交通监控设施剖析

1、 车辆检测器是信息采集系统的重要外设，也车辆检测器是信息采集系统的重要外设，也是目前道路交通信息采集的主要手段之一。是目前道路交通信息采集的主要手段之一。根本功能根本功能 可采集各车道通行状态、车流速度和密度、可采集各车道通行状态、车流速度和密度、车型判断、行驶速度与装载高度违章等信息。车型判断、行驶速度与装载高度违章等信息。 车辆检测器信息采集通常采用非接触式，车辆检测器信息采集通常采用非接触式，按工作原理分为不同种类。按工作原理分为不同种类。 如：感应式如：感应式 反射承受式反射承受式 对射承受式对射承受式模拟或模拟或数字信号数字信号现现场场处处理理控控制制中中心心第一页，共59页。 车辆

2、检测器主要由三部分组成。车辆检测器主要由三部分组成。检测部件检测部件 直接安装于道路沿线用于信号采集的各类直接安装于道路沿线用于信号采集的各类装置，如：地感线圈，安装于地下；红外或装置，如：地感线圈，安装于地下；红外或超声波接收装置，安装于两侧立面。超声波接收装置，安装于两侧立面。感应式感应式检测器检测器第二页，共59页。 包括各类信号放大器、馈线电缆等。首先包括各类信号放大器、馈线电缆等。首先将采集单元获得的感应信号进展过滤、放大，将采集单元获得的感应信号进展过滤、放大，并以一定的形式输送到处理器。并以一定的形式输送到处理器。信号处理部件信号处理部件 承受来自放大单元的各类电、磁信号，并承受

3、来自放大单元的各类电、磁信号，并将其转换成数字信号，便于长间隔将其转换成数字信号，便于长间隔 输送。输送。 检测器通过车辆经检测器通过车辆经过埋在路面下的环行过埋在路面下的环行线圈所引起的电感变线圈所引起的电感变化，检测车辆的存在化，检测车辆的存在第三页，共59页。环形线圈感应环形线圈感应 利用车辆经过造成磁感效应造成电动势输利用车辆经过造成磁感效应造成电动势输出的微量变化，用以表达车辆的通过和存在。出的微量变化，用以表达车辆的通过和存在。电磁感应电磁感应 装置中调协电子系统产生一定频率的高频装置中调协电子系统产生一定频率的高频电流，通过线圈绕组时获得恒定的电感信号。电流，通过线圈绕组时获得恒

4、定的电感信号。永磁元件感应永磁元件感应 采用永磁元件和一定匝数的线圈，车辆经采用永磁元件和一定匝数的线圈，车辆经过时造成磁场变化在线圈内产生感应电动势而过时造成磁场变化在线圈内产生感应电动势而获得交通信号。获得交通信号。 注意：永磁探头对静止车辆无效。注意：永磁探头对静止车辆无效。第四页，共59页。 利用感应线圈来检测车辆速度是目前世界利用感应线圈来检测车辆速度是目前世界上技术较为成熟的车辆检测方法。上技术较为成熟的车辆检测方法。作用作用 获得路面交通流获得路面交通流 量、占有率、速量、占有率、速 度等数据。度等数据。 判断道路阻塞情况。判断道路阻塞情况。 利用外场信息发布利用外场信息发布 系

5、统发出警告。系统发出警告。3米米2米米2米米2米米2米米行车方向行车方向第五页，共59页。 在同一车道的道路路基段埋设一组在同一车道的道路路基段埋设一组2 2个感个感应线圈，每组感应线圈与多通道车辆检测器相连。应线圈，每组感应线圈与多通道车辆检测器相连。 车辆先后经过两个线圈时，由于线圈电感量的车辆先后经过两个线圈时，由于线圈电感量的变化，车辆的通过状态将被检测到，并将其传输给变化，车辆的通过状态将被检测到，并将其传输给车辆检测器进展采集、放大、计算、存储、上传。车辆检测器进展采集、放大、计算、存储、上传。 通过状态信号：通过状态信号： 车辆存在与否车辆存在与否 前后时间间距前后时间间距 特征

6、量车轴距、轮宽、质量等特征量车轴距、轮宽、质量等第六页，共59页。 环形线圈安装是埋设于车道路面或车道地下。环形线圈安装是埋设于车道路面或车道地下。 根据检测器工作原理不同，检测部件可置于车根据检测器工作原理不同，检测部件可置于车道的地下、地面、两侧、上空等位置。道的地下、地面、两侧、上空等位置。 如：反射式、对射式检测装置由于反响间隔如：反射式、对射式检测装置由于反响间隔 较较 大，一般都设置于车道各个立面。大，一般都设置于车道各个立面。 由于感应式车辆检测器产生感应效应的有效距由于感应式车辆检测器产生感应效应的有效距离较小通常不超过离较小通常不超过1 1米，因此车道上安装是理米，因此车道上

7、安装是理想的选择。想的选择。第七页，共59页。防水、防腐处理防水、防腐处理 车道地下或路面的环境较为恶劣，因此感应车道地下或路面的环境较为恶劣，因此感应线圈包括各种探头设计、施工等过程都应考线圈包括各种探头设计、施工等过程都应考虑放水、防腐保护层。虑放水、防腐保护层。技术处理技术处理 安装调试注意采取防干扰措施。安装调试注意采取防干扰措施。 检测器安装的四周假设存在天然磁场、大型感检测器安装的四周假设存在天然磁场、大型感应固定设施、环境噪声、内磁场等都会造成设备应固定设施、环境噪声、内磁场等都会造成设备功能下降，应采取一定隔离措施。功能下降，应采取一定隔离措施。第八页，共59页。感应式检测装置

8、感应式检测装置对射式红外车辆对射式红外车辆超高检测系统超高检测系统反射射式微波反射射式微波车辆检测系统车辆检测系统行驶行驶方向方向地感地感线圈线圈第九页，共59页。检测准确，设备工作稳定，适应各种恶劣检测准确，设备工作稳定，适应各种恶劣 的自然气候条件；的自然气候条件；相关设计、制造技术成熟、产品具有较高相关设计、制造技术成熟、产品具有较高 性能价格，利于大批量使用；性能价格，利于大批量使用；安装、维护工艺复杂安装、维护工艺复杂 在车道上开槽埋设线圈由于软基问题、在车道上开槽埋设线圈由于软基问题、路面维护问题等，容易造成线圈损坏率，维路面维护问题等，容易造成线圈损坏率，维护工作量和费用相对较大

9、。护工作量和费用相对较大。第十页，共59页。 电、磁信号非音、视频，现场信号直观。电、磁信号非音、视频，现场信号直观。因此在交通异常告警容易造成消息滞后。因此在交通异常告警容易造成消息滞后。 监控人员常担忧数据错误而难于立即决监控人员常担忧数据错误而难于立即决策，因此需要一些可视的辅助手段。策，因此需要一些可视的辅助手段。合适高等级公路不合适城市道路合适高等级公路不合适城市道路 中国正在大力建立高速公路，环形线圈中国正在大力建立高速公路，环形线圈将在密集的高速公路网上发挥其越来越重要将在密集的高速公路网上发挥其越来越重要的作用。的作用。第十一页，共59页。 高速公路主线是高速公路主线是相对于高

10、速公路匝道及周边集散道路而相对于高速公路匝道及周边集散道路而言的概念。言的概念。它既包括立交与立交之间的普通路段，也包它既包括立交与立交之间的普通路段，也包括大桥、隧道等特殊路段。括大桥、隧道等特殊路段。 保证主线交通畅通是高速公路监控系统的根本任保证主线交通畅通是高速公路监控系统的根本任务，因此，主线监控系统是整个高速公路监控系统的务，因此，主线监控系统是整个高速公路监控系统的根底。根底。第五节第五节 主线控制主线控制第十二页，共59页。 合理、有效地对交通干线监控，是局域公路合理、有效地对交通干线监控，是局域公路或公路网畅通的根底保证。或公路网畅通的根底保证。 主线控制是道路监控最根本的一

11、种，其详细主线控制是道路监控最根本的一种，其详细施行取决于道路的交通特性。施行取决于道路的交通特性。 区域管理体制：管理体制、方式的差异区域管理体制：管理体制、方式的差异 地理环境：平纵曲线、穿插、分合流量地理环境：平纵曲线、穿插、分合流量 环境气象：尘、湿、雾、冰环境气象：尘、湿、雾、冰 交通量差异：随机性与必然性概率交通量差异：随机性与必然性概率 13第十三页，共59页。 1、系统的一般构成、系统的一般构成 采集子系统、提供子系统、控制中心三大部采集子系统、提供子系统、控制中心三大部分。分。车辆检测器车辆检测器环境气象检测环境气象检测 电视电视其他设施其他设施采采集集系系统统交通流状态交通

12、流状态计数、测速、各类违章计数、测速、各类违章道路环境能见度道路环境能见度路面湿度、冰冻路面湿度、冰冻隧道照明、隧道照明、CO检测检测紧急信息的音、像传输紧急信息的音、像传输各类部分的特殊需求各类部分的特殊需求采集系统外场采集系统外场设备配置根据设备配置根据见见P151P151表表5 52 2系统的配置规模根据道路交通特性和系统功能强弱而定。系统的配置规模根据道路交通特性和系统功能强弱而定。第十四页，共59页。电子公示板电子公示板活动交通标志活动交通标志车道控制装置车道控制装置 根据控制路段性质不同，相关提供系统构成、根据控制路段性质不同，相关提供系统构成、设置方位不同。设置方位不同。一般公路

13、：关键路段、道口、立交口等一般公路：关键路段、道口、立交口等高速公路：进出口及效劳区不同位置，按不同高速公路：进出口及效劳区不同位置，按不同 间距屡次显示封闭、高速。间距屡次显示封闭、高速。大桥、隧道大于大桥、隧道大于1km：根据当前交通状况对：根据当前交通状况对 过往车辆进展不同的限速及环境检测等。过往车辆进展不同的限速及环境检测等。专用设备专用设备关键位置关键位置第十五页，共59页。 规定的工作寿命；规定的工作寿命； 安装、使用的平安性；安装、使用的平安性； 工作的可靠性。工作的可靠性。 外场设施多处于自然环境之中，选用时必须外场设施多处于自然环境之中，选用时必须考虑产品的全天候适应才能，

14、并充分考虑设备考虑产品的全天候适应才能，并充分考虑设备安装后维护、维修的方便性。安装后维护、维修的方便性。 目前外部设备设计程度都比较成熟，应重点目前外部设备设计程度都比较成熟，应重点考察的是质量问题。考察的是质量问题。第十六页，共59页。 根据详细需求，监控中心常有两种控制方式。根据详细需求，监控中心常有两种控制方式。集中控制集中控制 较单一的控制，用于里程较短，沿途桥、隧较单一的控制，用于里程较短，沿途桥、隧少，所有交通信息便于迅速、准确的协调处理。少，所有交通信息便于迅速、准确的协调处理。多级控制多级控制 公路里程长，含有重要桥梁、隧道、多路汇公路里程长，含有重要桥梁、隧道、多路汇交中心

15、、沿途地质气候复杂等。交中心、沿途地质气候复杂等。 针对各关键点详细情况，通常要设立专门控针对各关键点详细情况，通常要设立专门控制中心，可以独立运行。制中心，可以独立运行。第十七页，共59页。 由于道路沿线各类重要构筑都直接影响交由于道路沿线各类重要构筑都直接影响交通干线的畅通状况，因此子控制中心一般也视通干线的畅通状况，因此子控制中心一般也视为主线控制的一部分。为主线控制的一部分。例如：多路汇交处控制中心例如：多路汇交处控制中心 重要桥梁控制中心、重要桥梁控制中心、 隧道控制中心隧道控制中心第十八页，共59页。控制目的控制目的 保持所控制道路交通的畅通。保持所控制道路交通的畅通。 主线控制系

16、统硬软件设置，应针对道路使主线控制系统硬软件设置，应针对道路使用过程可能出现的问题进展设计和安装。用过程可能出现的问题进展设计和安装。例如：例如： 事故多发路段事故多发路段各种感应、视频等各种感应、视频等 多路汇交处多路汇交处匝道控制匝道控制 隧道隧道照明检测、大气防毒检测照明检测、大气防毒检测第十九页，共59页。实际交通量远小于设计交通量实际交通量远小于设计交通量 偶发交通事件一般不会造成交通阻塞，对总偶发交通事件一般不会造成交通阻塞，对总体交通无直接影响，但影响正常交通。体交通无直接影响，但影响正常交通。实际交通量接近设计交通量实际交通量接近设计交通量 偶发事件一般会造成交通阻塞。偶发事件

17、一般会造成交通阻塞。实际交通量接近或到达饱和实际交通量接近或到达饱和 道路上无意外也会随机造道路上无意外也会随机造成交通阻塞。成交通阻塞。第二十页，共59页。 根据上述交通状态不同，道路控制系统功能根据上述交通状态不同，道路控制系统功能可分针对性为三个等级：可分针对性为三个等级：一级控制一级控制初级阶段，用于交通量小的干初级阶段，用于交通量小的干 线，仅对重要路段进展信息采集。线，仅对重要路段进展信息采集。二级控制二级控制中级阶段，设置沿线信息采集，中级阶段，设置沿线信息采集， 检测、判断重要路段交通状况，并检测、判断重要路段交通状况，并 以此为根据进展主线控制。以此为根据进展主线控制。三级控

18、制三级控制高级阶段，用于交通量大且接近高级阶段，用于交通量大且接近 饱和，加强主线控制及其他控制。饱和，加强主线控制及其他控制。第二十一页，共59页。注意：注意：1 1、高速公路监控系统就是高速公路管理系统的根本控制、高速公路监控系统就是高速公路管理系统的根本控制单元，无论哪一等级，对于偶发性交通异常事件和交通阻单元，无论哪一等级，对于偶发性交通异常事件和交通阻塞，及时组织救助和疏散都是监控系统应有的根本功能。塞，及时组织救助和疏散都是监控系统应有的根本功能。2 2、在高速公路监控系统建立初期，必须考虑将来交通、在高速公路监控系统建立初期，必须考虑将来交通量增长对监控系统的要求，即监控系统功能

19、的技术先量增长对监控系统的要求，即监控系统功能的技术先进性和功能可扩展性。进性和功能可扩展性。第二十二页，共59页。 在过去的在过去的3030余年内，我国高速公路从无到余年内，我国高速公路从无到有，并以极快的速度迅速增长。由于人、财、物、有，并以极快的速度迅速增长。由于人、财、物、技术等因素的限制，目前绝大部分公路干线的技术等因素的限制，目前绝大部分公路干线的主线控制系统是不完善甚至是溃缺。主线控制系统是不完善甚至是溃缺。 在交通流量较大和趋于饱和的地域，急需道在交通流量较大和趋于饱和的地域，急需道路监控系统的建立和完善。路监控系统的建立和完善。 已施行主线控制的干线能到达一定的自动化已施行主

20、线控制的干线能到达一定的自动化功能，一旦出现意外，相关管理部门都将以最功能，一旦出现意外，相关管理部门都将以最会快的反映，通过各种渠道进展处理和救助。会快的反映，通过各种渠道进展处理和救助。第二十三页，共59页。 高速公路是区域交通关键通道，我国主线控高速公路是区域交通关键通道，我国主线控制目前多用于交通量大的主要干线。制目前多用于交通量大的主要干线。 正常情况下高速公路营运更倾向管理，交通正常情况下高速公路营运更倾向管理，交通参与者按需行驶以便于充分发挥道路的效率，参与者按需行驶以便于充分发挥道路的效率，但交通出现异常事故、饱和拥堵时必须加但交通出现异常事故、饱和拥堵时必须加以严格限制。以严

21、格限制。维持自然维持自然状态状态严格限制严格限制与管理与管理适时控制适时控制矛盾矛盾引导引导建议建议提示提示警告警告诱导诱导限制限制第二十四页，共59页。 警告、诱导、限速是主线控制体系最根本的警告、诱导、限速是主线控制体系最根本的控制手段，在出现交通异常时将发挥以下作用：控制手段，在出现交通异常时将发挥以下作用： 及时发现交通异常事故、饱和、气候及时发现交通异常事故、饱和、气候 处理并反响控制指令救援、清理、疏通处理并反响控制指令救援、清理、疏通 防止交通事故和二次事故防止交通事故和二次事故实现有效控制的前提：实现有效控制的前提： 适时、自动、准确采集主线交通信息适时、自动、准确采集主线交通

22、信息 及时处理并正确判断及时处理并正确判断第二十五页，共59页。主要设备：沿线分布的各类车辆检测器主要设备：沿线分布的各类车辆检测器采集的信息：交通量、车速、车流密度等采集的信息：交通量、车速、车流密度等检测点分布：按需要密布，常规间隔检测点分布：按需要密布，常规间隔 300 300800800米米 详细间距取决于控制中心对数据的处理方法详细间距取决于控制中心对数据的处理方法和道路单方向交通量大小。流量小间距小和道路单方向交通量大小。流量小间距小高速公路高速公路封闭性封闭性连续性连续性经济性经济性实用性实用性在重点路段在重点路段设置检测点设置检测点第二十六页，共59页。加里福利亚算法加里福利亚

23、算法P152P152式式5 51 1 根本思想：根本思想： 比较同一时段相邻检测器数据比较同一时段相邻检测器数据 比较同一检测器相邻时段数据比较同一检测器相邻时段数据双指数平滑算法双指数平滑算法P152P152式式5 52 2根本思想：根本思想： 对车道单向断面检测数据作序列分析对车道单向断面检测数据作序列分析 建立以检测参数为变量的平滑函数建立以检测参数为变量的平滑函数 观测自变量变化对平滑函数值的影响观测自变量变化对平滑函数值的影响第二十七页，共59页。感知时间感知时间 从承受信息进展处理到获得结论所消耗的时从承受信息进展处理到获得结论所消耗的时间，原那么上越快越好。间，原那么上越快越好。

24、判断准确率判断准确率 详细算法测出异常事件的百分率。详细算法测出异常事件的百分率。判断失误率判断失误率 详细算法误测出异常事件的百分率。详细算法误测出异常事件的百分率。第二十八页，共59页。 准确的信息采集准确的信息采集 密布车辆检测器，在重要路段获取数字信息。密布车辆检测器，在重要路段获取数字信息。 合理的算法及相应的检测点分布合理的算法及相应的检测点分布 理论说明，要保证上述三项指标，车辆检测器理论说明，要保证上述三项指标，车辆检测器按按300300800800米间距分布为宜。米间距分布为宜。 视频检测为辅助手段视频检测为辅助手段 自动控制中视频的数字化转换非常复杂，外部自动控制中视频的数

25、字化转换非常复杂，外部设备性能要求高，目前世界上大部分控制难以做设备性能要求高，目前世界上大部分控制难以做到视频检测。到视频检测。 第二十九页，共59页。事件的检测判断是在监控中心进展的，判断的结果如事件的检测判断是在监控中心进展的，判断的结果如发现异常，那么通过设置在重点路段前的可变情报板和发现异常，那么通过设置在重点路段前的可变情报板和可变限速标志进展告警、途径诱导和车速限制，以便缓可变限速标志进展告警、途径诱导和车速限制，以便缓解阻塞，防止二次事故的发生。解阻塞，防止二次事故的发生。第三十页，共59页。根本原理根本原理 在道路交通量接近饱和时，用限制行车速度来在道路交通量接近饱和时，用限

26、制行车速度来稳定主线上交通流量。稳定主线上交通流量。通通行行能能力力交通量交通量速度关系曲线速度关系曲线 交通量接近饱和交通量接近饱和时要通过进步行车速时要通过进步行车速 度来解决。度来解决。第三十一页，共59页。 车速诱导的重要根据是平安车头间距，有关计车速诱导的重要根据是平安车头间距，有关计算见算见P153P153式式5 53 3。 其影响因素包括人、车、路、速度几方面。其影响因素包括人、车、路、速度几方面。 道路上实际车头间距可由检测系统采集的交通道路上实际车头间距可由检测系统采集的交通量信息经处理获得。量信息经处理获得。交通量交通量车速车速车流密度车流密度平安平安车头间距车头间距实际实

27、际车头间距车头间距实际实际测量测量当时最正确当时最正确行车速度行车速度施行施行车速车速诱导诱导比照比照第三十二页，共59页。 为获得相关交通参数，在控制路段应密布车辆为获得相关交通参数，在控制路段应密布车辆检测器，每个车道上设置信息发布装置，并在有检测器，每个车道上设置信息发布装置，并在有条件的路段安装闭路电视。条件的路段安装闭路电视。车辆检测器间距：车辆检测器间距：500500800m800m信息发布装置间距：信息发布装置间距：100010001500m1500m闭路电视：特殊地点闭路电视：特殊地点第三十三页，共59页。 道路特殊情况主要针对环境和气候：道路特殊情况主要针对环境和气候：道路设

28、计的特殊性桥、隧等特殊构道路设计的特殊性桥、隧等特殊构筑筑 地形、路面、道路设计参数等对行地形、路面、道路设计参数等对行车的不利车的不利造成事故多发。造成事故多发。 设置固定限速标志、雷达测速装置等。设置固定限速标志、雷达测速装置等。 根据道路的控制等级，装备必要根据道路的控制等级，装备必要的设施：的设施：一级一级信息采集，及时理解交通状信息采集，及时理解交通状况。况。二级二级信息采集，及时反响处理，信息采集，及时反响处理，对非常事对非常事 件要求立即判断、决策，并监件要求立即判断、决策，并监视施行。视施行。三级三级加强交通信息采集、反响、加强交通信息采集、反响、处理、监处理、监督、施行的方法

29、和手段。督、施行的方法和手段。第三十四页，共59页。 完好、统一的控制体系应单独设立控制子控完好、统一的控制体系应单独设立控制子控制中心进展管理。但目前由于我国技术、经济的制中心进展管理。但目前由于我国技术、经济的开展状况，必要时可列为主线控制的范围。开展状况，必要时可列为主线控制的范围。气候状况的特殊性气候状况的特殊性 大雾路段、冰冻路段、可能污染路段等。大雾路段、冰冻路段、可能污染路段等。 目前高速公路对气候状况的检测和控制尚无目前高速公路对气候状况的检测和控制尚无很好的方法，条件允许的情况下通常是增加特殊很好的方法，条件允许的情况下通常是增加特殊路段可变交通标志的安装密度。路段可变交通标

30、志的安装密度。第三十五页，共59页。 城市道路、高速公路、城市高架路等的结合部，由于交通流量随时间发生规律性的方向变化所施行的一种交通控制。道路变向控制条件： 两地主要的、最近的通道； 两端存在相联通的快速通道，且其通行才能 大于单向、变向车道通行才能之和； 两地具有足够的交通及交通工程设施； 两向流量比到达三七开的比例。第三十六页，共59页。 高速公路、快速路、高架路等与城市干线连高速公路、快速路、高架路等与城市干线连接的路段，由于统一的作息时间，导致单向交通接的路段，由于统一的作息时间，导致单向交通顶峰顶峰3 3：7 7以上。以上。甲地甲地乙地乙地变向车道变向车道快速车道快速车道交通交通设

31、施设施交通交通设施设施快速车道快速车道瓶颈路段瓶颈路段正常六车道，各向三车道正常六车道，各向三车道早顶峰，向东四车道，向西二车道早顶峰，向东四车道，向西二车道晚顶峰，向东二车道，向西四车道晚顶峰，向东二车道，向西四车道第三十七页，共59页。变向车道控制系统构成变向车道控制系统构成 车道控制车道控制 需在变向车道上方设置双面、双向红色及绿需在变向车道上方设置双面、双向红色及绿色箭头车道控制标志。在预定时间开启相应信号色箭头车道控制标志。在预定时间开启相应信号标志。标志。第三十八页，共59页。 可变车道导向标志可变车道导向标志 两端点应设置两端点应设置可变车道导向标志可变车道导向标志，使变向车道上

32、行驶，使变向车道上行驶的车辆逐步向不变向车道上行驶。此种标志的设置位置要的车辆逐步向不变向车道上行驶。此种标志的设置位置要离变向车道入口点足够远，且标志的设置足够多、足够明离变向车道入口点足够远，且标志的设置足够多、足够明显，使变向车道上的车辆有足够时间，以适应速度变化，显，使变向车道上的车辆有足够时间，以适应速度变化，逐步汇入非变向车道。逐步汇入非变向车道。第三十九页，共59页。在在A A、B B两端还应设置疏导信号设施，使顶峰时期的大量两端还应设置疏导信号设施，使顶峰时期的大量车辆可迅速驶离瓶颈路段。车辆可迅速驶离瓶颈路段。考虑到变向车道控制路段的重要性及一定的危险性，应设考虑到变向车道控

33、制路段的重要性及一定的危险性，应设置闭路电视监视此路段交通。尤其应重点监视置闭路电视监视此路段交通。尤其应重点监视A A、B B两端点的两端点的交通集合、分流状况。交通集合、分流状况。第四十页，共59页。 通过对高速公路入口匝道的控制，用以辅助主通过对高速公路入口匝道的控制，用以辅助主线控制的有效施行。线控制的有效施行。 当道路交通量趋于饱和时，主道上将随机出现当道路交通量趋于饱和时，主道上将随机出现不同程度的交通阻塞，此时只有通过控制各匝道入不同程度的交通阻塞，此时只有通过控制各匝道入口车辆数进展调节和控制，必要时关闭匝道入口。口车辆数进展调节和控制，必要时关闭匝道入口。 此时主线控制本身已

34、无法解决此时主线控制本身已无法解决 就独立高速公路而言，匝道控制主要是对高速就独立高速公路而言，匝道控制主要是对高速入口匝道控制。入口匝道控制。第四十一页，共59页。 车辆从入口匝道驶入快速路的过程分解为两车辆从入口匝道驶入快速路的过程分解为两个阶段：个阶段： 第一阶段车辆从匝道进入加速车道第一阶段车辆从匝道进入加速车道 第二阶段车辆从加速车道汇入主线第二阶段车辆从加速车道汇入主线 匝道控制即根据主匝道控制即根据主线交通详细条件，对线交通详细条件，对两个阶段阶段施行有两个阶段阶段施行有效控制。效控制。匝道入口匝道入口行车方向行车方向42第四十二页，共59页。 当道路交通量趋于饱和时，主道上将受

35、各种当道路交通量趋于饱和时，主道上将受各种偶尔因素影响出现不同程度的交通阻塞，此时偶尔因素影响出现不同程度的交通阻塞，此时依靠主线控制本身已无法解决。依靠主线控制本身已无法解决。 根据详细交通条件，入口匝道控制方法一般根据详细交通条件，入口匝道控制方法一般只选用上述多种方法中的一种，目前国内、国只选用上述多种方法中的一种，目前国内、国际尚无相关的标准。际尚无相关的标准。匝道控制趋势：匝道控制趋势： 灵敏转换控制方式，综合各种方式的优点，灵敏转换控制方式，综合各种方式的优点，到达预期控制目的。到达预期控制目的。43第四十三页，共59页。 消除或减少干道阻塞，尽量缩短主干线系统内消除或减少干道阻塞

36、，尽量缩短主干线系统内所有车辆的行程时间。所有车辆的行程时间。2 2、控制干线交通流突变、控制干线交通流突变 引导汇入车流量的平滑过渡，必要时将干线外引导汇入车流量的平滑过渡，必要时将干线外车辆延误、分散到周边各次干线。车辆延误、分散到周边各次干线。3 3、防止或减轻汇流干扰、防止或减轻汇流干扰 进步匝道交通流汇入干线的速度和平安性。进步匝道交通流汇入干线的速度和平安性。4 4、调节车流状态、调节车流状态 通过车型、行程控制，改善车流状态，减轻饱通过车型、行程控制，改善车流状态，减轻饱和状态下干线交通的环境干扰。和状态下干线交通的环境干扰。44第四十四页，共59页。三、匝道控制原理及条件三、匝

37、道控制原理及条件1 1、原理及策略、原理及策略 主线上造成的延误转移到匝道入口延迟策略主线上造成的延误转移到匝道入口延迟策略 过量的交通需求转移到其他道路分散策略过量的交通需求转移到其他道路分散策略上游交通上游交通量实际需求量实际需求下游交通下游交通才能判断才能判断隔离带隔离带车道车道匝道匝道匝道交通匝道交通量需求量需求汇流处汇流处第四十五页，共59页。 进展匝道控制不管采用分散或延误策略，都应进展匝道控制不管采用分散或延误策略，都应全面考虑道路、匝道构造、车型分布、公众言论等全面考虑道路、匝道构造、车型分布、公众言论等实际因素。一般有以下方式：实际因素。一般有以下方式：维持固有交通形式维持固

38、有交通形式 匝道入口车数量等于出口车数量匝道入口车数量等于出口车数量 对没有出口的匝道入口理论上不允许车辆进对没有出口的匝道入口理论上不允许车辆进入，但实际操作的时候可以根据前后出口的状况限入，但实际操作的时候可以根据前后出口的状况限制进入车辆数。制进入车辆数。 本控制方式合适主线超流量运行的场合，是本控制方式合适主线超流量运行的场合，是分散策略和延误策略的综合。分散策略和延误策略的综合。第四十六页，共59页。 当干线处于部分饱和的情况，可能导致部分拥当干线处于部分饱和的情况，可能导致部分拥挤带来的全线通行才能下降。挤带来的全线通行才能下降。 此时控制匝道出入，可平衡入高速的流量，提此时控制匝

39、道出入，可平衡入高速的流量，提高维持干线交通才能。高维持干线交通才能。第四十七页，共59页。车辆、车型平衡车辆、车型平衡 当干线内因车辆行程、车型存在部分的不平衡当干线内因车辆行程、车型存在部分的不平衡时，也容易造成拥挤。时，也容易造成拥挤。 全面控制进入高速的不同车型、不同行程，使全面控制进入高速的不同车型、不同行程，使之仍呈自然分布状态。之仍呈自然分布状态。考虑公众影响的控制方案考虑公众影响的控制方案 原那么上是从大局出发，有时要牺牲个体利益，原那么上是从大局出发，有时要牺牲个体利益，此时必须做好解释工作。此时必须做好解释工作。48第四十八页，共59页。 匝道现有条件决定了匝道控制的详细方

40、式及到达匝道现有条件决定了匝道控制的详细方式及到达预期的控制效果。预期的控制效果。有其他具有通行才能的通道供选择有其他具有通行才能的通道供选择 其他平行高速或一般道路、下游出口有可利用的其他平行高速或一般道路、下游出口有可利用的 通行才能等。系统存在余量通行才能等。系统存在余量匝道控制空间条件匝道控制空间条件 采取延误策略，匝道控制范围必须存在足够的车采取延误策略，匝道控制范围必须存在足够的车辆存储空间。辆存储空间。 综合考虑现有控制条件，方能获得有效的控制，综合考虑现有控制条件，方能获得有效的控制，使入口匝道控制到达应有的控制效能。使入口匝道控制到达应有的控制效能。第四十九页，共59页。调节

41、率的概念调节率的概念 干线下游通行才能与上游交通需求之差。干线下游通行才能与上游交通需求之差。 综合考虑上游交通需求和下游交通才能来确定综合考虑上游交通需求和下游交通才能来确定本匝道车辆允许汇入干道的数量和密度参数。本匝道车辆允许汇入干道的数量和密度参数。 即准入的时间或间隔即准入的时间或间隔目的和原理目的和原理 目的：通过控制需求量大于通行才能的概率，目的：通过控制需求量大于通行才能的概率， 从而减轻或消除干线阻塞。从而减轻或消除干线阻塞。 原理：根据最大汇流条件，阻止下游的无序汇原理：根据最大汇流条件，阻止下游的无序汇 流，确保干线饱和或大流量运行时的匝道汇流，确保干线饱和或大流量运行时的

42、匝道汇 流平安。流平安。 第五十页，共59页。根本思想：根本思想： 调节率下游通行才能上游需求量调节率下游通行才能上游需求量 详细计算应还考虑匝道的通行才能线型、详细计算应还考虑匝道的通行才能线型、视距、加速车道长度、汇入车辆的类型、干道视距、加速车道长度、汇入车辆的类型、干道汇流有效间距等。汇流有效间距等。第五十一页，共59页。 1 1、关闭匝道、关闭匝道 一种分散策略，最简单有效的控制方式。其灵敏性小、一种分散策略，最简单有效的控制方式。其灵敏性小、 限制性大，使用不当会增加替代道路的负担。限制性大，使用不当会增加替代道路的负担。 使用条件：使用条件： 匝道存储量缺乏；匝道存储量缺乏； 干

43、线交通量饱和；干线交通量饱和； 替代道路有足够的通行才能；替代道路有足够的通行才能； 这是一种临时、简单、有效的应急措施，一般情这是一种临时、简单、有效的应急措施，一般情况不可经常或长时间使用。况不可经常或长时间使用。第五十二页，共59页。 根据匝道当前交通量的实际需要和以往需根据匝道当前交通量的实际需要和以往需求的容量关系确定匝道调节率。求的容量关系确定匝道调节率。关键问题：合理选择定时信号的周期。关键问题：合理选择定时信号的周期。 类似城市道路平交路口信号灯相位设计。类似城市道路平交路口信号灯相位设计。优点：施行的控制符合本匝道统计规律，工优点：施行的控制符合本匝道统计规律，工 作稳定可靠，合适大多数时段的控作稳定可靠，合适大多数时段的控 制，驾驶人便于适应。制，驾驶人便于适应。缺点：不能适应干线交通状况的变化，出现缺点：不能适应干线交通状况的变化，出现 意外时应临时改变控制策略。意外时应临时改变控制策略。53第五十三页，共59页。 综合考虑匝道前方干线实际交通情况及匝道上综合考虑匝道前方干线实际交通情况及