(tài)的交通流密度，單位為veh/m ；qB為擁堵?tīng)顟B(tài)的交通流流量,單位為veh/s ；kB為擁堵?tīng)顟B(tài)的交通流密度，單位為veh/m ；vB為擁堵?tīng)顟B(tài)的交通流速度,單位為m/s ;1為A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的距離,單位為m ; △ t為擁堵?tīng)顟B(tài)從B點(diǎn)傳播到A點(diǎn)的時(shí)間,單位為s ；vs為擁堵波的傳播速度,單位為 km/hο路側(cè)可變信息提示板需要實(shí)現(xiàn)對(duì)上坡車(chē)輛給出提前控制信息，因此需要設(shè)置在快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段上坡段，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，路側(cè)可變信息提示板與快速道路凸形豎曲線(xiàn)路的曲線(xiàn)中點(diǎn)間距Lb為:
權(quán)利要求
1.種快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段可變限速控制方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)確定快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段發(fā)生擁堵時(shí)擁堵波的傳播速度Vs; (2)結(jié)合擁堵波的傳播速度Vs，在快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段上坡段設(shè)置路側(cè)可變信息提示板，在快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段設(shè)置交通流檢測(cè)器； (3)通過(guò)交通流檢測(cè)器對(duì)快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段的交通信息進(jìn)行檢測(cè)，并依據(jù)擁堵判定條件判斷快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段是否處于擁堵?tīng)顟B(tài)； (4)若步驟(3)中的判斷為是，則觸發(fā)可變限速控制系統(tǒng)，即將可選的限速值按降序排列后依次帶入最優(yōu)限速值判定條件中計(jì)算，選取滿(mǎn)足最優(yōu)限速值判定條件的最大可選限速值為最優(yōu)限速值i,并將該最優(yōu)限速值i通過(guò)路側(cè)可變信息提示板顯示。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段可變限速控制方法，其特征在于:所述步驟(I)中擁堵波的傳播速度Vs為: Qa.Δ t+kA.1=(νΒ.Δ t+1).kB vs=l/Δ t= (qA-qB) / (kB-kA) 其中:qA為自由流狀態(tài)的交通流流量，單位為veh/s ;kA為自由流狀態(tài)的交通流密度，單位為veh/m ；qB為擁堵?tīng)顟B(tài)的交通流流量,單位為veh/s ；kB為擁堵?tīng)顟B(tài)的交通流密度,單位為veh/m ；vB為擁堵?tīng)顟B(tài)的交通流速度,單位為m/s ;1為A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的距離,單位為m ；Δ t為擁堵?tīng)顟B(tài)從B點(diǎn)傳播到A點(diǎn)的時(shí)間,單位為s ；vs為擁堵波的傳播速度,單位為km/h。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段可變限速控制方法，其特征在于:所述步驟(2)中，路側(cè)可變 信息提示板與快速道路凸形豎曲線(xiàn)路的曲線(xiàn)中點(diǎn)間距Lb為:
4.據(jù)權(quán)利要求3所述的快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段可變限速控制方法，其特征在于:所述車(chē)輛在快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段上坡段減速時(shí)的加速度au為: au=ap+g.sin Θ u 其中，au為車(chē)輛在快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段上坡段減速時(shí)的加速度，單位為m/s2 ；ap為車(chē)輛在平直路段減速時(shí)的加速度，單位為m/s2 ；g為重力加速度，單位為m/s2 ； Θ u為快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段上坡段的坡角。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段可變限速控制方法，其特征在于:所述步驟(2)中，交通流檢測(cè)器與快速道路凸形豎曲線(xiàn)路的曲線(xiàn)中點(diǎn)間距L為:
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段可變限速控制方法，其特征在于:所述車(chē)輛在快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段減速時(shí)的加速度ad為: ad = ap_g * sin Θ d 其中:ad為車(chē)輛在快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段減速時(shí)的加速度，單位為m/s2 ;ap為車(chē)輛在平直路段減速時(shí)的加速度，單位為m/s2 ；g為重力加速度，單位為m/s2 ； Θ d為快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段的坡角。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段可變限速控制方法，其特征在于:所述步驟(3)中的擁堵判定條件為:Oa>Oc 或 va〈vr 其中，Oa為快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段實(shí)時(shí)交通流占有率檢測(cè)值，百分比值；O。為快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段擁堵?tīng)顟B(tài)交通流占有率閾值，百分比值；va為快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段實(shí)時(shí)交通流速度檢測(cè)值，單位為km/h ；vr為快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段下坡段擁堵?tīng)顟B(tài)交通流速度閾值，單位為km/h。
8.據(jù)權(quán)利要求1所述的快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段可變限速控制方法，其特征在于:所述步驟(4)中最優(yōu)限速值判定條件為:
9.據(jù)權(quán)利要求1所述的快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段可變限速控制方法，其特征在于:所述步驟(4)中可選的限速值包括120km/h、100km/h、80km/h、60km/h、和40km/h。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段可變限速控制方法，在下坡段安裝交通流檢測(cè)器，在上坡端安裝路側(cè)可變信息提示板，利用擁堵波的傳播速度計(jì)算選擇快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段上坡的最優(yōu)限速值，實(shí)現(xiàn)了對(duì)駕駛員在快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段視距不良條件下的可變速度控制，可以使駕駛員駛?cè)胪剐呜Q曲線(xiàn)路段前提前將車(chē)速降低至安全車(chē)速，從而預(yù)防由于下坡交通擁堵導(dǎo)致的追尾事故。此控制方法更貼合實(shí)際交通流特性且簡(jiǎn)便易實(shí)施，在預(yù)防快速道路凸形豎曲線(xiàn)路段視距不良條件下追尾事故方面具有廣泛的工程價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G08G1/16GK103093635SQ20131000188
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者李志斌, 劉攀, 王煒, 徐鋮鋮 申請(qǐng)人:東南大學(xué)