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1、荣乌新线高速公路平安预警和主动管控系统摘要：为了提高荣乌高速新线的交通平安预警和管控能 力，建立了分车道、分时段智能货运车辆管控系统。本文从 感知数据采集、交通态势预测、控制策略生成以及信息发布 等方面，阐述了控制系统在实际道路建设中的落地实施，以 期为后续全面提升高速公路管控能力提供参考。河北省地理位置特殊，环绕京津、贯穿南北，路网密集。 据统计，2021年五一期间，全省联网高速公路出口流量 1815.3万辆，入口流量1762.05万辆。其中，七座以下小型 客车出口流量1538.13万辆，入口流量1516.47万辆，极大 地考验了高速公路的交通平安预警和管控能力。现阶段我国 现有高速公路的管
2、控能力普遍缺乏，其主要原因有采集数据 精度低、数据利用不充分、系统协调控制缺乏、管理控制手 段固定等。交通强国的加快建设以及交通运输领域新型基础 设施的推动建设，为交通管理精细化和交通调控精准化提供 了基础条件。荣乌高速新线已建成车道化动态控制系统，这 是主动控制在国内的首次规模化、系统化应用。图3 (3)交通事件信息发布效果!1!结束语荣乌高速新线车道化主动控制系统是动态控制技术在 我国的首次规模化、系统化应用，同时也是数据赋能交通管 控的表达，将全面提高高速公路精细化管控水平。参考文献 1齐建宇，马浩，李宇轩，等.高速公路风险防控主动交通管理 系统及应用J.交通工程，2021(3).2徐秀
3、芹.高速公路交通事故预警系统研究D.西安：长安大学,2019.1-63.3杨常华. 高速公路平安行车智能诱导预警系统4机械工程与自动 化,2019(6).4周晓亮，裴赛君，张浩.基于可变信息标志的动 态限速控制系统J.中国交通信息化,2021(5):139- 140.5 GiuliaPiacentintPaola Goatin.AntonellaFerrara.Traffic control via moving bottleneck of coordinated vehicles J.IFAC PapersOnLine.2018(9).系统概述荣乌高速新线是雄安新区对外骨干路网“四纵三横”的
4、 “一横”，是分流北京市大外环过境交通的主要通道，以货运 交通为主。路段全长72公里，采用双向八车道高速公路标 准建设，于2021年5月29日建成通车，智慧高速同步建 设。根据交通强国建设试点任务要求，在荣乌高速新线建立 分车道、分时段智能货运车辆管控系统，实现货运车辆智能 化管理。结合工程定位和建设要求，荣乌新线智慧高速建设 车道化主动控制系统。该系统利用外场感知系统采集的交通 运行数据和气象数据，实时评估交通运行态势，对交通瓶颈 进行预警提示；当有恶劣天气、事故等突发事件发生时，进 行车道和车速的管控，防止二次事故的发生，提高道路平安 水平。系统架构车道化主动控制系统分为实时数据接入、交通
5、态势评估、 动态控制策略生成以及控制信息发布等功能模块，系统架构 示意如图1所示。其中实时数据接入模块导入道路断面分车 道数据；基于此，交通运行态势感知模块通过交通时空特性 分析掌握交通状态，从而分析生成匹配实时环境及交通运行 状态的动态控制策略方案，并通过分车道信息发布、主动发 光轮廓标等措施实现信息发布及诱导，实现高速公路分时段、分路段、分车道实时交通管理与控制。，交通运行数据车道级流量车道级密度车道级速度气软监测数据车道化主动控制系统交通态势评估动态控制策略特征参数提取数据问题诊断及评估车速控制车道控制道控制时空特性分析图1车道化主动控制系统架构示意系统功能（一）实时数据接入车道化主动控
6、制系统离不开精确的 交通数据和精准的事件判断。在交通数据获取方面，传统高 速公路交通监测主要以视频为主，数据输出以图片或者不同 码流的视频为主。随着智慧高速公路的逐步建设，以交通雷 达为代表的新型交通设施在高速公路应用。交通雷达可为主 动控制系统的分析研判提供车道级的流量、密度、速度等数 据。高速公路气象设备有自动气象站、能见度检测仪和路面 检测仪等设备，检测原理是以点推算周围一定范围内的气象 状态。在交通事件检测方面，传统高速公路设置的视频事件 检测仪，由于视频图片的清晰度不够或者分析软件算法的局 限性，检测精度并没有到达预期效果。在传统机电设施基础 上，荣乌新线智慧高速结合交通雷达、高清卡
7、口、道路监控 摄像机、气象设备等，形成多源数据融合的感知系统。在交 通数据获取方面，以雷达感知为主、视频数据为辅；在气象 数据获取方面，以公里级气象感知为主、视频检测为辅；在 事件检测分析方面，以事件检测仪、雷达数据、气象数据融 合，确定交通事件，从而为主动交通管控提供精确的数据支 撑。（二）交通态势评估最大限度利用多类型感知数据，通过 对数据问题诊断、数据评估、交通流特征参数提取及分析， 完成交通运行状态实时评估、交通事件判别以及历史数据溯 源等功能，实现对交通危险状态和拥堵状态的提前预警。（三） 主动控制策略基于荣乌高速新线道路线性和交通量特征，融 合提高行车效率与平安的策略模型，基于速度
8、、车道和匝道 等控制方式，形成涵盖恶劣天气、交通拥堵、交通平安风险 等级高、车道临时关闭等场景的主动控制策略。主动控制策略主要包括可变限速控制策略、动态车道管控策略、匝道流 量控制策略和实时信息发布策略等，共计12大类50余项控 制策略。重点控制策略如下。1、基于不良天气场景的可变限 速控制不良天气下如能见度低、路面湿滑，可能导致交通运 行缓慢且不稳定。该功能根据实时采集的气象数据，确定与 气象条件匹配的限速值，并通过信息实时发布技术发布给道 路使用者。其中具体的气象条件主要包括雾、风、冰雪、强 降雨等情况。本系统利用不良天气下的可变限速控制，保证 交通流的平稳运行，提高交通平安和通行效率。2
9、、基于交通 运输事故场景的动态车道管控高速公路的车辆运行速度快 且交通环境多变，很容易产生交通事故。该功能根据事故发 生的位置和事故等级，在道路上设置警戒区、过渡区和预警 区和预警区上游等区域，并对每个区域内情报板的限速值、 图标和文字提示信息进行优化设置，引导车辆有序通过事故 路段。3、基于道路养护施工场景的动态车道管控该功能根据 道路养护的开始位置、结束位置、影响车道，在道路上设置 工作区、纵向缓冲区、上游过渡区、警告区、下游过渡区和 终止区等区域，并对每个区域内情报板的限速值、图标和文 字提示信息进行优化设置，引导车辆高效通过施工路段。4、 基于交通违法行为场景的动态车道管控该功能根据道
10、路抛 洒物和障碍物的位置信息，影响车道，在道路上设置警戒区、 过渡区、预警区和预警区上游等区域，并对每个区域内情报板的限速值、图标和文字提示信息进行优化设置，引导车辆 平安通过有障碍物和抛洒物的路段。5、基于货车占比过高场 景的动态车道管控该功能根据交通雷达检测的货车流量，自 动调整是否设置货车专用道，并对货车专用车道控制区域内 的限速值、图标和文字提示信息进行优化设置，引导货车和 其他车辆分车道行驶，提高通行平安和通行效率。（四）控制 信息发布根据控制信息发布需求，荣乌高速新线每12公 里设置1处分车道信息情报板或条形信息情报板，对交通运 行状态进行主动调控和正面干预，保障全线交通流平安、平 稳和高效运行。交通事件信息发布效果如图2所示。图2荣乌高速新线信息情报板（五）交通控制效果荣乌高速新线车道化主动控制系统 试运行期间，针对雾、冰雪、强降雨、事故等突发事件，对 对车道进行诱导管理，并对车辆进行建议车速，效果较好, 具 体 如 图 3 所 示。Z0Z1-11-18 16:21:36图3 ( 1 ) 低能见度事件信息发布效果2022-02-13 13:20:06图3 ( 2 ) 降雪事件信息发布效果
