CN103871241B - 一种面向快速路交织区车道动态划分控制方法 - Google Patents

Abstract

一种面向快速路交织区车道动态划分控制方法，针对快速路交织区，提出基于实际交通状态，通过信号指示标志将交织区车道动态划分为交织区域车道和非交织区域车道两部分。利用交织车道，实现上下匝道交通与主线交通的交织；利用非交织车道，为快速路主线非交织交通流提供专用路权。该控制方法包括交织区车道功能动态划分和交织区车道功能控制两部分：车道功能动态划分模型部分以总体通过量最大化为目标，确定交织车道和非交织车道的车辆数。车道功能控制部分包括控制策略实施方案、信息发布设备布设及隔离实施方法。该方法能为快速路主线交通在交织区内提供专用路权，减少交织行为对主线直行车辆的干扰，从而提高交织区通行能力，并在出口匝道发生排队溢流情况下能保证主线直行车辆的正常通行，减少车均延误，解决或缓解快速路交织区瓶颈问题。

Description

一种面向快速路交织区车道动态划分控制方法

技术领域

本发明属于交通工程和交通信息及控制系统领域，涉及快速路交织区车道布置、车道功能动态控制技术领域，更具体地说，涉及一种利用动态改变车道功能来提高交织区运行效率的交织区车道控制方法。

背景技术

快速路交织区是城市快速路系统的瓶颈节点，如何对交织区的时空资源进行优化，是提高交织区运行效率的关键。然而，目前的快速路交织区管理控制方法多集中在上游路段信息提示、车速引导和匝道控制方面，未见有关于“交织区车道动态划分控制”，通过考虑交织区流量流向因素来提高交织区利用效率的研究，并且也未检索到这类方法的发明专利。

经对现有技术的文献检索发现，有关快速路交织区管理控制方法，主要有以下几种：

（1）常规的交织区管控方法。该方法将交织区影响区域分为主线上游、主线下游、入口匝道、出口匝道及交织区，匝道布置在主线行驶方向的右侧，利用地面指示标线引导车辆行驶。

（2）采用匝道控制的交织区管控方法。该方法在中国城市快速路系统中广泛使用，其主要控制策略（步骤）分为匝道调节控制和匝道开闭控制。其中，匝道调节控制按照发展历程可分为定时控制、感应控制、智能控制，匝道开闭控制则是根据要求开启或关闭整个匝道。匝道控制方法的实施范围为匝道区域，该方法通过调节匝道进入交织区的车辆数来缓解交织区运行压力。

（3）交织区信号控制方法。该方法通过在交织区合流点上游的主线和匝道上设立停车线，并启用信号灯来控制放行主线和匝道上的车辆，以减少车辆在交织区内部因换道行为产生的冲突。

方法1是传统的管控方法，其运行方式已被人们普遍接受，但随着交通需求的不断增加，交通拥堵问题日益突显，需要对传统方法进行改进，使交织区的资源得到更充分的利用。

方法2通过控制匝道来调节进入交织区的车辆，从而使交织区内部交通流保持相对稳定，防止因进入交织区交通流量过大而导致的通行能力骤减。但该方法存在以下几点不足：（1）对于非饱和情况，可能造成车均延误的增加；（2）入口匝道处的超长排队导致的回溢现象将影响地面道路的正常交通；（3）无法解决因出口匝道排队溢流导致的交织区全线阻塞，以致快速路主线交通瘫痪的问题。

方法3通过在主线上游和入口匝道分别设立停车线和信号灯，依次放行主线车流和匝道车流，从时间上分离了交织车流，提高了交织区行车安全性。但该方法存在以下几点不足：（1）对于非饱和情况，可能造成车均延误增加，因此一般仅适用于过饱和情况；（2）未考虑流量流向比，未能充分利用交织区及下游车道通行能力；（3）入口匝道处的超长排队导致的回溢现象将影响地面道路的正常交通；（4）快速路主线需停车排队，增加了非交织车辆的行程时间，因此该方法的适用性需要结合快速路网整体效益进行评价。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种利用车道功能动态变化实现交织车流和非交织车流分离的A型交织区控制方法，该方法针对快速路交织区，通过合理的路权分配控制和隔离措施和引导标志的优化设计，提高交织区的通行能力。其核心思想是利用考虑不同流量流向比情况下，合理分配交织车流和非交织车流所需车道数，消除交织车流和非交织车流之间的干扰影响，提高交织区通行能力，同时，在不改变交织区车道数的前提下，为主线非交织交通流提供稳定的路权。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种利用动态划分快速路交织区车道功能的交织区控制方法，基于实际交通状态，将快速路交织区划分为交织车道和非交织车道；利用交织车道，实现上下匝道交通与主线交通的交织；利用非交织车道，为快速路主线非交织车流提供专用路权；从而提高交织区的通行能力及缓解因出口匝道拥堵导致的交织区拥堵问题。

进一步，该方法包括交织区车道功能动态划分和交织区车道功能控制两部分，其中车道功能动态划分包括实时流量流向的交织区各控制方案下通行能力计算、车道功能划分方案的确定；控制实施包括车道功能划分交通语言系统和驾驶员提示信息发布。

该方法为主线直行车辆保障专属路权，消除主线直行方向的交通流与其他方向的交通流在交织区内部的干扰作用。

所述交织区车道功能动态划分包括：将车辆行进方向左侧的一个或多个车道从交织区主线上游直至主线下游进行隔离，作为非交织车道，限制车道功能为直行，只允许快速路主线非交织车辆行驶，在交织区内，其余车道为可交织车道，车道功能不受限制，允许各流量车流行驶。

根据实时交织流量比Q_R的不同值，将交织区总车道数N划分隔离为不允许交织行为的非交织车道部分及允许交织行为的交织车道部分，其车道数分别为N_nw及N_w，并调整各部分车道数，以使交织区总通行能力达到最大。

包括：（1）目标函数

建立以交织区总通行能力最大为目标函数的优化模型，表述为：

max(C)(1)

交织区总通行能力C表述为：

C＝C_w+C_nw(2)

式中：

C为交织区总通行能力；

C_w为进行车道划分后的新交织区通行能力；

C_nw为进行车道划分后的非交织车道通行能力；

（2）优化变量

本模型的优化控制变量为非交织车道数及交织车道数的取值，即：

N_nw，N_w(3)

（3）约束条件

为保证模型求解的结果符合车辆通行需求和实际交通状况，模型构建需满足以下约束条件：

N＝N_nw+N_w(4)

（4）模型求解

对于交织区车道功能动态划分方法的通行能力计算，是以在给定交织流量比Q_R条件下，即将Q_R作为输入变量，以N_nw和N_w为变量，计算N_nw取各种可能值情况下的交织区最大总通行能力C，包括车道划分后的新交织区通行能力计算和车道划分后的非交织车道通行能力计算。

所述车道划分后的新交织区通行能力计算包括：

其通行能力C_w计算方法可参考《公路通行能力手册》或其他规范中交织区通行能力计算方法；

依照交织区通行能力计算方法，通过对手册查表数据进行拟合，发现交织区通行能力与交织区长度符合双曲线模型，

$C_w=\frac{L}{\mathrm{kL}+b}---\left(5\right)$

式中：

C_w为进行车道划分后的新交织区通行能力；

L为交织区长度；

k和b为需标定的参数。

基于交织区通行能力影响因素观察，假定模型中与交织区类型、车道数、自由流速度以及交织流量比有关。

k＝m₁+m₂Q_R+m₃N_w+m₄v(6)

b＝n₁+n₂Q_R+n₃N_w+n₄v(7)

式中：

Q_R为交织流量比。

N_w为交织区总车道数；

v为交织区设计车速；

m₁，m₂，m₃，n₁，n₂，n₃为需标定的参数，可通过查以下交织区通行能力回归模型参数取值表得出：

对于任意一特定交织区，其交织区长度L、交织区设计车速v、交织区总车道数N为固定参数，来源于交织区具体方案设计；交织流量比Q_R为实时交通流量参数，通过检测器测量得到；或，

所述车道划分后的非交织车道通行能力计算包括：

非交织车道因与新交织区车道采用隔离措施，车辆运行无相互干扰影响，可以将非交织车道等同于快速路基本路段处理，其通行能力计算方法可采用快速路基本路段通行能力计算方法，计算方法可参考《公路通行能力手册》或其他规范；或，

进一步，还包括交织区总通行能力计算：

采用车道功能动态划分控制时，其其交织段可利用的车道数N_w满足：

0≤N_w≤N(8)

且当N_w取0或N值时，等同于普通交织区的无控制方法；由此可以确定N_w所有可能取值，并计算得出取不同N_w值时所对应的车道数减少的新交织区通行能力，再确定的对应N_nw值可计算得到非交织车道的通行能力，两者之和即为N_w取值为0到N时，进行车道功能划分控制的交织区通行能力C₀,C₁,C₂…C_N；

比较C₀,C₁,C₂…C_N各值大小，得出在给定输入变量Q_R条件下的目标函数交织区通行能力C的最大值，以此得到对应的车道功能划分控制方法。

所述交织区车道功能控制包括：控制方法实施方案、信息设备布设及隔离实施措施。

所述控制方法实施方案包括确定：

(a)检测器检测交织区上游到达交通量及交织流量比Q_R的时间间隔；

(b)启用新控制方法所需的最小连续相同控制方法次数；

或，所述信息设备布设包括：

用来检测到达交通量的检测器，布设在交织区主线及匝道上游；

交织区可变车道功能指示标志，用来提示驾驶员各车道现状对应的车道功能，布设在交织区主线上游；

交织区上游的提醒标志，采用可变信息板为载体；

或所述隔离实施措施包括软性隔离、硬性隔离或虚拟隔离。

所述软性隔离采用临时标志桶，由人工摆放；或，

所述硬性隔离采用自动栅栏铺装技术，由专用工程车铺放栅栏；或，

所述虚拟隔离采用车载导航设备终端，其可利用车内终端接收信息并显示各车道的车道功能，提示驾驶员提前进行换道行为，引导其按车道功能行驶。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、较传统方法，本设计方法能提高交织区的通行能力，以达到解决或缓解交通拥堵的目的。

2、较采取匝道控制的交织区控制方法，本方法不需要对匝道进行改造，不需要限制匝道车流以致使匝道车均延误增加，即可提高交织区通行能力。

3、较采取信号控制的交织区控制方法，本方法可在饱和以及非饱和条件下使用，适用面更广，不需要限制交织区主线和匝道车流以致使车均延误和排队长度增加。

4、本控制方法是通过分离全部或部分主线非交织交通流，并为其提供专用路权，达到增加交织区通行能力的目的，不存在车辆在交织区上游因信号控制而停车的情况，本方法可同时适用于饱和和未饱和的交织区，尤其对过饱和交织区优化效果显著。

附图说明

图1为常规控制交织区示意图。

图2为本发明实施例交织区车道功能变化情况示意图。

图3为本发明实施例硬件设备布设示意图。

图4为本发明实施例1的交织区结构形式及主要参数。

图5为本发明的逻辑流程图。

图6为基本路段速度-流率曲线示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示例对本发明作进一步的说明。

本发明提供了一种动态划分车道功能的交织区控制方法，该方法包括交织区车道功能动态划分和车道功能控制两部分：

（1）交织区车道功能动态划分

对于交织区车道功能动态划分方法，如图1所示为一常规快速路A型交织区，其车道功能未作任何划分和限制，如图2所示为进行车道功能划分之后的交织区，其将车辆行进方向左侧的一个或多个车道从交织区主线上游直至主线下游进行隔离，作为非交织车道，限制车道功能为直行，只允许快速路主线非交织车辆行驶，在交织区内，其余车道为可交织车道，车道功能不受限制，允许各流量车流行驶。

1.目标函数

本方法建立以交织区总通行能力最大为目标函数的优化模型，具体表述为：

max(C)(1)

交织区总通行能力C可表述为：

C＝C_w+C_nw(2)

式中：

C为交织区总通行能力；

C_w为进行车道划分后的新交织区通行能力；

C_nw为进行车道划分后的非交织车道通行能力。

本方法的核心思想即是根据实时交织流量比Q_R的不同值，将交织区总车道数N划分隔离为不允许交织行为的非交织车道部分及允许交织行为的交织车道部分，其车道数分别为N_nw及N_w，并调整各部分车道数，以使交织区总通行能力达到最大。

2.优化变量

由以上分析可知，本模型的优化控制变量为非交织车道数及交织车道数的取值，即：

N_nw，N_w(3)

3.约束条件

为保证模型求解的结果符合车辆通行需求和实际交通状况，模型构建需满足以下约束条件：

N＝N_nw+N_w(4)

4.模型求解

对于交织区车道功能动态划分方法的通行能力计算，是以在给定交织流量比Q_R条件下，即将Q_R作为输入变量，以N_nw和N_w为变量，计算N_nw取各种可能值情况下的交织区最大总通行能力C。具体包括车道划分后的新交织区通行能力计算和车道划分后的非交织车道通行能力计算。

(1)车道划分后的新交织区通行能力计算

其通行能力C_w具体计算方法可参考《公路通行能力手册》或其他规范中交织区通行能力计算方法。

依照交织区通行能力计算方法，通过对手册查表数据进行拟合，发现交织区通行能力与交织区长度符合双曲线模型，

$C_w=\frac{L}{\mathrm{kL}+b}---\left(5\right)$

式中：

C_w为进行车道划分后的新交织区通行能力；

L为交织区长度；

k和b为需标定的参数。

基于交织区通行能力影响因素观察，假定模型中与交织区类型、车道数、自由流速度以及交织流量比有关。

k＝m₁+m₂Q_R+m₃N_w+m₄v(6)

b＝n₁+n₂Q_R+n₃N_w+n₄v(7)

式中：

Q_R为交织流量比。

N_w为交织区总车道数；

v为交织区设计车速；

m₁，m₂，m₃，n₁，n₂，n₃为需标定的参数，可通过查表1（交织区通行能力回归模型参数取值表）得出。

表1

对于任意一特定交织区，其交织区长度L、交织区设计车速v、交织区总车道数N为固定参数，来源于交织区具体方案设计；交织流量比Q_R为实时交通流量参数，通过检测器测量得到。

(2)车道划分后的非交织车道通行能力计算

非交织车道因与新交织区车道采用隔离措施，车辆运行无相互干扰影响，因而可以将非交织车道等同于快速路基本路段处理，其通行能力计算方法可采用快速路基本路段通行能力计算方法，计算方法可参考《公路通行能力手册》或其他规范。

参考图6，可知非交织车道通行能力随设计车速v而变化。

(3)交织区总通行能力计算

采用车道功能动态划分控制时，其其交织段可利用的车道数N_w满足：

0≤N_w≤N(8)

且当N_w取0或N值时，等同于普通交织区的无控制方法。由此可以确定N_w所有可能取值，并计算得出取不同N_w值时所对应的车道数减少的新交织区通行能力，再确定的对应N_nw值可计算得到非交织车道的通行能力，两者之和即为N_w取值为0到N时，进行车道功能划分控制的交织区通行能力C₀,C₁,C₂…C_N。

比较C₀,C₁,C₂…C_N各值大小，得出在给定输入变量Q_R条件下的目标函数交织区通行能力C的最大值，以此得到对应的车道功能划分控制策略（步骤）。

（2）交织区车道功能控制

交织区车道功能控制实施方法主要包括两部分：控制策略（步骤）实施方案，信息设备布设及隔离实施措施。

控制策略（步骤）实施方案包括确定:

(a)检测器检测交织区上游到达交通量及交织流量比Q_R的时间间隔，本专利逻辑流程图中选取5分钟为例，亦可根据情况增减此时间间隔。

(b)启用新控制策略（步骤）所需的最小连续相同控制策略（步骤）次数，本专利逻辑流程图中选取2次为例，亦可根据情况增减此次数。

信息设备布设及隔离实施措施包括：

对于信息设备布设，如图3所示，SEN-1及SEN-2为检测器，用来检测到达交通量，布设在交织区主线及匝道上游；SIG-1及SIG-2为交织区可变车道功能指示标志，用来提示驾驶员各车道现状对应的车道功能，布设在交织区主线上游；DMS-1及DMS-2为交织区上游的提醒标志，可采用可变信息板为载体。

隔离实施措施可采用以下几种技术：临时标志桶、自动栅栏铺装技术、车载导航设备终端。其中，临时标志桶可由人工摆放，属于软性隔离；自动栅栏铺装技术可由专用工程车铺放栅栏，设备要求高，属于硬性隔离；车载导航设备终端为虚拟隔离，其可利用车内终端接收信息并显示各车道的车道功能，提示驾驶员提前进行换道行为，引导其按车道功能行驶，但物理上并无隔离措施。

例1

如图所示的交织区，A—C流量=5200pcu/h，A—D流量=390pcu/h，B—C流量=780pcu/h，B—D流量=130pcu/h；自由流速度=120km/h；交织段长度L=300m。

现对交织区采用本发明中的方法，按照交织区理论通行能力最大为目标，进行交织区车道功能划分计算，并与传统交织区控制方法的通行能力及服务水平进行对比。

步骤1：确定交织区交通运行参数：

已知L=300m,N=4,V=120km/h

步骤2：计算交通流率：

交织段内总的交织流率Q_w＝Q_BC+Q_AD＝780+390＝1170pcu/h

交织段内总的非交织流率Q_nw＝Q_AC+Q_BD＝5200+130＝5330pcu/h

总的交通流率Q＝Q_w+Q_nw＝1170+5330＝6500pcu/h

流率比Q_R＝Q_w/Q＝1170/6500＝0.180

交织比R＝Q_w2/Q_w＝390/1180＝0.333

步骤3：计算传统控制方法交织区通行能力：

由于该交织区为A型，4车道，自由流速度为120km/h，流量比为0.18，用式(5)(6)(7)查表计算，可得C＝7080pcu/h。

步骤4：计算传统控制方法交织区服务水平：

A）计算交织强度系数W_w和W_nw：根据公式，假设该交织区为非约束运行，查表可得，A型交织区在非约束运行状态下计算交织强度系数计算常数为：a=0.15，b=2.2，c=0.97，d=0.80，则交织强度系数为： $W_w=\frac{0.15{(1+0.180)}^{2.2}{\left(\frac{6500}{4}\right)}^{0.97}}{{(3.28\×300)}^{0.80}}=1.134;$ 计算非交织强度系数计算常数为：a=0.0035，b=4.0，c=1.3，d=0.75，所以，非交织强度系数为：

$W_{\mathrm{nw}}=\frac{0.0035{(1+0.180)}^{4.0}{\left(\frac{6500}{4}\right)}^{1.3}}{{(3.28\×300)}^{0.75}}=0.529.$

B）计算交织车辆运行速度V_w和非交织车辆运行速度V_nw：已知高速公路自由流速度V_FF=120km/h，则

交织车辆平均车速 $V_w=24+\frac{120-16}{1+1.34}=72.7\mathrm{km}/h$

非交织车辆平均车速 $V_{\mathrm{nw}}=24+\frac{120-16}{1+0.529}=92.0\mathrm{km}/h$

C）确定运行状态：由于所分析的交织区为A型交织区，首先计算非约束运行所需的车道数Nw

$N_W=1.21\left(N\right){Q_R}^{0.571}{L}^{0.234}/{V_W}^{0.438}=\frac{1.21\×4\×\left({0.180}^{0.571}\right)\×\left({300}^{0.234}\right)}{{72.7}^{0.438}}=1.06,$ 同时据表可知：A型交织区所能提供的最大交织宽度N_wmax＝1.4。而N_w＝1.06＜N_wmax，所以该交织区确实处于非约束型运行状态。

D）计算交织区速度 $V=\frac{Q}{\left(\frac{Q_w}{V_w}\right)+\left(\frac{Q_{\mathrm{nw}}}{V_{\mathrm{nw}}}\right)}=\frac{6500}{\left(\frac{1170}{72.7}\right)+\left(\frac{5330}{92.0}\right)}=87.8\mathrm{km}/h$

E）计算交织段车流密度

F）确定服务水平：查表可知：一级服务水平的临界密度为7.0pcu/km/车道，二级服务水平的临界密度为18.0pcu/km/车道，三级服务水平的临界密度为25.0pcu/km/车道，因此该交织区为三级服务水平。

步骤5：计算车道划分控制方法交织区通行能力：

取N_nw=1，则N_w=3，此条件下通行能力为C

非交织车道通行能力计算可参照快速路基本路段，自由流速度为120km/h时，C_nw=2200pcu/h。

车道数减少的新交织区通行能力为C_w，保持流率比不变的条件下，有如下关系式：

$C_w=a_1+(\frac{Q_R*C}{C-2200}-b)*(a_2-a_1)$

C＝C_nw+C_w

$Q_R^{\text{'}}=\frac{Q_R*C}{C_w}$

其中参数a，b可查表得到。

采用试算法，得到Q'_R＝0.253，再利用式(5)(6)(7)查表计算，可得C_w＝5418pcu/h

则有，C＝C_nw+C_w＝7618pcu/h

步骤6：计算车道划分控制方法交织区服务水平：

车道划分后交织部分车道数为3，非交织车道数为1，非交织车道供主线直行方向车流利用，通行能力为2000pcu/h。

交织段内总的交织流率Q_w＝Q_BC+Q_AD＝780+390＝1170pcu/h

交织段内总的非交织流率Q_nw＝Q_AC+Q_BD＝3000+130＝3130pcu/h

总的交通流率Q＝Q_w+Q_nw＝1170+3130＝4300pcu/h

流率比Q_R＝Q_w/Q＝1170/4300＝0.272

交织比R＝Q_w2/Q_w＝390/1180＝0.333

A）计算交织强度系数W_w和W_nw：根据公式，假设该交织区为非约束运行，查表可得，A型交织区在非约束运行状态下计算交织强度系数计算常数为：a=0.15，b=2.2，c=0.97，d=0.80，则交织强度系数为： $W_w=\frac{0.15{(1+0.272)}^{2.2}{\left(\frac{4300}{3}\right)}^{0.97}}{{(3.28\×300)}^{0.80}}=1.183;$ 计算非交织强度系数计算常数为：a=0.0035，b=4.0，c=1.3，d=0.75，所以，非交织强度系数为： $W_{\mathrm{nw}}=\frac{0.0035{(1+0.272)}^{4.0}{\left(\frac{4300}{3}\right)}^{1.3}}{{(3.28\×300)}^{0.75}}=0.661.$

B）计算交织车辆运行速度V_w和非交织车辆运行速度V_nw：已知高速公路自由流速度V_FF=120km/h，则

交织车辆平均车速 $V_w=24+\frac{120-16}{1+1.183}=71.6\mathrm{km}/h$

非交织车辆平均车速 $V_{\mathrm{nw}}=24+\frac{120-16}{1+0.661}=86.6\mathrm{km}/h$

C）确定运行状态：由于所分析的交织区为A型交织区，首先计算非约束运行所需的车道数Nw

$N_W=1.21\left(N\right){Q_R}^{0.571}{L}^{0.234}/{V_W}^{0.438}=\frac{1.21\×4\×\left({0.272}^{0.571}\right)\×\left({300}^{0.234}\right)}{{72.7}^{0.438}}=1.35,$ 同时据表可知：A型交织区所能提供的最大交织宽度N_wmax＝1.4。而N_w＝1.35＜N_wmax，所以该交织区确实处于非约束型运行状态。

D）计算交织区速度 $V=\frac{Q}{\left(\frac{Q_w}{V_w}\right)+\left(\frac{Q_{\mathrm{nw}}}{V_{\mathrm{nw}}}\right)}=\frac{4300}{\left(\frac{1170}{71.6}\right)+\left(\frac{3130}{86.6}\right)}=81.9\mathrm{km}/h$

E）计算交织段车流密度

F）确定服务水平：查表可知：一级服务水平的临界密度为7.0pcu/km/车道，二级服务水平的临界密度为18.0pcu/km/车道，三级服务水平的临界密度为25.0pcu/km/车道，因此该交织区为二级服务水平。

步骤7：比较不同控制方法下交织区通行能力，确定控制策略（步骤）。

对比可知，本例中在保持流率比相同的条件下，采用车道划分控制方法的交织区理论通行能力比传统方法高7.6%，划分车道功能后的交织车道部分服务水平由三级提升为二级。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种利用动态划分快速路交织区车道功能的交织区控制方法，其特征在于：基于实际交通状态，将快速路交织区划分为交织车道和非交织车道；利用交织车道，实现上下匝道交通与主线交通的交织；利用非交织车道，为快速路主线非交织车流提供专用路权；从而提高交织区的通行能力及缓解因出口匝道拥堵导致的交织区拥堵问题；

所述交织区车道功能的动态划分包括：将车辆行进方向左侧的一个或多个车道从交织区主线上游直至主线下游进行隔离，作为非交织车道，限制车道功能为直行，只允许快速路主线非交织车辆行驶，在交织区内，其余车道为可交织车道，车道功能不受限制，允许各流量车流行驶；

根据实时交织流量比Q_R的不同值，将交织区总车道数N划分隔离为不允许交织行为的非交织车道部分及允许交织行为的交织车道部分，其车道数分别为N_nw及N_w，并调整各部分车道数，以使交织区总通行能力达到最大。

2.根据权利要求1所述的利用动态划分交织区车道功能的交织区控制方法，其特征在于：

包括：(1)目标函数

建立以交织区总通行能力最大为目标函数的优化模型，表述为：

max(C)(1)

交织区总通行能力C表述为：

C＝C_w+C_nw(2)

式中：

C为交织区总通行能力；

C_w为进行车道划分后的新交织区通行能力；

C_nw为进行车道划分后的非交织车道通行能力；

(2)优化变量

本模型的优化控制变量为非交织车道数及交织车道数的取值，即：

N_nw，N_w(3)

(3)约束条件

为保证模型求解的结果符合车辆通行需求和实际交通状况，模型构建需满足以下约束条件：

N＝N_nw+N_w(4)

(4)模型求解

对于交织区车道功能动态划分方法的通行能力计算，是以在给定交织流量比Q_R条件下，即将Q_R作为输入变量，以N_nw和N_w为变量，计算N_nw取各种可能值情况下的交织区最大总通行能力C，包括车道划分后的新交织区通行能力计算和车道划分后的非交织车道通行能力计算。