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高速公路主线收费站可变限速控制

蒲云 胡路 蒋阳升 朱娟秀 彭博

蒲云, 胡路, 蒋阳升, 朱娟秀, 彭博. 高速公路主线收费站可变限速控制[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(5): 119-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.05.016
引用本文: 蒲云, 胡路, 蒋阳升, 朱娟秀, 彭博. 高速公路主线收费站可变限速控制[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(5): 119-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.05.016
PU Yun, HU Lu, JIANG Yang-sheng, ZHU Juan-xiu, PENG Bo. Variable speed-limit control before expressway mainline toll station[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(5): 119-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.05.016
Citation: PU Yun, HU Lu, JIANG Yang-sheng, ZHU Juan-xiu, PENG Bo. Variable speed-limit control before expressway mainline toll station[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(5): 119-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.05.016

高速公路主线收费站可变限速控制

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.05.016
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51108391

详细信息
    作者简介:

    蒲云(1962-), 男, 重庆人, 西南交通大学教授, 工学博士, 从事智能运输系统研究

  • 中图分类号: U491.54

Variable speed-limit control before expressway mainline toll station

More Information
    Author Bio:

    PU Yun(1962-), male, professor, PhD, +86-28-87601715, ypu@swjtu.edu.cn

  • 摘要: 以事故率最小为目标, 以费用与速度限制为约束条件, 建立可变限速控制优化模型, 确定可变信息板数目与相应的可变限速值。采用交通波理论模型计算可变信息板设置间距, 并利用Vissim仿真软件对模型进行验证。利用不同交通流量下的单向双车道6个收费窗口的高速公路, 进一步模拟可变限速控制与静态限速控制。试验结果表明: 在高速公路主线收费站排队广场前应设4块可变信息板, 设置间距分别为1 293、2 695、4 056m, 仿真结果与交通波理论模型计算值的相对误差最小为3.9%, 最大为9.5%;可变限速控制中, 通过车辆数较静态限速控制增长51.82%, 行程时间与排队长度分别平均缩短15.81%、18.98%, 验证了本文设计体系的合理性。

     

  • 图  1  可变限速控制示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of variable speed control

    图  2  Vissim仿真获得的最大排队长度

    Figure  2.  Maximum queue lengths obtained by Vissim simulation

    图  3  两种限速控制方法的对比

    Figure  3.  Comparison of 2 speed-limit control methods

    表  1  不同信息板数目对应的综合事故率与限速值

    Table  1.   C and vifor different message sign numbers

    n/块 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
    C/(10-6次·pcu-1·km-1) 8.80 1.51 0.93 0.76 0.68 0.63 0.59 0.57 0.56 0.55
    vi/(km·h-1) 15 70, 10 90, 60, 15 100, 70, 40, 15 100, 80, 60, 40, 10 100, 80, 60, 40, 20, 10 110, 90, 80, 60, 40, 20, 10 110, 100, 90, 80, 70, 50, 30, 15 110, 100, 100, 90, 80, 70, 50, 30, 10 110, 100, 90, 80, 60, 50, 40, 30, 20, 10
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    表  2  安全车速

    Table  2.   Safer speeds km·h-1

    v1 v2 v3 v4
    40 30 20 10
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    表  3  各检测器处的vai

    Table  3.   vaiat each detector km·h-1

    va1 va2 va3 va4
    -20 -25 -35 -45
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    表  4  各检测器附近的Ti

    Table  4.   Tinearby each detector h

    T1 T2 T3 T4
    0.250 000 0.153 846 0.071 006 0.021 848
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    表  5  各控制分区长度

    Table  5.   Length of each control zone m

    l1 l2 l3 l4
    ≥5 000+210=5 210 ≥3 846+210=4 056 ≥2 485+210=2 695 ≥1 083+210=1 293
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    表  6  Vissim仿真参数

    Table  6.   Vissim simulation parameters

    仿真时间/s 数据记录间隔/s 排队广场长度/m 单向双车道高峰流量/(pcu·h-1) 高峰流量持续时间/s 6窗口收费站服务率/(pcu·h-1) 车种结构/%
    小汽车 中型车 大型车
    3 600 50 170 3 900 1 200 2 570 75 20 5
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    表  7  交通波模型与模拟的排队长度

    Table  7.   Queue lengths of traffic wave model and simulation

    控制分区 1 2 3 4
    计算排队长度/m 5 000 3 846 2 485 1 083
    仿真排队长度/m 4 811 4 069 2 709 1 198
    相对误差/% 3.90 5.40 8.20 9.50
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    表  8  两种限速控制的Vissim仿真参数

    Table  8.   Vissim simulation parameters of 2 speed-limit controls

    控制方法 数据记录间隔/s 路段和排队广场长度/m 单向流量变动范围/(pcu·h-1) 流量持续时间/s 仿真时间/s 6窗口收费站服务率/(pcu·h-1) 车种结构/%
    小汽车 中型车 大型车
    可变限速 50 8 000, 170 1 500~2 500 3 600 3 600 2 500 65 25 10
    静态限速 50 8 000, 170 1 500~2 500 3 600 3 600 2 500 65 25 10
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  • 收稿日期:  2012-05-08

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