现代交通控制中的高速公路控制

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1、现代交通控制中的高速公路控 制.现代交通控制中的高速公路控制于寒松_ “京交通 大学 E-mail: 介绍了现代交通控制的相关概念和相关的技术，并且强调了交通控制研究角度的转变，简要介绍了要：摘然后详细介绍了高速公路控制中的现代交通控制中的主要技术，并且探讨了高速公路的交通控制内容与流程。之后解 释了计算机网络系统结构、策略与发展趋势控制与管理系统的总体结构并详细解释了每一层次的功能，现代交通控制， 交通控制转变，高速公路交通控制，高速公路交通控制总体结构，计算机网络系统，关键词：趋势The highway control of modern traffic controlHansong Yu

2、Beijingjiaotong University, Beijing 100044E-mail: Modern traffic control concepts and related technologies, and emphasized the changes in Abstract:theangle of the traffic control research , a brief introduction of the main techniques in moderntraffic control , and discusses the content and process o

3、f highway traffic control . Then details detailed a highway and control system in the of the of the overall structure the control and management development strategy and then and explain the structure, of explanation the function of each level , trend of the computer network systemtraffic highway tr

4、affic control , changes Modern traffic control, traffic 卢ont卬l ,_hh.Key Word 信息的应用刖端提control overall structure , computer network systems , trends前到个上1现代交通控制1人、车辆和企业运输出行以现代交通控制指 先进 及大型社会活动的安排。系统控的控 制理论与方法、制设备和高新技术在道路与 传统交通系统的对1.1交通控制系统中的综合应比是海量交通综合信息采用，对比传统交通控制系集、传输、 处理、应用和控现代交通控制的通信系统， 制决策指令执行的全过程，

5、传输质量统传输 速度更快、同时现代交通控制特别强更高、 传输容量更大，传输将调利用信息的潜在功 能，距离更长、传输成本更低、传输可靠性 更强并且通信有信息的检测等。针对这些站点数量更多。 变化，充分把握现代交通控现代交通控制的 应用1.2制的特点，将传统的研究和技术 开发交通控制的方法进行先进的系统控制 理论的1调整，将更有利于交通控制应用 的发展。通信2先进的计算机技术、高速 公路的管理内容与检测技术的应用2高速 公路安全设施和先进的计算机仿真技术3 道路监控系统两大类交通的应用工程发挥了重要作用，先进的信息处理技术 和4交通安全设施是静态保障系统，多层次 的信息来源多源、监控系统则是动态保

6、障 系5硬件平台标准的应用统。先进的交通控制软件的实施高速公路交 通控制6是高速公路安全、应用畅通的保障，是高速公路区别于一般交通控制研究角 度的1.3公路并能有效地使高速公变化路 基础设施功能充分。注重控制机的开发转 高速公路交通控制流到对控制设备的开发 和设 程 从宏观备问互换性的研究；高速 公路交通控制由交通模型的开发到研究宏 以下三个流程构成：观与微观交通模型的匹 配；一是信息米集，从单一检测设备的应用 到即实时采集变化着的道路交通状态，包括: 交对各种先进的信息检测设通信息、气象信 息、环境信备的研究等；信息的检测范息、 异常事件信息等；二是围从只考虑对交通流 信息分析、包括：信息分

7、析处理，的检测到 对影响交通的所.合控制与管理功能.高速公预测交通运行状 态、交通异路控制与管理系统的计算常事件， 对已经发生或可能机网络和通用的计算机 网发生的异常事件制定处置络既有一致的 方面，预 又有特殊的要求，首先，它是一 个案等；三是信息提供，包括实时网络，对 高速公路上正在行驶的高速公路控制与管 理系统的计算机网络需车辆提供道路交通 状况信要根据现场通讯的实时性，息，对行 驶车辆发出限制、在确定时限内完成信息的 劝诱、建议性指令，对交通传送，这个时限 是根据控制事故和其它交通异常事件过程 的实时性要求来确定的处理职能部门下达 处置的。其次，它也是个管理信指令，对信 息媒体或社会提息

8、网络，高速公路控制与管 供高速公路。理系统的所有管理信息（收费信息、人事信息、办公信息、财务信息、 路面养护信息等）都需要通过该计算机网络 来传输高速公路控“路交通控制流程示意图图1与管 理系统的发展方向是高速公路交通控制与 管理和控制一体化.一方面管理系统的总 体结构向交通控制现场（数浦采集设备、可变 情况板、限速板、高速公路控制与管理收费 数据等）发展，另一方系统是分层次的分布式 大面向交通管理的高层（运营通型综合控制 与管理系统，计划、路面养护计划、收费过 各种不同的设备连接在管理、交通调度、统 计分析、实现各部分信息的共一起，发展， 特别是）交通控制等从而完成综享和协调工 作，近几年来

9、开放式系统体系各种网络通讯结 构的发展，逐步克服了规约的标准化，过去 各种计算机系统不能互相通讯的“孤岛”现 象，这种高速公路交通控制与管理系统使得 交通管理部门的自动化水平大大提高，不仅 能控制和管理某个交而且也能控制和管通 设备，使理整个区域的交通:高速套路变通控制与管理系统结构图2设备，数据采集和控第一层：得整个区域的 交通状况得是整个高速公路交通制层，以改 善，提高交通量，减少这一与控制系统的最 低层.交通事故。完层直接与交通设备相 连，高速公路交通控制与交通信息成以下功 能：的系l管理系统采用了如图采集：道路交通 量、道路占每一层作为上一层统结构，车型 分类、有率、车辆速度、接受上一

10、层的控制 的基础，天气信息：车辆间距.同时将 控制结和管理指令，道路截面的温度、湿度、 风各控制参数和管理信息果、力、雾天能见 度等气象信各层完成的返送到上一层，收费 信息：各收费息.功能如图所示。交通 车道的收费资料.控制：控制车道控制器、可路变情况板、 限速板.特定点路面参面养护信息：弯说、 变形、局部裂缝、（数）.平整度、磨耗等.第二层：通讯链路层，速度、密度、流量特 征分提供相应的通讯线路，保证析.车辆跟 踪特征分析，车道分布特征分析，以及交通 交通信息的相互传递.量预测. 事故预测、分用光纤、微波组 成的开放式析、处理等安全分析决交通管理 信息网络。采用策. 交通控制策略的选 / T

11、CP/IP,NETBEUI、IPX 择：主线控制、进 口或出口 SPX等标准网络协议.控制、 交通走廊控制。微波或双绞线组成用光纤、 采的开放式交通控制网络，高速公路交通控 制与翌、用RS232、RS485BITBUS管理系 统的计算机网等工业标准协CAN BUS络系 统结构议。高速公路交通控制与第三层： 交通管理层，管理系统是分层次的分布给高 速公路交通控制与管式大型综合控制与管 理的理中心提供交通控制信息，交通管理系统，是建立在计同时给各职能部门提供交算 机网络基础上的.可以通管理信息.收费 管说.计算机网是高速公路交理.办公管 理.财务管通控制与管理系统的核心， 理.路面养护管理.路所以

12、一个高速的、 可靠的、交通调度计征管理管理.实用的、 分层次的和分布式交通实时信息划管理 等的计算机网络系统是高速交通量、天 气等()。管理公路交通控制与管理系统交通 控制决策第四层：的保证。用高级应用软 件分析整层，提个高速公路的交通信息.供 交通控制和管理的策交通量特征分析： 略.收费信思.亦会骨恩,妹务偌息路面舞护值息、聒正管理倍息、交通调隅计划野JS辱你交通监姓岳盅(交诡址,天气等) 要有人口匝道控制、主线控制、通道控制等， 此外还有一系列管理措施。1建公路入口匝道控制高速公路人口匝道控制一种应用最广泛的 控制策略。其基本目标是控制高高速公路交通控制与管理系统的计算机速公3路的交通需求

13、，在高峰高速公路的 络系统结构交通控制24交通量期间控制进人高速策略 公路的车辆数目使高速公本交通拥挤是高 速公路交通流能运行在最佳状路交通控制 所要解决的主态附近。其本质是应用最优为 尽量避免和要问题之一，控制理论，求解最 优人口流必须采取相减少交通拥挤，量，使 特定的性能指标最如果扩建现有的应的措施优，同时满足特定高速公路当然可以提高 通行能公路，交通流量模型力，但通常要受到经济、环及各状态变量上 下界的约一般是不可境等条件制钩，束。人 口匝道控制可采用匝行的。为此，应开发和 推广道定时调节控制、匝道系统更加各种控 制与管理措施，控制，匝道感应交汇控制和 合理地利用现有高速公路匝道封闭几种

14、方法。资施，避免常发性拥挤，及1.1匝道定时调 节控制时地处理消除偶发性拥挤，匝道定时调节控 制是使高速公路始终运行在畅在匝道上使 用交通信号灯，通、安全的状态，保证其应 根据已有的交通流检测数目前高速公有的 服务水平。据，把一日分为若干个时路采用 的交通控制策略主每个时段内交通流状况 段，1.4匝道封闭近于不变，在每个时段内采 匝道封闭通过道栏或对用一组不变的八日 流量，交通标志等，进人车辆实行计量控制。 匣在高峰交通流量或特殊情况下把某些人 道=交通量的范围在正常交口匝道关闭。通 量和某个合理最小变通匝道封闭缺乏灵活 性，缺点多于优点，一量之间，其目的是为 改善高般情况下不宜采用。速公路主

15、线的 交通状况和2保证车流汇合时的安全，有高 速公路主线交通控制 高速公路主线交通控制效。就是当道路交通需求接近1.2匝道系统控 制通行能力时对主线上交通匝道系统控制 就是将流进行调节与诱导，一系列匝道集中 起来作为使之比较均匀、稳定。这种主线控 一个整体统一考虑控制的制对常发性和偶 发性交通其限流根据整个系统系统。拥挤都 是有效的。的交通量与通行能力之差常用的 主线控制确定。与匝道定时调节控制l方法 有主线调节、速度控制、优相比，匝道系统 控制的 车道使用控制设驾驶员信息系统等。 点是能够兼顾整个系统。2.1.匝道感应交汇控制 主线调节1.3主线 调节主要是根据就匝道感应交汇控制，输入 的交

16、通需求和上游的是在高速公路主线上 和匝通行船力，根据实时道上安装检测器， 对经由主线入口进人高速公路控制路段的 检测数据信息，通过控制器交通实行控制， 或中心计算机确定适时的使该段下游高建 公路能保持期望的服它可以预最优人口调 节事。务水平，或对载客率较高的防和消除 常发性拥挤及偶合用客车给予优公共汽车、 发性拥挤。.向的车道中辟出一条车道 先通行权。作为 专用车道。车道使用控制 高峰时间过2.2. 后，可恢复为通用。车道使用控制不仅是 一种而且也是合紧急控制手段，高速公路交 通控制系2理分流车辆，减少拥挤，提统的 发展趋势高道路通行能力和向公共交通控 制系统的控制合用车辆提供优先服交通、策 略经历了从静态到动态、务的手段。常