（交通信息工程及控制专业论文）高速公路路网事件的信息发布及救援策略研究.pdf

摘要 摘要 近1 0 年来，我国高速公路快速发展，一些经济较为发达的钳份( 如江苏省、浙江省等) ，省内的 高速公路路网( 以下简称竹域路划) 骨架已经初步形成。然i 耵不幸的是，高速公路在促进国民经济快 速增长的同时也带米了一些负面的效应( 交通事故、交通堵塞、环境污染、及生态破坏等) ，其危害后 果将直接影响到人k 的生命财产安全与社会的经济稳定。 本论文以省域路网事什( 指省高速公路路网内的突发事什，主要指路网内突发性的交通事故和恶 劣天气) 的信息发布与救援策略为研究对象，借鉴了交通流理论、运筹学、交通安全学与交通工程学 的相关内容，以交通t 程学为基础，结合现有江苏省高速公路信息发布及紧急救援系统的特点，分析 了省域路网神：突发事1 t 二r 的信息发布策略，l ：针对各种不同的突发事件提出相应的紧急救援流程和紧 急救援预案。力求以最短的时间将路网内突发事件的危害后果控制存虽小范围内。 本论义共分为四个部分，第一部分概述田内外高速公路的信息发却及紧急救援现状，提山本论文 的研究内容及技术路线；第部分针对国内信息发布系统的发展及应t q ；现状，分析省域路网上的交通 特性，提出r 省域路网信息发布系统的结构、纰成、信息发布策略，对信息发和设备的布设进行了优 化，总结了发布信息时应该注意的事项等，为后面省域路网在突发事件r 的信息发布及救援策略研究 提供必要的基础；第二部分针对突发事件后引发事件路段卜游的交通拥挤，提山两种不同的诱导策略， 分别是而向群体的诱导策略和面向个体的诱导策略，可以作为近、远期的诱导策略，诱导驾驶员辟快 驶山拥挤路段。第四部分对重、特大交通事故l 卜f 的救援策略和恶劣天气f 的救援策略分别进行了研究， 内容包括相应的紧急救援流群和救援预案，为省路网调度总中心在突发事什下紧急救援方案的制定提 供参考。 在论文的晟后，本文还提出了f 一步有待研究的内粹，包括面向个体考虑动态需求的信息发布策 略、考虑心理闪紊的紧急救援预案等研究内容，为今后的研究确定方向。 关键词：省域路网；路网信息发布系统；诱导信息：信息发布策略；紧急救援策略 东南_ 人学删l 学位论文 a b s t r a c t i nt h er e c e n t10y e a r s ，c h i n a sf r e e w a yh a sb e e nd e v e l o p e dq u i c k l y i ns o m ea f f l u e n c ep r o v i n c e s t h e n e t w o r ko ff r e e w a ya n de x p r e s s w a yh a sc o m ei n t o b e i n g h o w e v e r , w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc h i n a s e c o n o m y , f r e e w a yh a sa l s ob r o u g h tm u c hn e g a t i v ee f f e c t ，t h a ti s ，t r a f f i ca c c i d e n t s ，t r a f f i cj a m s ，e n v i r o n m e n t p o l l u t i o na n dz o o l o g yb r e a k a g ea n ds oo n ，w h i c hw i l lb r i n gi n f l u e n c el o s s e so fl i f ea n db e l o n g i n g s ，a n d e c o n o m i cs t a b i l i z a t i o no fs o c i e t ya sw e l l t h i sd i s s e r t a t i o nm a i n l ys t u d yf r e e w a yn e t w o r ki n f o r m a t i o ns y s t e ma n du r g e n tr e s c u ei n f l e e w a y a c c i d e n t sa n du s et h ec o n t e n to ft r a f f i cf l o wt h e o r y , o p e r a t i o n a lr e s e a r c h t r a f f i cs a f e t yr e s e a r c ha n dt r a m c e n g i n e e r i n gr e s e a r c h w i t ht h eb a s eo ft r a f f i ce n g i n e e r i n gr e s e a r c h ，u s ca r r a n g e m e n ta n a l y s i sm e t h o d ， o p t i m i z a t i o nc o n t r o lm e t h o d ，e t c ，a n di n c o r p o r a t ec h a r a c t e r i s t i co fi n f o r m a t i o ns y s t e ma n du r g e n tr e s c u e s y s t e m ，t h i sd i s s e r t a t i o na n a l y z et h ei n f o r m a t i o np r o m u l g a t es t r a t e g i e si naa c c i d e n ta n dp r e s e n tu r g e n tr e s c u e p r o c e d u r ea n dp r o j e c t t h co u t c o m eo fa c c i d e n tc a nb ec o n t r o l l e de f f e c t i v e l ya n d1 0 s si sm i n i m i z e d t h i sd i s s e r t a l i o ni sd i v i d e dj n t of o u rp a r t s f i r s t l y i tr e f e r sa n da n a l y z e sr e l a t i v ef r e e w a yi n f o r m a t i o n s y s t e ma n du r g e n tr e s c u es y s t e mb o t hj nh o m ea n da b r o a d ，a n dp u t sf o r w a r dt h er e s e a r c hc o n t e n ta n d a p p r o a c h e so ft h i st h e s i s s e c o n d l yi td e s i g n si n f o r m a t i o ns y s t e mo fp r o v i n c e sf r e e w a yn e t w o r k ，w h i c h i n c l u d ep u t sf o r w a r df r e e w a yi n f o r m a t i o ns y s t e m sf r a m e w o r k ，c o m p o s e ，i n f o r m a t i o np r o m u l g a t es t r a t e g i e s a n ds o f t w a r ed e s i g n ，e t c ，t h e s er e s e a r c h e sc a np r o v i d et h ei n d i s p e n s a b l eb a s ei no r d e rt os t u d yu r g e n tr e s c u e s t r a t e g i e s t h i r d l yi ts t u d i e si n f o r m a t i o np r o m u l g a t es t r a t e g i e so fp r o v i n c ef i e e w a yn e t w o r ka f t e rat r a f f i c a c c i d e n th a sh a p p e n e d ，i tl o d g et w od i f f e r e n tk i n d so fi n d u c e m e n t s t r a t e g i e s ，t h a ti s f a c et oc o l o n y i n f o r m a t i o np r o m u l g a t ea n df a c et oi n d i v i d u a li n f o r m a t i o np r o m u l g a t e ，t h e mc a nb eu s ea si n d u c e m e n t s t r a t e g i e si nt h en e a ra n dl o n gf u t u r e f o u r t h l yi ts t u d i e su r g e n tr e s c u es t r a t e g i e so fp r o v i n c ef r e e w a yn e t w o r k a f t e rat r a f f i ca c c i d e n th a sh a p p e n e d i tc a nb ed i v i d e dt w op a r t sw h i c ha r er e s c u es t r a t e g i e su n d e rf a t a lt r a f f i c a c c i d e n ta n dr e s c u es t r a t e g i e su n d e ra t r o c i o u sw e a t h e r a l lt h et w op a r t si n c l u d er e s c u ef l o wa n dr e s c u e c o u n t e rp l a n t h ef u t u r es t u d yf o l d sa r ep u tf o r w a r di nt h el a s tp a r to ft h ep a p e r , i ti n c l u d e st h es t u d yo ff a c i n gt o i n d i v i d u a li n f o r m a t i o np r o m u l g a t es t r a t e g i e sa n du r g e n tr e s c u es t r a t e g i e st h a tt a k ei n t oa c c o u n tm e n t a t i o n ， e t c k e yw o r d s ：p r o v i n c ef r e e w a yn e t w o r k ；f r e e w a yn e t w o r ki n f o r m a t i o ns y s t e m ；a b d u c t i o ni n f o r m a t i o n i n | b r m a t i o np r o m u l g a t es t r a t e g y ；u r g e n tr e s c u es t r a t e g y 东南大学学位论文独创- i 生声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注利致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了 谢意。 研究牛签名：率绛麴日期：硅型：垒五 东南大学学位论文使用授权声明 东南人学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复 印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和 纸质论文的内容相一致。除存保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办 理。 研究生签名：粗导师签名：缉 第一市绪论 1 1 研究背景及意义 1 1 1 研究背景 第一章绪论 2 0 世纪9 0 年代末期，国家为拉动内需发展国民经济，加快实施以交通能源等基础设施建设为主 要内容的重大战略调整，我国公路建设迎米了前所未有的发展机遇。从1 9 9 6 年至今我国公路特别是高 等级公路进入了跨越式发展阶段，据统计，1 9 9 8 年底，我国已建成通车的高速公路里程达6 2 5 8 公里， 位居世界第8 位，到2 0 0 4 年底，全国高速公路达到3 4 2 万公里，总里稗居世界第二，占规划里程的 一半以上”。对于一些经济较为发达的省域( 如江苏省、浙江省、山东省、广东省等) ，省域内的高速 公路路网骨架已经初步形成。省域高速公路的日趋网络化又对高速公路的安全运行状况提出了更高的 要求。 就在我国高速公路大幅增长的同时，道路交通事故的数量也在逐年上升，且高速公路交通事故具 有违章及错误操作概率高、突发性强、事故处置难度大、重特大恶性事故比例大及死亡率高等特点， 仅2 0 0 2 年高速公路上的死亡人数就达到3 3 9 9 人，平均每百公里高速公路死亡人数为1 6 9 人 9 1 。交通 事故致死率一直居高不下，均在3 0 左右，与发达国家3 的致死率尚存在很大著距，这是由于我国 高速公路从开通返营到现在才十几年的历史，紧急救援体系发展很不完善的缘故。根据法国民防部门 的统计”u j ，同样伤势的重伤员，在3 0 分钟内获救，其生存率为8 0 ，6 0 分钟内获救，其生存率为4 0 ， 在9 0 分钟内获救，其生存率仅为1 0 以下。由此可见，事故发生后尽快施救，缩短被困伤员的获救 时间，是降低事故死亡率的关键。 有专家曾对中国部分高速公路进行调研，结果显示到目前为j t ，中国还有5 9 6 的高速公路部门 没有建立救援联动机制”q 。中国目前对交通事故的发现大多是依靠路旁的紧急电话和交警巡逻，因而， 发生重大交通事故后，难免造成事故处理的延误。因此，在高速公路上应用监视系统和视频检测器等 一些比较先进的检测手段，来配合常规的检测方式是1 常必要的。另外，专业人员的缺乏和各部门配 合不协调也造成了事故处理效率降低。据统计，目前我国大部分已通车的高速公路交通景不是很高， 但交通安全已面临巨大的压力。因此，从快速处理路网内出现的突发事件、减少因事件造成的损失及 其诱发二次事故的可能性来看，建立省域路网紧急救援系统的工作刻不容缓。 1 1 2 研究意义 省域内开展高速公路路网的信息发布及紧急救援t 作，有利于充分发挥高速公路路网的整体效益， 有效处理各种突发性事件下和恶劣天气时的路网安全运行问题，提高路网的整体服务水平。因此。改 善现有的安全保障体系，充分发挥高速公路信息发布及紧急救援系统的作川显得尤为重要。高速公路 信息发布系统及紧急救援系统是高速公路交通安全保障体系的主要组成部分，是确保行车安全的有效 手段。 1 2 国内外研究发展状况 高速公路交通事故除有一般道路交通事故的共同危害外，还有其本身的特点，即致死性创伤多， 死亡率高。故无论国内还是国外都对高速公路的信息发布及紧急救援研究特别重视。 1 2 1 国外的研究发展现状 i t s 是借助信息技术对传统的道路交通运输系统的一次变革在一些发达的欧美国家，高速公路 网络已经比较成熟和完善，二十世纪9 0 年代以来。研究发展i t s ，更好的利用现有基础设施，提高高 第1 页 东南大学硕t 学位论文 速公路运行质荤和服务水平是欧美国家研究发展的重点，也是未来交通发展的必然方向美国、欧洲 和日本在i t s 的很多领域都走在了世界的前列。 美国1 9 9 1 年美国国会通过了“综合地面运输效率方案”( i s t e a ) ，1 9 9 4 年美国提出了i t s 的7 个 服务领域( 即7 个系统) 】：先进的交通管理系统、出行信息服务系统、商用车辆运营系统、电子收 费系统、公共交通运营系统、应急管理系统、先进的车辆控制系统。对交通信息采集、处理，分析、发 布系统的研究也很早t 在各个城市道路和高速公路上有广泛应用，它综合利用交通信息系统、定位系 统和智能化交通分析与选线系统，使交通参与者变被动为主动，使驾驶员对即将面l 艋的交通环境有足 够的了解，并做出正确的选择，从而改善交通拥堵，最大限度地提高路网的通行能力。以洛杉矶为例， 洛杉矶的交通信息采集、处理，分析、发布系统可以实现以下功能 i l l ：先进的地理信息平台，交通管 理的所有信息均建立在该平台上，能够处理、查询、分析、显示各种静态与动态的交通信息；交通 信息采集与处理系统，包括实时数据检测、数据校验、数据融合；基于地理信息系统得w e b 信息发 布系统，发布的内容包括交通拥堵信息、突发事件、视频监控图像。该系统体系完整，从智能化的信 息采集、处理剑智能化的信号控制和信息发布已建立起完整的城市交通管理体系，是一种一体化的交 通管理解决方案。 日本的车辆信息和通信系统( v e h i c l ei n f o r m a t i o na n dc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，简称v i c s ) i l l ，就是 一个十分成功的i t m s 应用项目。v i c s 是目前付界上规模较大，实际使用价值较高的道路交通信息系 统之一，是日本一家带有半官方性质的交通信息处理、发布中心。城市道路和高速公路的道路交通堵 塞、车辆行经道路的旅行时间、交通事故、道路施工、车速及停车诱导等交通实时信息，通过道路上 设置的检测装置分别由警察部门和高速公路管理部门负责提供。v i c s 将上述收集的信息编辑、帮理 成为调频，“播、电波信标、光信标等能够发布便于车载设备接收的交通信息m ，包括有文字显示型和 以地理信息系统为基础的简易| ! f i 形型、地图显示型三种可供驾驶员使用的信息。 由于发达国家高速公路建设通行较早，对高速公路交通事故和伤员的急救研究有5 0 多年的历史， 已经形成了完整的紧急救援体系。美国通过立法建立了以加强现场急救为主的社会急救医疗体系。澳 大利砸通过卫生、交通运输、t 程、教育、法律、汽车工业、制酒业和新闻媒体多方通力协作，包括 安全带法，头盔法，限制饮酒等降低交通事故和人员伤亡。目前巴西已经建立“帮助道路使用者系统” ( u a s ) 。国际上每两年召开一次国际意外及交通医学学术会议专题研究和讲座交通事故及人员伤亡问 题，使交通事故和所致人员伤亡得到明显遏制，死亡率甲现进行性下降之势。 总之，在高速公路路网基本建成以后，国外发达国家都把提高高速公路通行能力和服务水平作为 重点的研究对象和目标，信息发布及紧急救援系统的建设是实现其目标的重要途径。 1 2 2 国内的研究发展现状 我国高速公路交通监控系统也处于起步阶段，但随着高速公路的迅猛发展，以及车流量的不断增 加，监控系统越来越显示出在高速公路交通管理与控制中不可取代的地位。目前，我国已开通的高速 公路都有一定规模的监控系统，有少数高速公路已经基本实现了全线监控( c c t v 视频监控) ，如南京 机场高速公路、苏嘉杭高速公路等。 上海市高架路上车辆检测器的密度也达到了间距i k m ；对于新建的高速公路，监控系统的设计和 建设基本上与高速公路建设同步进行“w 。但监控系统外场设备( 包括信息采集系统和信息发布系统) 数目少、密度小，不能满足i t s 先进的监控系统的实际需要；监控中心一般都有相应的监控系统软件 对外场设备采集的数据进行初步处理和统计，但目前的信息管理软件在数据处理方面功能设计较为简 略，缺少对实时数据的挖掘，不能为值机人员和路网调度部门提供直接廊_ h j 的相关指标【l ”。 北京市实时动态交通流信息采集、处理，分析、发布系统”示范工程在北京市交管局的领导下顺利 建成，该系统的功能实现基于g i s 平台，按照使用对象的不同可以分为对内显示子系统和对外发布子 系统，对内显示子系统得_ h j 户为交通管理者，系统将数据处理结果在内部网上发布，各业务处室根据 拥有的权限对系统进行访问。对外发布子系统的_ i j 户为驾驶员，系统将有关的交通信息通过i n t e r n e t 、 交通电视、广播及显示大屏幕等形式向驾驶员发布，共驾驶员查询”“。该系统可实现的功能如下： 用红绿黄分别表示不同的交通状态，绿色表示此路段交通正常、黄色表示中度拥堵、红色表示严重拥 第2 页 第一章绪论 堵；实时详细的交通信息查看，点击“断面信息”可以显示选中路段当天的交通信息( 包括旅行时 间、流量、速度和占有率等信息) ；历史详细交通数据查看，系统提供按照日历进行查询功能，系统 可输出用户选定日期的交通信息：旅行线路的显示，系统可以按照_ 户设定的线路起点和终点，输 出可行路径并计算旅行时问北京市信息发布系统的实施可以实现首都交通管理从简单静态管理到智 能动态管理的转变，便于交通静态及动态信息在最大范围内，最大限度地被驾驶员、驾驶员、交通管 理者所共享和利用，从而实现整个交通系统的动态优化运行 我国高速公路交通事故的调查研究也处于起步阶段，还没有形成高速公路的交通事故紧急救援体 系。目前大部分高速公路管理部fj 都有事故及恶劣天气处理预案，有的省公路局也都对省内发生的交 通事故进行调查研究、紧急救援的现状与对策等立项。以陕两省为例，就有“陕西省高速公路交通事 故危害调查研究”、“陕西省高速公路交通事故伤员院前急救的现状和对策”和“陕西省高速公路交通 事故伤亡调查和院前急救研究”等多个课题立项。这些课题不但包含了省内高速公路交通事故的原因 分析、伤员的特点，死亡原因、院前急救现状及存在的主要问题，而且探讨如何建立高速公路交通事 故紧急救援体系，不断提高伤员救治成功率。 总之，目前国内的高速公路信息发布系统的建设还处于发展初期，在突发事件下，信息发布的范 围也只局限于一条高速公路，对省域高速公路路网的信息发布还没有开展研究，对省域路网的紧急救 援研究很少，相应的紧急救援预案还没有建立。 1 3 主要研究内容 在现状调研的基础上，结合目前高速公路信息发布及紧急救援系统的现状，提出省域路网信息发 布系统的体系结构，是将省域内的高速公路及部分主要的干线公路结合组成路网，通过在路网内布设 信息采集设备，将采集到的实时交通信息传输剑信息处理系统进行处理，并及时地将结果发布到路网 上的可变情报板和可变限速标志，通知驾驶贝日前省域路网上实时的交通运行状况，诱导驾驶员优化 行车路线。在发生突发事件下，诱导驾驶员进行分流和采取相应的紧急救援预案，将事件造成的损失 降到最小并有效防止发生二次事故。实现路网运输效益的最久化，提高整个路网交通运输的社会效益。 主要研究内容如f ： 1 省域路网内信息发布系统的设计 省域路网信息发布系统的建立就是为使用省域高速公路的驾驶员在出行前或旅行中能够获得实时 的诱导信息，以便为其行车或分流提供诱导，快速、高效的剑达目的地。 针对国内外信息发布系统的发展及应_ l j 现状，分析省域路网上人、车、路及环境的特点，提出省 域路网信息发布系统的结构、组成、发布策略及发布设备的布设，为建立适合我国国情的省域路网信 息发布系统作一些理论性的探讨，同时为后面的在突发事件下紧急救援预案提供必要的基础。 2 省域路网在突发事件下的信息发布策略研究 突发交通事件后，事件路段的通行能力减小，事件地点上游将发生交通拥挤现象，必然造成行车 延误。正常情况下的诱导信息不再适用，此时采取什么样的诱导策略，才能够有效缓解省域路网内的 交通拥挤，是本章研究的主要内容。 就目前我国省域路网及车辆上的使用设备而言，主要采_ h j 的是面向群体的信息发布方式，但远期 发展目标是面向个体的信息发布方式。故本章从两个方面进行研究：面向个体和面向群体的信息发布 策略。 3 省域路网在突发事件下的救援策略研究 在突发事件下，省域路网信息发布系统可以看作为紧急救援系统的一个组成部分，为省城路网上 的交通流提供实时交通拥挤、事故或天气信息，并为不熟悉路线的驾驶员及时地发布分流路径。同时 还戍采取其他的紧急救援策略，本章分为重特大交通事故下的救援策略和恶劣天气下的救援策略研究。 包括相应的紧急救援流稃和救援预案。 第3 页 东南人学碗f j 学位论文 1 4 研究技术路线 本论文研究首先利用学校的图书馆资源以及网络资源查阅并收集了大量的基础资料进行理论准 备；其次从实践出发，深入江苏省京沪高速公路淮安调度中心、宁杭高速公路监控中心和南京机场高 速公路监控中心等进行了实地调研，收集了大量现场数据资料，并了解在突发事件下各监控中心的信 息发布及紧急救援现状，分析目前省域路网在突发事件下的信息发布及紧急救援存在的问题。研究中， 笔者借鉴了交通浼理论、运筹学、交通安全学与交通1 二程学的相关内容，以交通工稗学为基础，结合 现有江苏省信息发布系统的特点，分析了突发事件下省域路网的信息发布策略，并针对各种不同的突 发事件提出相应的紧急救援流稃和紧急救援预案。 技 末 路 线 理论基础卜一 交通流理论、运筹学、交通安伞学，交通二r 程学 现场调研h京沪高速调度中心、宁杭1 岛速和机场高速监控中心 省域路嘲的信息发布系统的设计 省域路嘲在突发事件下的信息发布策略研究 省域路嘲右突发事件下的救援策略研究 图1 1 论文研究技术路线 交通事故下的救援策略 恶劣天气下的救援策略 第4 页 第- 二章省域路网内信息发布系统的设计 第二章省域路网内信息发布系统的设计 省域路网信息发布系统是将省域内的高速公路及部分主要的干线公路结合组成路网，进行统一监 控的综合信息发布系统，通过在路网上布设信息采集设备，采集到实时的交通信息和气象环境等信息， 及时地传输到信息处理土机进行处理，并将结果及时地发布剑路网上的可变情报板和可变限速标志等 设备上，通知驾驶员目前全省域路网上的实时的交通运行状况，对省域路网上的交通流进行调节和优 化，同时还可将信息发布到网站上或通过交通广播电台发布信息，调节路网上的交通需求，实现路网 资源分配的优化，有助于提高路网交通运输的经济效益。 2 1 省域路网信息发布系统概述 省域路网信息发布系统是省域路网监控系统的一个重要组成部分，是当前高速公路主要采取的控 制手段，它直接引导驾驶员控制车速，选择行车路线，了解前方交通情况，以便防止交通拥挤和交通 事故的发生。 2 1 1 省域路网监控系统的组成 从省域路网调度总中心的功能来看，对突发性交通事件的管理是路网监控的重点，同时因为事件 管理是伴随着各种高新技术的出现而不断发展的，所以也是其中的技术难点。因此需要建立、健全一 个功能完善、应急反应迅速的监控和管理系统来减少突发事什造成的损失，该系统由4 个子系统组成： 省域路剐脓控系统 一1 x 路段航控系统卜- 一 视频检测l 下辆检测i 外场检测子系统 气象瓶测 能见度榆测 车道限制 使用紧急停靠带 可逆车道拧制 姑，道调情 匝道关闭 车道发所道拧制子系 信息发布了系统 j 诱导信息发布 紧急救援子系统 限速信息发布 出现突发事件 确定影响范围 与相邻路段监控中心协调或向路嗍 调度总中心请求协助 诱旨车辆分流 现场管理，事件清 图2 1 省域路网监控系统的组成 ( 1 ) 事什监视和检测子系统事件监视和检测子系统是路网内用来检测并确定事件性质，做出 应急反应的系统。该系统包括应急电话、车辆检测器、闭路电视监视等设施以及人工巡视、 气象检测器等。 ( 2 ) 车道及匝道控制子系统在路网内检测到事件后，为了防止拥挤的进一步严重、紧急救援 车辆的通行以及二次事故的发生，需要对车道及匝道进行有效控制。 第5 页 东南人学硕十学位论文 ( 3 ) 诱导与信息发布子系统是省域路网调度总中心及各高速公路监控中心用来向路网内车辆 的发布诱导信息的系统。当拥挤发生时，向拥挤地点上游的车辆驾驶员发布拥挤信息，同时 向驾驶员发布诱导及控制信息。没有拥挤发生时，驾驶员信息系统可以发布交通状况、天气 环境状况及道路养护作业等信息。 ( 4 ) 紧急救援子系统路网内检测到事件后，事件排除的快慢以及事件对路网交通的影响程度 取决于应急反应的快慢。应急反应包括处理故障车辆、修复被破坏的道路等。它涉及到高速 公路管理、交通管理、救护、车辆维修、道路维护等部门。建立一个反应迅速、工作能力强， 服务完善的突发性交通事故紧急救援系统至关重要。 2 1 2 信息发布系统可实现的控制策略 信息发布系统可以实现的控制策略网： ( 1 ) 路线诱导及分流：对路网中发生的交通事故或恶劣天气时，根据其影响范围在局部路网内 或省域路网内发布诱导信息及分流路线，一般情况f ，给出车道关闭信息或封路信息时， 一定要给出相应的建议分流路线，供驾驶员参考。 ( 2 ) 恶劣天气警告：对路网中发生的恶劣天气不太严重时，即没有达到相应的交通管制时，对 上游的车辆驾驶员发布警告信息；如恶劣天气很严重时，达到实施相应管制措施时，不仅 要发布信息，还要给出分流信息，请参考第一条。 ( 3 ) 排队与拥挤警告：当路网中发生排队和拥挤时，分析是常发性拥挤还是偶发性拥挤，根据 预估的拥挤持续时间确定发布信息的范围和内容。 ( 4 ) 道路施工警告：对于道路施丁和养护活动，应该通过网站或广播提前两天向社会发布，并 在可变情报板上显示道路施工警告和车道占用信息，必要时给出车辆绕行路线。 ( 5 ) 可视距离警告：在黄昏或雨雾天气，根据路政现场目测或路上能见度仪测得的数据，不足 2 0 0 m 时，发布警告信息，必要时给出限速指令。 ( 6 ) 事件警告：当路网中发生事件时，根据预估的事件处理时间或影响范围确定发布信息的 范围和内容。 ( 7 ) 隧道和桥梁控制：在隧道或大桥的入口前方，设置可变情报板和可变限速标志对进入隧道 和桥梁的车辆进行控制，发布隧道内或桥梁上的交通状况信息和相应的限速指令。 ( 8 ) 车道限制：当路上出现事故或养护施工需要占用一个或多个车道时，应该发布车道限制信 息和原因。必要时给出相应分流路线。 ( 9 ) 速度限制：当出现拥挤或恶劣天气时，给出相应的限速指令，同时附上简短的限速原因。 ( 1 0 ) 环境警告、污染状况：当高速公路经过村庄或城镇时，在适当地点发布环境警告信息，禁 止鸣笛。 ( 11 ) 交通信息：发布常规交通信息，告诉驾驶员前方的交通状况。 ( 1 2 ) 安全信息：在黄昏、黎明或夏天等容易发生交通事故时候，发布交通安全信息，提醒驾驶 员谨慎驾驶，体现交通的人性化管理。 ( 1 3 ) 公路调节控制：通过主线高速公路的可变限速标志，调节主线上的交通流，使其均匀、稳 定地运行，提高道路的通行能力。 ( 1 4 ) 节假日交通：在节假日时，交通流运行状况和平时不太一样，要注意分析各个不同节假日 的特点，针对不同的节假日发布不同的诱导信息。 2 2 省域路网信息发布系统设计 2 2 1 管理体系结构 由于省域已建的各高速公路路段大多都是采用三级管理体系，监控中心、监控分中心和沿线外场 监控设备；故路网监控的体系结构应采用四级管理体系 2 7 1 ：省域路网调度总中心，高速公路监控中心、 第6 页 第一市省域路m 内信息发布系统的设计 路段监控分中心( 含干线监控) 及外场发布设备。路网信息发布的管理体系结构如f 图所示： 圈 匦五固 图2 - 2 省域路网信息发布的管理体系结构 各高速公路监控中心直接管理所辖各路段监控分中心，路段监控分中心直接管理该路段沿线外场 设备。如果高速公路内发生交通拥挤或突发性事件，那么高速公路监控中心会将本高速公路内的信息 标志、主线控制、匝道控制和相关交叉口控制等进行协调控制、动态组合。整个路网管理体系具有纵 向联系、横向阻隔的特点。即同一层面之间的管理单元( 中心、分中心、外场设备) 不存在越级交义， 只有相邻层面的管理单元才具有交且的权限。同一层面的管理单元的只能进行间接交互，即通过上一 层面的管理单元来协调。 通常情况下，省域路网调度总中心将各路段的道路监控权限授权给各高速公路监控中心，由各高 速公路监控中心独立执行本高速公路内的日常监控事务处理。省域路网调度总中心对路网中各高速公 路的部分监控设施具有直接控制权，具有路网监控系统的最高控制级别，由路网调度中心决定路网中 各高速公路监控中心对所辖路段的控制权限。路网调度中心的集中监控主要体现在对主要控制点或瓶 颈地段的部分外场设备的控制权限上，主要包括对遥控摄像机、可变情报板、可变限速标志等监控设 施的控制。在特殊情况f ( 包括重要车队通过、严重交通堵塞、或者严重的异常气候影响等) ，发生了 紧急事件或者突发事件时，涉及剑相邻高速公路，甚至局部或整个路网的车辆运行，影响整体路网通 行能力时，路网调度总中心才回收控制权限，从路网的角度进行协调控制。 2 2 2 系统的组成 1 省域路网调度总中心 省域路网调度总中心从整个路网角度出发，协调各路段监控中心的监控措施，以使交通在整个路 网中分布均衡。协调主要体现在以f 几个方面捌： ( 1 )为各路段监控中心提供与其相交的枢纽的交通运行怙况，并协助或指导与枢纽相关的路段 监控中心制定监控方案。 ( 2 )利川收集的o d 资料和交通时空分布资料，协助各路段监控中心制定监控策略，以消减常 发性事件的威胁。 ( 3 ) 利用收集剑的周围道路交通情况，指导各路段监控中心诱导交通流，以尽快消除突发性事 件的影响。 ( 4 ) 随着交通晕的增长，将计算全路网运行性能最优指标，实现路段监控的集成控制，促使交 通流在路网上分布均衡，从路网角度提供驾驶信息服务。 2 信息发布中心 信息发布中心是路网中各路段监控中心的一个组成部分，信息发布分中心是监控分中心的一个组 成部分。它主要由计算机组成的局域网组成，在信息发布中心，常设有管理人员_ h j 于监视的人屏幕投 第7 页 蚤 东南人学硕上学位论文 影仪和地图板。所有信息发布设备当前显示内容均可有选择的在这些显示设备上提供给管理人员。 3 信息发布的外场设备 ( 1 ) 可变情报板 在可变情报板上发布诱导信息，能够及时地向路网用户提供充分、可靠、实时的交通信息，从而 减少高速公路的常发性拥挤、堵塞，降低高速公路突发性事故发生的概率。提高高速公路营运的安全 性。 ( 2 ) 可变限速标志 可变限速标志只能显示限速值、可变限速信息标志可以轮翻显示限速值和4 个汉字的限速理由， 后者具有如下二个优点： 驾驶员知道限速理由后，会对这一限速更加重视，而严格执行这一限速。 限速原冈( 如雾) 出现在相领二块可变限速板之间某一路段时，驾驶员可在通过这一路段( 雾区) 后，立即恢复原速度，而不需要在看剑远处的f 一限速标志前恢复速度。从而提高道路交通 量。 ( 3 ) 电话系统 驾驶员利用车载电话或移动电话从信息发布中心获得交通信息。 ( 4 ) 无线电广播 利用汽车收音机收听广播获得交通信息，在交通节目时间里，高速公路附近广播电台转播信息发 布中心播放的交通信息，每次，“播一般为l 一5m i n 。 ( 5 ) 路旁无线电j “播 在路旁架设无线电发射装置，以调频或调幅方式发送交通信息，驾驶员可用汽车收音机收听。不 同路段可使用不同频率播放不同内容。因而其橘放信息晕大、针对性强，又不受无线电波传播影响， 其效果要优于无线电广播。 2 3 信息发布设备的布设 路网内可以用来发布信息的设备有可变情报板、可变限速标、电话系统、无线电广播及路旁无线 电广播等；目前路网内常_ 咐的主要有可变情报板和可变限速标志两类，这两类设备统称为诱导信息标 志，故本节重点讨论诱导信息标志的布设。 2 3 1 诱导信息标志的布设原则 诱导信息标志的设置形式、密度对于信息的可视性及提供的实时性有很大的影响，在信息标志设 置时要根据驾驶员在出行过稃中的行车需要，并综合考虑信息标志的设置间距、路段、路口的行车条 件等因素。应该设置在以下地点删： 1 位置原则 ( 1 )一般设置于匝道或互通立交上游1 6 到3 2 k m 处。应该在全线主要分流点互通立交的出口以 及连接不同高速公路的互通立交入口前方设置可变情报板。 ( 2 )可变情报板不应位于主要互通式立交区以内。 ( 3 )隧道入口处也廊设置可变情报板，标明隧道内部的交通状况。 ( 4 ) 在一些交通流鼍较大服务区的出入口处应该设置可变情报板。可以通知后面的车辆服务区的 泊车情况或服务状态。 2 间距原则 ( 1 )对于整个省域路网的信息发布系统来说，可变情报板之间的距离则以2 4 k m - - 4 8 k m 比较实 用。考虑到造价等原因，其数值可适当放宽。 ( 2 )在一些瓶敛路段或事故多发地段或可能引起车辆分流的重大设施( 如体育馆，大会堂、大型 厂矿企业) ，可变情报板之间的设置间距可减少剑1 2 k m 。 第8 贞 第一章省域路m 内信息发布系统的设计 ( 3 ) 可变情报板与其下游或下游的预告指路标志之间推荐的展小间距为3 0 0 m 。在标志指引方向 上如果多于两个车道应该设置得更远。当出口匝道同时设有1 6 k m 和3 2 k m 预告指路标志时，可 变情报板的推荐位置位于两个预告指路标志之问即2 4 k i n 。 ( 4 ) 当高速公路上不设预告指路标忐，出口指路标志过于靠近匝道三角区时，可变情报板可设在 出口匝道上游至少3 2 k m 处，要为驾驶员提供足够变换车道的运行时间 3 其他原则 ( 1 )如果可变情报板位于空旷地带，应该有护栏或安全栅栏保护。 ( 2 )可变情报板应该设置在养护车辆可以达剑的站点，要有容纳养护车辆停靠或驶离地方。有时 电力和通信的有效距离可能限制站点的选择。 ( 3 )对于已存在的可变情报板，如果设置位置不合理，有必要考虑重新设置。 2 3 2 诱导信息标志优化方案实例 沂淮江高速公路，不仅是京沪高速公路的主要组成部分，而且是我省特别是苏北腹地加强与兄弟 省市联系的主要通道。全长2 6 1 5 公里，经徐州、宿迁、淮阴、扬州四个市的8 县( 市) 5 6 个乡镇。 全线采用双向四车道、全封闭、全立交高速公路标准。设计行车速度每小时1 2 0 公里。沂淮江高速公 路沿线设有1 6 个互通收费站，6 个服务区，全线同步建设了通讯、收费、监控系统，有一个监控中心 一淮安监控中心，五个监控分中心，沿线有连接互通1 2 处，交叉互通5 处，这些且通是全线的交通分 流点。 图2 - 4 沂淮江高速公路信息发布设备布置图 分析沂淮江高速公路几年的交通事故原冈，通过调研的结果分析发现，部分原因是由于路上的诱 导标志设置不合理造成的，通过分析沂淮江高速全线的诱导标志，发现诱导标志设置主要存在如卜缺 点： 可变限速标志设置数量太少，设置信置也不合理，目前主要设置在互通立交两侧用以调节匝 道出入口车辆的行驶速度，其功能与普通限速标志相同，没有发挥出其在土线控制中的作用。 可变情报板设置数晕太少，且设置位置也不尽合理，故目前在发生交通事故时或恶劣天气情 况f ，可变情报板不能提供实时的诱导信息、分流信息或诱导策略。 在一些大桥、常发拥挤路段、瓶颈路段上游没有可变情报板。 第9 页 东南大学硕上学位论文 f 飞 # ， c s l s 6k 5 5 , 8 8 3 c m s 4k 5 5 + 3 5 3 沭阳南互通一 l ， c s l s 5k 5 3 + 8 8 8 k 5 0 + 3 3 3 沭阳服务区 l 沫阳j e 百通 c s l s 4k 4 4 + 8 3 8 - s l s 3k 4 3 + 5 8 3 d l rc h s 3k 4 3 + 5 8 5 l l 阴平互通 l ， c m s 2k1 4 + 7 4 9c s l s2k 1 4 ，7 4 9 新沂南互3 掣k 。 c s l s lk i l + 7 0 9 7 连徐高速 一 l 新沂东互通 7 c m e lk 8 + 5 4 9 ； # “ 图2 - 5c m s 及c s l s 现状设置图( k 0 + 0 0 0 - k 6 5 + ( x ) 0 ) 针对上述沂淮江高速诱导标志设置的不足，对全线的诱导标志进行优化改进：( 图2 5 中仅列出 k 0 + 0 ( o - k 6 5 + 0 0 0 路段的可变情报板和可变限速标志优化方案) 可变限速标志沿主线每隔5 8 k m 设置一个，考虑到工程造价问题，取下限即8 k m 设置，在 大桥上、常发拥挤路段、瓶敛路段要加密设置，服务区入口上游1 5 k i n 处设置可变限速标志。 第l o 页 下黼 第二章省域路嘲内信息发布系统的设计 f 7 1 k 5 6 + 8 0 0 k 5 8 + 5 0 0 l 沭阳南互运 1 可变情报板设置在匝道或互通立交上游1 6 到3 2 k m 处，在大桥、常发拥挤路段、瓶颈路段 上游均设置可变情报板，服务区入口上游1 s k m 处也可设置可变情报板。( 具体可参看上述 设置原则) 诱导标忠通过优化改进后，在正常运转的情况下，可以在发生交通事故时或其他突发事件下能够 有效地分流车辆和主线控制，预防常发性拥挤的发生，使车辆能够安全地行驶，实现交通延误有效减 少，增加路网的通行能力，体现出较好的运输效益。 第1 1 页 东南大学硕上学位论文 2 4 发布诱导信息时的注意事项 2 4 1 诱导信息的发布优先级别 信息优先是指在多种不同的信息同时发生的时候，最重要的信息能够确保优先显示高优先信息 比低优先信息优先显示，将滞留到当前状况发生变化。同时发生的事件有相同的优先显示权利，事件 是最靠近可变情报板的优先显示信息。影响剑路网的交通事件比路段的事件优先级别高。具体信息显 示的优先级别如下： 1 道路关闭、车道关闭及匝道关闭和紧急状态