CN104762901B - 城市快速路升降式隔离桩汇入控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市快速路升降式隔离桩汇入控制系统，设置在城市快速路合流区用于实时控制辅路汇入快速路的车流量，其特征在于，沿快速路合流区纵向在道路汇入渠的末、始端之间以1m的间隔在辅路汇入车道与快速路外侧车道的加速车道引导标线上设置可控制升降隔离桩并对其升降进行控制，控制系统包括：车辆检测子系统，通信子系统，隔离桩升降策略处理子系统，隔离桩升降策略控制子系统，隔离桩升降信息显示子系统。本发明在特定的交通条件下，通过可变信息板显示和升降隔离桩长度有效控制辅路车辆进入快速路，充分考虑了辅路车辆汇入快速路需求的动态性，在保证快速路服务水平的同时，能够使辅路汇入车辆较大程度地利用了快速路资源，实现城市道路资源的优化利用。

Description

城市快速路升降式隔离桩汇入控制系统
技术领域
本发明涉及交通设施领域，具体涉及一种城市快速路升降式隔离桩汇入控制系统。为解决高峰小时城市快速与辅路汇入合流区交通秩序混乱经常造成拥堵问题，在使用可控制升降隔离桩的基础上，为城市快速路的汇入控制提供了一种升降式隔离桩汇入控制系统及方法
背景技术
随着城市进程的不断加快，我国城市规模不断变大，为实现城市不同交通区域的快速联系，城市快速路逐渐增多。由于城市快速路设计标准高，所以在交通环境好，车辆少时快速路系统运行状况非常好。随着我国社会经济的快速发展，城市小汽车日益增多，快速路合流区周边的交通拥堵问题日益严峻。高标准设计的城市快速路常因合流区的交通拥堵问题而不能够发挥应有作用，主要原因是缺乏有效的控制系统与方法。
如何协调城市快速路的快速通行与城市辅路车辆的有效汇入之间的矛盾，越来越引起人们的重视。但据发明者所知，目前在我国，还没有切实可行的控制系统和方法来解决这个问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种城市快速路升降式隔离桩汇入控制系统，解决城市快速路的快速通行与城市辅路车辆的有效汇入之间的矛盾。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种城市快速路升降式隔离桩汇入控制系统，设置在城市快速路合流区用于实时控制辅路汇入快速路的车流量。沿快速路合流区纵向在道路汇入渠的末、始端之间以1m的间隔在辅路汇入车道与快速路外侧车道的加速车道引导标线上设置可控制升降隔离桩并对其升降进行控制，控制系统包括：车辆检测子系统，通信子系统，隔离桩升降策略处理子系统，隔离桩升降策略控制子系统，隔离桩升降信息显示子系统；
车辆检测子系统，用于检测车道上车辆的实时交通信息，主要是车辆流量和速度信息；
通信子系统，用于信息的传输，将车辆检测子系统检测到的车辆速度和流量实时交通信息传输到隔离桩升降策略处理子系统，并将隔离桩升降策略处理子系统生成的控制策略传输到隔离桩升降策略控制子系统和隔离桩升降信息显示子系统中；
隔离桩升降策略处理子系统，依据车辆检测子系统检测到的车流量和车速交通信息，对控制隔离桩的升降策略进行判断，生成控制策略——决定由汇入渠化末端开始升起的隔离桩个数；
隔离桩升降策略控制子系统，根据控制策略，控制隔离桩升降和在可变信息板上显示隔离桩的升降状态信息；
隔离桩升降信息显示子系统，显示实时隔离桩升降状态信息，用于向车辆驾驶员显示隔离桩升降状况进而提示他们采取相应的驾驶行为。
采用本发明的技术方案，具有以下优点和积极效果：
1、在特定的交通条件下，通过可变信息板显示和升降隔离桩长度有效控制辅路车辆进入快速路，保证快速路系统应有的服务水平，能够较好的体现快速路的快速通行作用。
2、充分考虑了辅路车辆汇入快速路需求的动态性，在保证快速路服务水平的同时，能够使辅路汇入车辆较大程度地利用了快速路资源，实现了城市道路资源的优化利用。
附图说明
图1为城市快速路升降式隔离桩汇入控制系统；
附图2为城市快速路升降式隔离桩汇入控制流程图；
附图3为升降式隔离桩在辅路与快速路合流区路段上的布设示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明城市快速路升降式隔离桩汇入控制系统，包括车辆检测子系统、通信子系统、隔离桩升降策略处理子系统、隔离桩升降策略控制子系统、隔离桩升降信息显示子系统五大部分，如图1所示，其中
1、车辆检测子系统，包括布置在合流区速路外侧车道的最上游的车辆检测器，辅路内侧汇入车道最上游的车辆检测器以及汇入快速路后加速车道下游的车辆检测器。该子系统主要负责通过相应的检测设备检测进入快速路外侧车道和辅路汇入进口道上的实时车流量和车速信息；
2、辅路内侧汇入车道最上游的车辆检测器以及汇入快速路后加速车道下游的车辆检测器。主要检测计算辅路汇入车道待汇入车辆排队慢行不能顺利汇入快速路的车辆占全部汇入车辆的比例β；
3、通信子系统将车辆检测子系统检测到的实时交通信息传输到隔离桩升降策略处理子系统；
4、隔离桩升降策略处理子系统，依据车辆检测子系统检测到的车流量和车速等交通信息，对控制隔离桩的升降策略进行判断，生成控制策略，如图2所示，具体流程如下：
(1)、在车辆检测子系统检测时段(15分钟)内，计算待汇入车辆排队慢行不能顺利汇入快速路的车辆占全部汇入车辆的比例β，如果β<5％(给定比例5％)，则不需要升起隔离桩；
(2)、在车辆检测子系统检测时段内，如果β≥5％,在车辆检测子系统检测时段内，计算快速路最外侧车道车流量Q1(单位为辆/小时，veh/h)，如果Q1达到或超过该车道给定服务水平下的通行能力C(道路通行能力手册给定,单位为辆/小时)，则全部升起隔离桩，禁止辅路车辆汇入快速路；
(3)、在车辆检测子系统检测时段内，计算需要升起隔离桩长度L(单位为米，m)计算公式如下(式1)表示，
式1中λ表示快速路外侧车道车辆到达率(单位为辆/秒，veh/s)计算公式如下(式2)表示，
其中，V为辅路车辆的速度(单位为公里/小时，km/h)，tc为辅路车辆汇入快速路外侧车道的临界间隙(单位为秒，s)，l为辅路车辆设计汇入快速路的加速车道长度(单位为米，m)。
5、通信子系统将隔离桩升降策略处理子系统产生的控制策略传输到隔离桩升降策略控制子系统中；
6、隔离桩升降策略控制子系统，根据控制策略，控制隔离桩升降和在可变信息板上显示隔离桩的升降状态；
7、隔离桩升降策略控制子系统，采用可控制升降隔离桩，沿快速路合流区纵向在道路汇入渠化的末、始端之间以1m的间隔设置在辅路汇入车道与快速路外侧车道的加速车道引导标线上，根据加速车道延伸长度决定由汇入渠化末端开始升起的隔离桩个数并对其升降进行控制；
8、隔离桩升降信息显示子系统，显示实时隔离桩升降状态信息，用于向车辆驾驶员显示隔离桩升降状况进而提示采取相应的驾驶行为。
其中，可变信息板，包括两块，一块放置在辅路上车辆汇入标志的起点附近，用于提示车辆在变道时选择相应的车道，一块放置在辅路上车辆汇入渠化的端点附近，用于显示车辆可用利用多大的空间汇入快速路，两块可变信息板或者立柱式放置在快速路路边绿化带上或者悬臂式放置在升降隔离桩构成的延长加速车道行车道上方。
显然，实施使用本发明时还应配合相应的配套设施和技术手段，本发明文本的叙述中已将这些相应的配套设施和技术手段视为常规的技术手段，例如：辆检测子系统离不开相应的各类以检测车速、车数的传感器件；相应的，通信子系统也提供常规成熟的技术为子系统提供通信支撑。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员在不偏离本发明的范围和精神的情况下，对其进行的关于形式和细节的种种显而易见的修改或变化均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种城市快速路升降式隔离桩汇入控制系统，设置在城市快速路合流区用于实时控制辅路汇入快速路的车流量，其特征在于，沿快速路合流区纵向在道路汇入渠的末、始端之间以1m的间隔在辅路汇入车道与快速路外侧车道的加速车道引导标线上设置可控制升降隔离桩并对其升降进行控制，控制系统包括：车辆检测子系统，通信子系统，隔离桩升降策略处理子系统，隔离桩升降策略控制子系统，隔离桩升降信息显示子系统；
车辆检测子系统，用于检测车道上车辆的实时交通信息，主要是车辆流量和速度信息；
通信子系统，用于信息的传输，将车辆检测子系统检测到的车辆速度和流量实时交通信息传输到隔离桩升降策略处理子系统，并将隔离桩升降策略处理子系统生成的控制策略传输到隔离桩升降策略控制子系统和隔离桩升降信息显示子系统中；
隔离桩升降策略处理子系统，依据车辆检测子系统检测到的车流量和车速交通信息，对控制隔离桩的升降策略进行判断，生成控制策略——决定由汇入渠化末端开始升起的隔离桩个数；
隔离桩升降策略控制子系统，根据控制策略，控制隔离桩升降和在可变信息板上显示隔离桩的升降状态信息；
隔离桩升降信息显示子系统，显示实时隔离桩升降状态信息，用于向车辆驾驶员显示隔离桩升降状况进而提示他们采取相应的驾驶行为；
所述控制策略包括：
1)、在车辆检测子系统检测时段内，计算待汇入车辆排队慢行不能顺利汇入快速路的车辆占全部汇入车辆的比例β，如果β<5％，则不需要升起隔离桩；
2)、在车辆检测子系统检测时段内，如果β≥5％,在车辆检测子系统检测时段内，计算快速路最外侧车道车流量Q1，如果Q1达到该车道给定服务水平下的通行能力C，则全部升起隔离桩，禁止辅路车辆汇入快速路；
在车辆检测子系统检测时段内，计算需要升起隔离桩长度其中V为辅路车辆的速度，tc为辅路车辆汇入快速路外侧车道的临界间隙，l为辅路车辆设计汇入快速路的加速车道长度。
2.如权利要求1所述的城市快速路升降式隔离桩汇入控制系统，其特征在于，所述的隔离桩升降信息显示子系统的可变信息板包括两块，一块放置在辅路上车辆汇入标志的起点附近，用于提示车辆在变道时选择相应的车道，一块放置在辅路上车辆汇入渠化的端点附近，用于显示车辆可用利用多大的空间汇入快速路，两块可变信息板或者立柱式放置在快速路路边绿化带上或者悬臂式放置在升降隔离桩构成的延长加速车道行车道上方。
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