多級路網(wǎng)交通速度控制方法與流程

本發(fā)明涉及交通控制領(lǐng)域，尤其涉及一種多級路網(wǎng)交通速度控制方法。

背景技術(shù)：

隨著社會的發(fā)展，公路交通發(fā)揮著極為重要的作用，但是，現(xiàn)代社會中，汽車的數(shù)量也在逐漸增加，這就使得公路路網(wǎng)承受著極大的壓力，甚至造成擁堵，并且汽車的擁堵也成為了現(xiàn)代社會中的一個世界性難題。

現(xiàn)有技術(shù)中，對于公路交通的壓力緩解一般采取如下手段：第一方面，采用增加路網(wǎng)的方式，即新建道路，這種方式成本高，實時難度大，而且并不能有效地解決城市擁堵的問題，第二方面，通過交通管控的方式進(jìn)行，這也是目前主要的手段，但是，現(xiàn)有技術(shù)中的控制方法中，難以實現(xiàn)通行效率以及通行速度的兼顧，難以實現(xiàn)路網(wǎng)交通的有效協(xié)調(diào)。

因此，為了解決上述問題，亟需提出一種新的控制方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種多級路網(wǎng)交通速度控制方法，能夠有效兼顧通行速度以及通行效率，從而確定出最佳的車輛行駛速度并進(jìn)行相應(yīng)的控制，利于城市道路的交通狀況的改善。

本發(fā)明提供的一種多級路網(wǎng)交通速度控制方法，包括如下步驟：

s1.對需要管理的目標(biāo)路網(wǎng)按照設(shè)計速度進(jìn)行路段劃分，構(gòu)建目標(biāo)路網(wǎng)的集合x，其中，x＝(x1，x2，…，xi，…，xn)，i＝1,2，…，n；

s2.獲取目標(biāo)路段xi的設(shè)計速度vi以及交通流量qi；

s3.構(gòu)建交通效能函數(shù)并根據(jù)交通效能函數(shù)求解交通效能為最大值時所對應(yīng)的車輛最佳速度，將速度v控制在車輛最佳速度范圍內(nèi)，其中，α>0，β^*>0，k為交通密度，v為目標(biāo)路段的平均車速，α、β由交通密度k與區(qū)間平均車速v在交通流中所占的權(quán)重。

進(jìn)一步，步驟s3中，根據(jù)交通效能函數(shù)，構(gòu)建交通效能函數(shù)的最大值求解模型：

第一模型：

將該模型對v進(jìn)行求導(dǎo)得：

并令此時交通效能最大，可得目標(biāo)路段的最佳平均車速其中，vf為自由流速度，km為目標(biāo)路段最大流量時的密度，kj為阻塞密度。

進(jìn)一步，步驟s3中，根據(jù)交通效能函數(shù)，構(gòu)建交通效能函數(shù)的最大值求解模型：

第二模型：

將改模型對v進(jìn)行求導(dǎo)得：

并令此時交通效能值為最大，并且可得最佳平均速度：

進(jìn)一步，車輛在目標(biāo)路段的平均車速的控制范圍為

進(jìn)一步，交通密度k與區(qū)間平均車速v在交通流中所占的權(quán)重根據(jù)如下方法確定：

如當(dāng)前目標(biāo)路段關(guān)注度為車輛速度對交通效能的貢獻(xiàn)時，則取β>α；

如當(dāng)前目標(biāo)路段關(guān)注度為交通量對交通效能的貢獻(xiàn)時，則取α>β。

本發(fā)明的有益效果：通過本發(fā)明，能夠有效兼顧通行速度以及通行效率，從而確定出最佳的車輛行駛速度并進(jìn)行相應(yīng)的控制，從而保證多級路網(wǎng)中各路段均處于最佳通行效率范圍內(nèi)，利于城市道路的交通狀況的改善。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實施方式

圖1為本發(fā)明的流程圖，如圖所示，本發(fā)明提供的一種多級路網(wǎng)交通速度控制方法，包括如下步驟：

s1.對需要管理的目標(biāo)路網(wǎng)按照設(shè)計速度進(jìn)行路段劃分，構(gòu)建目標(biāo)路網(wǎng)的集合x，其中，x＝(x1，x2，…，xi，…，xn)，i＝1,2，…，n；

s2.獲取目標(biāo)路段xi的設(shè)計速度vi以及交通流量qi；

s3.構(gòu)建交通效能函數(shù)并根據(jù)交通效能函數(shù)求解交通效能為最大值時所對應(yīng)的車輛最佳速度，將速度v控制在車輛最佳速度范圍內(nèi)，其中，α>0,β>0，β^*＝α+β，k為交通密度，根據(jù)目標(biāo)路段的交通流量和路段的長度確定，單位為輛/km，v為目標(biāo)路段的平均車速，α、β由交通密度k與區(qū)間平均車速v在交通流中所占的權(quán)重，在交通流中，平均車速的權(quán)重大，那么交通密度的權(quán)重會減小，如果平均車速的權(quán)重變小，那么交通密度的權(quán)重增大，通過本發(fā)明的方法，能夠有效兼顧通行速度以及通行效率，從而確定出最佳的車輛行駛速度并進(jìn)行相應(yīng)的控制，利于城市道路的交通狀況的改善。

本實施例中，步驟s3中，根據(jù)交通效能函數(shù)，構(gòu)建交通效能函數(shù)的最大值求解模型：

第一模型：

將該模型對v進(jìn)行求導(dǎo)得：

并令此時交通效能最大，可得目標(biāo)路段的最佳平均車速其中，vf為自由流速度，即不同路網(wǎng)等級下的設(shè)計速度，km為目標(biāo)路段最大流量時的密度，kj為阻塞密度。

步驟s3中，根據(jù)交通效能函數(shù)，構(gòu)建交通效能函數(shù)的最大值求解模型：

第二模型：

將改模型對v進(jìn)行求導(dǎo)得：

并令此時交通效能值為最大，并且可得最佳平均速度：

車輛在目標(biāo)路段的平均車速的控制范圍為

本實施例中，交通密度k與區(qū)間平均車速v在交通流中所占的權(quán)重根據(jù)如下方法確定：

如當(dāng)前目標(biāo)路段關(guān)注度為車輛速度對交通效能的貢獻(xiàn)時，則取β>α；如當(dāng)前目標(biāo)路段關(guān)注度為交通量對交通效能的貢獻(xiàn)時，則取α>β。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。