CN103606284A - 一种智能匝道入口交通需求联合控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于智能交通信号系统控制技术领域的一种智能的匝道入口交通需求联合控制系统及方法，该系统包括第一主路检测器、第二主路检测器、第三主路检测器、第一入口匝道检测器、第二入口匝道检测器、第一出口匝道检测器、第二出口匝道检测器、第一入口匝道指示装置、第二入口匝道指示装置、控制器。本发明方法通过检测主路上下游等不同位置和不同出入口匝道的交通流状况，根据不同位置处的交通流状况，利用两个控制器动态调节不同匝道处匝道需求的进入量，防止主路交通拥挤的产生。本发明的优点为：可以在不可行需求下保证主路交通的正常运行，也可以在可行需求下通过调整匝道的需求来减少道路的拥挤。

Description

一种智能匝道入口交通需求联合控制系统及方法

技术领域

本发明属于智能交通信号系统控制技术领域，特别涉及一种智能匝道入口交通需求联合控制系统。

背景技术

随着我国大城市经济的快速发展，机动车拥有量迅速增加，城市道路拥挤日益严重。交通拥挤带来了众多的负面影响：1）它造成了道路资源的浪费和出行者出行时间的浪费；2）它导致了交通事故的增加，也对出行者的交通安全造成了巨大的威胁；3）它增加了尾气的排放和能源的消耗。因此如何缓解城市道路上的交通拥挤已经成为交通领域的一个重要课题。而匝道控制已经成为提高道路的运行效率，缓解或者避免交通拥挤的一个有效措施。

那么随着城市道路的不断发展，交通问题的日益严重，城市交通主干路的作用也越来越重要，那么如何保证城市主干道路的畅通就成为一个主要的研究课题。而主干路的交通控制中匝道控制是最为有效的方法之一。

目前，国内外学者提出了众多有关匝道控制的策略，通过调节道路上的交通需求来减少道路的拥挤，但是他们通常选定一个固定的参数，以使道路状况综合起来考虑是较好的。张勇忠等在论文《一种新型的匝道控方法中》提出了一个需求—容量差额算法的匝道控制策略，将道路分成相应的路段，协调调节道路的匝道需求，选定了一个固定的调节系数来使道路达到最合理的状态。但是固定的调节参数针对不同的道路状况效果是不一样的。Gabriel Gomes等在文献《Behavior ofthe cell transmission model and effectiveness of ramp metering》

（Transportation Research Part C16(2008)485–513）中提出了在固定的需求下，不同的初始状态最终的演化结果是不同的，这里我们借鉴认为在较短时间内道路的交通需求是不改变的。再者，现有的匝道控制中大多考虑的是如何控制不可行的需求来进行匝道控制，很少考虑到可行需求下如何减少交通拥挤的产生。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种智能匝道入口交通需求联合控制系统及方法，其特征在于，该系统包括第一主路检测器1、第二主路检测器2、第三主路检测器3、第一入口匝道检测器4、第一出口匝道检测器5、第二入口匝道检测器6、第二出口匝道检测器7、第一入口匝道指示装置8、第二入口匝道指示装置9、控制器10；

第一主路检测器1，设置在主路上游入口匝道的上方；

第二主路检测器2，设置在主路下游入口匝道的上方；

第三主路检测器3，设置在主路下游出口匝道的下方；

第一入口匝道检测器4，设置在上游入口匝道内；

第一出口匝道检测器5，设置在上游出口匝道内；

第二入口匝道检测器6，设置在下游入口匝道内；

第二出口匝道检测器7，设置在下游出口匝道内；

第一入口匝道指示装置8，设置在上游入口匝道的辅路附近；

第二入口匝道指示装置9，设置在下游入口匝道的辅路附近；

控制器10包括中心控制器和通信模块，其中中心控制器与第一主路检测器1、第二主路检测器2、第三主路检测器3、第一入口匝道检测器4、第一出口匝道检测器5、第二入口匝道检测器6、第二出口匝道检测器7相连接；通信模块与中心控制器，第一入口匝道指示装置8和第二入口匝道指示装置9相连接。

所述第一主路检测器1、第二主路检测器2、第三主路检测器3、第一入口匝道检测器4、第一出口匝道检测器5、第二入口匝道检测器6、第二出口匝道检测器7、第一入口匝道指示装置8、第二入口匝道指示装置9都有无线通讯设备，通过无线信号来传输检测到的数据以及数据分析之后得到的控制要求。

所述第一入口匝道指示装置8、第二入口匝道指示装置9包括入口指示灯控制器、入口指示灯和交通诱导装置；入口指示灯，设置在入口匝道的辅路附近；交通诱导装置，包括交通显示屏，设置在入口匝道指示装置处。

所述第一主路检测器1、第二主路检测器2、第三主路检测器3、第一入口匝道检测器4、第二入口匝道检测器6、第一出口匝道检测器5和第二出口匝道检测器7为视频检测器，采用被动式视频采集技术。

一种智能匝道入口交通需求联合控制方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：

（1）通过查找相应的道路设计手册等历史资料和分析历史数据，获得路段的通行能力、临界密度；设定F₁，F₂分别代表上下游路段的通行能力，

分别表示上下游路段的临界密度。

（2）利用中心控制器分析由通信装置获得的各检测器的测量数据来确定道路的不同状况；

（3）针对道路的不同状况选取不同的控制方法。

所述步骤（2）中各检测器的测量数据分别为第一主路检测器1提供主路上游的流量r₀；第二主路检测器2提供上游路段的车辆密度n₁和流量flow₁；第三主路检测器3提供下游路段的车辆密度n₂和流量flow₂；第一入口匝道检测器4提供上游入口匝道的流量r₁；第二入口匝道检测器6提供下游入口匝道的流量r₂；第一出口匝道检测器5提供上游出口匝道的流量s₁；第二出口匝道检测器7提供下游出口匝道的流量s₂。

所述步骤（2）中道路的不同状况分别为：

设定两个流量参数f₁、f₂，有

$f_1=\frac{s_1}{{\mathrm{flow}}_1+s_1}(r_0+r_1)$

$f_2=\frac{s_1}{{\mathrm{flow}}_1+s_1}\frac{s_2}{{\mathrm{flow}}_2+s_2}(r_0+r_1)+\frac{s_2}{{\mathrm{flow}}_2+s_2}{r}_2$

第一种状况：当f₁<F₁,f₂<F₂时，全路段需求均可行；

第二种状况：当f₁<F₁,f₂≥F₂时，上游路段需求可行，下游路段需求不可行；

第三种状况：当f₁≥F₁,f₂<F₂时，上游路段需求不可行，下游路段需求可行；

第四种状况：当f₁≥F₁,f₂≥F₂时，上下游需求都不可行。

所述步骤（3）中选取的不同的控制方法为：

当为第一种状况时，由通信装置将信号传输到第一入口匝道指示装置8、第二入口匝道指示装置9的入口指示灯控制器，入口指示灯控制器控制入口指示灯显示绿色，交通诱导装置显示“道路畅通，注意安全”，字体为绿色；

当为第二种状况时，若第二主路检测器2、第三主路检测器3检测的道路密度和流量满足：

$n_1<n_1^c$ 且 $n_1+\frac{n_2({\mathrm{flow}}_1+s_1)}{s_1}\&le;n_1^c+\frac{n_2^c({\mathrm{flow}}_1+s_1)}{s_1}$

则第一入口匝道指示装置8、第二入口匝道指示装置9的入口指示灯显示绿灯，交通诱导装置显示道路通畅，注意行车安全，字体显示绿色；

否则，第一入口匝道指示装置8中入口指示灯显示绿色，交通诱导装置显示道路畅通，注意行车安全，字体显示绿色；第二入口匝道指示装置9的信号由第一主路检测器1、第一入口匝道检测器4、第二入口匝道检测器6、第一出口匝道检测器5的测量数据确定，取调节参数

$\mathrm{\&gamma;}=(\frac{s_1{r}_2{F}_1}{{\mathrm{flow}}_1+s_1}-\frac{r_1}{r_2}-\frac{r_0}{r_2})/2$

绿灯时长=（1-γ）×信号周期；

红灯时长=γ×信号周期；

绿灯亮时交通诱导装置显示道路通畅，注意安全；红灯亮时交通诱导装置显示前方路段拥挤，请稍候，字体显示为红色；

当为第三种状况时，若第二主路检测器2、第三主路检测器3检测的道路密度满足：

$n_1<n_1^c;n_2<n_2^c$

则第一入口匝道指示装置8、第二入口匝道指示装置9的入口指示灯显示绿灯，交通诱导装置显示道路通畅，注意行车安全，字体显示为绿色；

否则，第一入口匝道指示装置8的信号由第一入口匝道检测器（4）、第二入口匝道检测器（6）、第二出口匝道检测器（7）的测量数据确定，取调节参数

$\mathrm{\&alpha;}=r_1/2(\frac{F_2({\mathrm{flow}}_2+s_2)}{s_2}-F_1-r_2)$

绿灯时长=（1-α）×信号周期；

红灯时长=α×信号周期；

绿灯亮时交通诱导装置显示道路通畅，注意安全，字体显示为绿色；红灯亮时交通诱导装置显示前方路段拥挤，提示下游入口还有多少米，建议选择下游入口进入，字体显示为红色；

第二入口匝道指示装置9中入口指示灯显示绿色，交通诱导装置显示道路畅通，注意行车安全，字体显示为绿色；

当为第四种状况时，对于第一入口匝道指示装置8，取

${\hat{r}}_1=\frac{F_1({\mathrm{flow}}_1+s_1)}{s_1}-r_0$

其中，

为实际中上游入口匝道的流量；

对于第二入口匝道指示装置9，取

${\hat{r}}_2=\frac{F_2({\mathrm{flow}}_2+s_2)}{s_2}-F_1$

其中，

为实际中下游入口匝道的流量；

对于第一入口匝道指示装置8、第二入口匝道指示装置9，绿灯亮时交通诱导装置显示道路通畅，注意安全，字体显示为绿色；红灯亮时交通诱导装置显示前方路段拥挤，提示下游相邻入口匝道的距离，建议选择进入主路，字体显示为红色。

所述信号周期根据不同的路况以及交通流的不同选择不同的信号周期时长，选择固定的适中的信号周期。

所述各检测器的测量数据选取两个信号周期内的平均值进行计算，两个信号周期调整一次绿信比。

发明的有益效果：

（1）本发明通过检测分析主干路和匝道附近的交通流量和密度等参数，针对不同的需求状况和道路状态提供不同的调节参数来合理分配和控制各入匝道的交通需求，可以在不可行需求下保证主路交通的正常运行，也可以在可行需求下通过调整匝道的需求来减少道路的拥挤。

（2）本发明将第一主路检测器1以及第二主路检测器2放置在主路紧挨上下游入口匝道的地方，是因为检测器和入口匝道之间距离的存在会影响车辆的运行时间，从而对整个上有路段密度的测量及计算产生误差，所以这里的设置正是要减少这种误差，使控制更加优化。

附图说明

图1是本发明的一种智能匝道入口交通需求联合控制系统示意图；

其中：1为第一主路检测器；2为第二主路检测器；3为第三主路检测器；4为第一入口匝道检测器；6为第一出口匝道检测器；5为第二入口匝道检测器；7为第二出口匝道检测器；8为第一入口匝道指示装置；9为第二入口匝道指示装置；10为控制器。

图2（a）为上游路段密度较小，下游路段密度较大时，有匝道控制和无匝道控制的演化状态大小的对比；

图2（b）为上下游路段的密度都比较大时，有匝道控制和无匝道控制的演化状态大小的对比。

具体实施方式

为了使本发明更容易被理解，下面根据附图对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的一种智能匝道入口交通需求联合控制系统示意图；该系统包括：

第一主路检测器1，设置在主路上游入口匝道的上方，用于获得主路上游车辆的流量r₀。

第二主路检测器2，设置在主路下游入口匝道的上方，用于获得主路中部路段的车辆密度n₁和流量flow₁。

第三主路检测器3，设置在主路上下游出口匝道的下方，用于获得主路下游路段的车辆密度n₂和流量flow₂。

第一入口匝道检测器4，设置在上游入口匝道内，用于获得上游入口匝道的流量r₁。

第二入口匝道检测器6，设置在下游入口匝道内，用于获得下游入口匝道的流量r₂。

第一出口匝道检测器5，设置在上游出口匝道内，用于获得上游出口匝道的流量s₁。

第二出口匝道检测器7，设置在下游出口匝道内，用于获得下游出口匝道的流量s₂。

第一入口匝道指示装置8，设置在上游入口匝道的辅路附近，用于控制上游入口匝道的进入量。

第二入口匝道指示装置9，设置在下游入口匝道的辅路附近，用于控制下游入口匝道的进入量。

控制器10包括中心控制器与通信模块，其中中心控制器与第一主路检测器1、第二主路检测器2、第三主路检测器3、第一入口匝道检测器4、第二入口匝道检测器6、第一出口匝道检测器5、第二出口匝道检测器7相连接，接受各个检测器的检测到的信息，并向第一入口匝道指示装置8和第二入口匝道信号指示装置9发送信号，控制辅路车辆是否可以进入入口匝道。其中通信模块与中心控制器，第一入口匝道指示装置8和第二入口匝道指示装置9相连接，并为其提供数据通信。

第一入口匝道指示装置8、第二入口匝道指示装置9包括：

入口指示灯控制器，用于控制所述的入口指示灯：接收中心控制器发出的信号来控制入口指示灯的变化；

入口指示灯，设置在入口匝道的辅路附近，用以控制车辆是否进入入口匝道：通过入口指示灯控制器控制，入口指示灯绿灯亮时允许车辆进入匝道，红灯亮时不允许车辆进入匝道；

交通诱导装置，包括交通显示屏，设置在入口匝道指示装置处，根据不同的入口指示灯显示不同的诱导内容，用于提示到达匝道入口的距离以及交通状况等，使驾驶员合理选择入口匝道驶入主路。入口指示灯为绿色，交通诱导装置显示道路畅通，注意行车安全，字体为绿色；红灯亮时交通诱导装置显示前方路段拥挤，提示距下游入口还有多少米，建议选择下游入口进入，字体显示为红色。

第一主路检测器1、第二主路检测器2、第三主路检测器3、第一入口匝道检测器4、第二入口匝道检测器6、第一出口匝道检测器5和第二出口匝道检测器7为视频检测器，采用被动式视频采集技术。

基于该系统的控制方法的具体步骤如下：

（1）通过查找相应的道路设计手册等历史资料和分析历史数据，获得路段的通行能力、临界密度；设定F₁，F₂分别代表上下游路段的通行能力，

分别表示上下游路段的临界密度。

（2）利用中心控制器分析由通信装置获得的各检测器的测量数据来确定道路的不同状况；

数据分析如下：

设定两个流量参数f₁、f₂，有

$f_1=\frac{s_1}{{\mathrm{flow}}_1+s_1}(r_0+r_1)$

$f_2=\frac{s_1}{{\mathrm{flow}}_1+s_1}\frac{s_2}{{\mathrm{flow}}_2+s_2}(r_0+r_1)+\frac{s_2}{{\mathrm{flow}}_2+s_2}{r}_2$

第一种状况：当f₁<F₁,f₂<F₂时，全路段需求均可行；

第二种状况：当f₁<F₁,f₂≥F₂时，上游路段需求可行，下游路段需求不可行；

第三种状况：当f₁≥F₁,f₂<F₂时，上游路段需求不可行，下游路段需求可行；

第四种状况：当f₁≥F₁,f₂≥F₂时，上下游需求都不可行。

（3）针对道路的不同状况选取不同的控制方法。

当为第一种状况时，由通信装置将信号传输到第一入口匝道指示装置8、第二入口匝道指示装置9的入口指示灯控制器，入口指示灯控制器控制入口指示灯显示绿色，交通诱导装置显示“道路畅通，注意安全”，字体为绿色；

当为第二种状况时，若第二主路检测器2、第三主路检测器3检测的道路密度和流量满足：

$n_1<n_1^c$ 且 $n_1+\frac{n_2({\mathrm{flow}}_1+s_1)}{s_1}\&le;n_1^c+\frac{n_2^c({\mathrm{flow}}_1+s_1)}{s_1}$

则第一入口匝道指示装置8、第二入口匝道指示装置9的入口指示灯显示绿灯，交通诱导装置显示道路通畅，注意行车安全，字体显示绿色；

否则，第一入口匝道指示装置8中入口指示灯显示绿色，交通诱导装置显示道路畅通，注意行车安全，字体显示绿色；第二入口匝道指示装置9的信号由第一主路检测器1、第一入口匝道检测器4、第二入口匝道检测器6、第一出口匝道检测器5的测量数据确定，取调节参数

$\mathrm{\&gamma;}=(\frac{s_1{r}_2{F}_1}{{\mathrm{flow}}_1+s_1}-\frac{r_1}{r_2}-\frac{r_0}{r_2})/2$

绿灯时长=（1-γ）×信号周期；

红灯时长=γ×信号周期；

绿灯亮时交通诱导装置显示道路通畅，注意安全；红灯亮时交通诱导装置显示前方路段拥挤，请稍候，字体显示为红色。

当为第三种状况时，若第二主路检测器2、第三主路检测器3检测的道路密度满足：

$n_1<n_1^c;n_2<n_2^c$

则第一入口匝道指示装置8、第二入口匝道指示装置9的入口指示灯显示绿灯，交通诱导装置显示道路通畅，注意行车安全，字体显示为绿色；

否则，第一入口匝道指示装置8的信号由第一入口匝道检测器（4）、第二入口匝道检测器（6）、第二出口匝道检测器（7）的测量数据确定，取调节参数

$\mathrm{\&alpha;}=r_1/2(\frac{F_2({\mathrm{flow}}_2+s_2)}{s_2}-F_1-r_2)$

绿灯时长=（1-α）×信号周期；

红灯时长=α×信号周期；

绿灯亮时交通诱导装置显示道路通畅，注意安全，字体显示为绿色；红灯亮时交通诱导装置显示前方路段拥挤，提示下游入口还有多少米，建议选择下游入口进入，字体显示为红色。

第二入口匝道指示装置9中入口指示灯显示绿色，交通诱导装置显示道路畅通，注意行车安全，字体显示为绿色。

当为第四种状况时，对于第一入口匝道指示装置8，取

${\hat{r}}_1=\frac{F_1({\mathrm{flow}}_1+s_1)}{s_1}-r_0$

其中，为实际中上游入口匝道的流量；

对于第二入口匝道指示装置9，取

${\hat{r}}_2=\frac{F_2({\mathrm{flow}}_2+s_2)}{s_2}-F_1$

对于第一入口匝道指示装置8、第二入口匝道指示装置9，绿灯亮时交通诱导装置显示道路通畅，注意安全，字体显示为绿色；红灯亮时交通诱导装置显示前方路段拥挤，提示下游相邻入口匝道的距离，建议选择进入主路，字体显示为红色。

其中方法中提到的信号周期可根据不同的路况以及交通流的不同选择不同的信号周期时长，选择固定的适中的信号周期。而算法中使用的交通流的数据两个信号周期长度时间统计一次，建议选取该时间段内的平均值来进行计算，也就是说绿信比每两个信号周期进行一次调整，这样能更好的体现实时、动态调节的目的。

实施例

上游路段和下游路段的通行能力相同，F₁=F₂=6000辆/时；临界密度分别为

辆/英里，

辆/英里。上下游入口匝道流量r₁=2700辆/时，r₀=0辆/时；上下游出口匝道流量s₁=1500辆/时，s₂=1200辆/时。

由实测交通流数据很容易确定两个流量参数的值f₁=6000=F₁，f₂=4800<F₂，和道路本身通行能力相比可知此时的道路状况符合上述的第三种情况，即上游需求不可行而下游需求可行的状况。

确定道路的状况后由道路的密度状态确定是否需要进行匝道的控制：

1）若实时检测的道路的密度均小于路段的临界密度，不需要进行匝道控制，上下游入口匝道的信号灯显示绿色信号灯，允许车辆进入匝道，同时信息板显示“道路通畅，注意安全”，字体显示为绿色。

2）若实时检测的道路的密度不都小于路段的临界密度，则需要进行匝道控制。对上游入口匝道处，根据公式

$\mathrm{\&alpha;}=r_1/2(\frac{F_2({\mathrm{flow}}_2+s_2)}{s_2}-F_1-r_2)$

可得到调节参数α=2700/2（6000（4800+1200）/1200-6000-0）=0.11就可以得到此处的绿信比为1-0.11=0.89，就可以确定此处红绿灯的时间长度。当信号灯显示绿色时，信息板显示“道路通畅，注意安全”，字体显示为绿色；当信号灯显示红色时，诱导装置显示前方路段拥挤，提示下游入口还有多少米，建议可以选择下游入口进入，字体显示为红色。

对于下游的入口匝道来说，因为路段不拥挤，所以不用进行匝道控制，入口匝道处信号灯显示绿色，信息板显示“道路通畅，注意安全”，字体显示为绿色。

大约两个信号周期长度时间后重新检测，重新计算后调节信号控制装置使其更好地为实时道路状况服务。

图2（a）表示上游路段密度较小，下游路段密度较大时，有匝道控制和无匝道控制的演化状态大小的对比；可以看出有匝道控制后道路的演化状态明显小于无匝道控制的演化状态；图2（b）表示当上下游路段的密度都比较大时，有匝道控制和无匝道控制的演化状态大小的对比；同样也可以看出有匝道控制后道路的演化状态明显小于无匝道时的演化状态。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能匝道入口交通需求联合控制系统，其特征在于，该系统包括第一主路检测器（1）、第二主路检测器（2）、第三主路检测器（3）、第一入口匝道检测器（4）、第一出口匝道检测器（5）、第二入口匝道检测器（6）、第二出口匝道检测器（7）、第一入口匝道指示装置（8）、第二入口匝道指示装置（9）、控制器（10）；

第一主路检测器（1），设置在主路上游入口匝道的上方；

第二主路检测器（2），设置在主路下游入口匝道的上方；

第三主路检测器（3），设置在主路下游出口匝道的下方；

第一入口匝道检测器（4），设置在上游入口匝道内；

第一出口匝道检测器（5），设置在上游出口匝道内；

第二入口匝道检测器（6），设置在下游入口匝道内；

第二出口匝道检测器（7），设置在下游出口匝道内；

第一入口匝道指示装置（8），设置在上游入口匝道的辅路附近；

第二入口匝道指示装置（9），设置在下游入口匝道的辅路附近；

控制器（10）包括中心控制器和通信模块，其中中心控制器与第一主路检测器（1）、第二主路检测器（2）、第三主路检测器（3）、第一入口匝道检测器（4）、第一出口匝道检测器（5）、第二入口匝道检测器（6）、第二出口匝道检测器（7）相连接；通信模块与中心控制器，第一入口匝道指示装置（8）和第二入口匝道指示装置（9）相连接。

2.根据权利要求1中所述的一种智能匝道入口交通需求联合控制系统，其特征在于，所述第一主路检测器（1）、第二主路检测器（2）、第三主路检测器（3）、第一入口匝道检测器（4）、第一出口匝道检测器（5）、第二入口匝道检测器（6）、第二出口匝道检测器（7）、第一入口匝道指示装置（8）、第二入口匝道指示装置（9）都有无线通讯设备，通过无线信号来传输检测到的数据以及数据分析之后得到的控制要求。

3.根据权利要求1中所述的一种智能匝道入口交通需求联合控制系统，其特征在于，所述第一入口匝道指示装置（8）、第二入口匝道指示装置（9）包括入口指示灯控制器、入口指示灯和交通诱导装置；入口指示灯，设置在入口匝道的辅路附近；交通诱导装置，包括交通显示屏，设置在入口匝道指示装置处。

4.根据权利要求1中所述的一种智能匝道入口交通需求联合控制系统，其特征在于，所述第一主路检测器（1）、第二主路检测器（2）、第三主路检测器（3）、第一入口匝道检测器（4）、第二入口匝道检测器（6）、第一出口匝道检测器（5）和第二出口匝道检测器（7）为视频检测器，采用被动式视频采集技术。

5.一种智能匝道入口交通需求联合控制方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：

（1）通过查找相应的道路设计手册等历史资料和分析历史数据，获得路段的通行能力、临界密度；设定F₁，F₂分别代表上下游路段的通行能力，分别表示上下游路段的临界密度。

（2）利用中心控制器分析由通信装置获得的各检测器的测量数据来确定道路的不同状况；

（3）针对道路的不同状况选取不同的控制方法。

6.根据权利要求5中所述的一种智能匝道入口交通需求联合控制方法，其特征在于，所述步骤（2）中各检测器的测量数据分别为第一主路检测器（1）提供主路上游的流量r₀；第二主路检测器（2）提供上游路段的车辆密度n₁和流量flow₁；第三主路检测器（3）提供下游路段的车辆密度n₂和流量flow₂；第一入口匝道检测器（4）提供上游入口匝道的流量r₁；第二入口匝道检测器（6）提供下游入口匝道的流量r₂；第一出口匝道检测器（5）提供上游出口匝道的流量s₁；第二出口匝道检测器（7）提供下游出口匝道的流量s₂。

7.根据权利要求5中所述的一种智能匝道入口交通需求联合控制方法，其特征在于，所述步骤（2）中道路的不同状况分别为：

设定两个流量参数f₁、f₂，有

$f_1=\frac{s_1}{{\mathrm{flow}}_1+s_1}(r_0+r_1)$

$f_2=\frac{s_1}{{\mathrm{flow}}_1+s_1}\frac{s_2}{{\mathrm{flow}}_2+s_2}(r_0+r_1)+\frac{s_2}{{\mathrm{flow}}_2+s_2}{r}_2$

第一种状况：当f₁<F₁,f₂<F₂时，全路段需求均可行；

第二种状况：当f₁<F₁,f₂≥F₂时，上游路段需求可行，下游路段需求不可行；

第三种状况：当f₁≥F₁,f₂<F₂时，上游路段需求不可行，下游路段需求可行；

第四种状况：当f₁≥F₁,f₂≥F₂时，上下游需求都不可行。

8.根据权利要求5中所述的一种智能匝道入口交通需求联合控制方法，其特征在于，所述步骤（3）中选取的不同的控制方法为：

当为第一种状况时，由通信装置将信号传输到第一入口匝道指示装置（8）、第二入口匝道指示装置（9）的入口指示灯控制器，入口指示灯控制器控制入口指示灯显示绿色，交通诱导装置显示“道路畅通，注意安全”，字体为绿色；

当为第二种状况时，若第二主路检测器（2）、第三主路检测器（3）检测的道路密度和流量满足：

$n_1<n_1^c$ 且 $n_1+\frac{n_2({\mathrm{flow}}_1+s_1)}{s_1}\&le;n_1^c+\frac{n_2^c({\mathrm{flow}}_1+s_1)}{s_1}$

则第一入口匝道指示装置（8）、第二入口匝道指示装置（9）的入口指示灯显示绿灯，交通诱导装置显示道路通畅，注意行车安全，字体显示绿色；

否则，第一入口匝道指示装置（8）中入口指示灯显示绿色，交通诱导装置显示道路畅通，注意行车安全，字体显示绿色；第二入口匝道指示装置（9）的信号由第一主路检测器（1）、第一入口匝道检测器（4）、第二入口匝道检测器（6）、第一出口匝道检测器（5）的测量数据确定，取调节参数

$\mathrm{\&gamma;}=(\frac{s_1{r}_2{F}_1}{{\mathrm{flow}}_1+s_1}-\frac{r_1}{r_2}-\frac{r_0}{r_2})/2$

绿灯时长=（1-γ）×信号周期；

红灯时长=γ×信号周期；

绿灯亮时交通诱导装置显示道路通畅，注意安全；红灯亮时交通诱导装置显示前方路段拥挤，请稍候，字体显示为红色；

当为第三种状况时，若第二主路检测器（2）、第三主路检测器（3）检测的道路密度满足：

$n_1<n_1^c;n_2<n_2^c$

则第一入口匝道指示装置（8）、第二入口匝道指示装置（9）的入口指示灯显示绿灯，交通诱导装置显示道路通畅，注意行车安全，字体显示为绿色；

否则，第一入口匝道指示装置（8）的信号由第一入口匝道检测器（4）、第二入口匝道检测器（6）、第二出口匝道检测器（7）的测量数据确定，取调节参数

$\mathrm{\&alpha;}=r_1/2(\frac{F_2({\mathrm{flow}}_2+s_2)}{s_2}-F_1-r_2)$

绿灯时长=（1-α）×信号周期；

红灯时长=α×信号周期；

绿灯亮时交通诱导装置显示道路通畅，注意安全，字体显示为绿色；红灯亮时交通诱导装置显示前方路段拥挤，提示下游入口还有多少米，建议选择下游入口进入，字体显示为红色；

第二入口匝道指示装置（9）中入口指示灯显示绿色，交通诱导装置显示道路畅通，注意行车安全，字体显示为绿色；

当为第四种状况时，对于第一入口匝道指示装置（8），取

${\hat{r}}_1=\frac{F_1({\mathrm{flow}}_1+s_1)}{s_1}-r_0$

其中，

为实际中上游入口匝道的流量；

对于第二入口匝道指示装置（9），取

${\hat{r}}_2=\frac{F_2({\mathrm{flow}}_2+s_2)}{s_2}-F_1$

其中，

为实际中下游入口匝道的流量；

对于第一入口匝道指示装置（8）、第二入口匝道指示装置（9），绿灯亮时交通诱导装置显示道路通畅，注意安全，字体显示为绿色；红灯亮时交通诱导装置显示前方路段拥挤，提示下游相邻入口匝道的距离，建议选择进入主路，字体显示为红色。

9.根据权利要求8中所述的一种智能匝道入口交通需求联合控制方法，其特征在于，所述信号周期根据不同的路况以及交通流的不同选择不同的信号周期时长，对于同一地点选择固定的适中的信号周期。

10.根据权利要求8中所述的一种智能匝道入口交通需求联合控制方法，其特征在于，所述各检测器的测量数据选取两个信号周期内的平均值进行计算，两个信号周期调整一次绿信比。

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