CN113129610B - 不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制系统，属于智能交通管理与控制技术领域。该系统包括可变情报板VMS、可变限速标志牌VLS、交通气象监测站RWS、交通流检测设备TRA和协同控制器；可变情报板VMS用于发布当前恶劣天气类型、位置以及管控措施；可变限速标志牌VLS用于发布当前限速区的实时限速值；交通流检测设备TRA用于采集交通流信息；交通气象监测站RWS用于实时采集路段的气象参数；本发明结合山区公路连续限速区的道路条件、气象环境差异等，采用可变限速标志牌和可变情报板等协同控制技术，提升高速公路在恶劣天气下的通行安全性与效率，易于推广应用。

Description

不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制方法

技术领域

本发明属于智能交通管理与控制技术领域，具体涉及一种不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制系统，以根据交通气象变化实现对高速公路进行自动化的实时速度控制与交通管控。

背景技术

山区高速公路呈带状布线，沿线经过区域多。而山区高速公路地形地质条件复杂，海拔高差大，沿线垂直气候分布明显，恶劣天气发生时，存在局域性和偶发性等特征。车辆按照正常限速行驶时，若遇到局部或突发的团雾、暴雨、路面结冰等恶劣天气，来不及采取相应的制动等措施，极易发生交通事故。

现有可变限速技术和方法中，还没有将多路段的限速实时控制与上游道路的可变信息发布进行协同控制的系统。且没有对限速区长度对控制方案的影响进行分析。此外对于可变限速标志牌、交通气象监测设备等设施的布设等常放置于同一位置，并未考虑需要根据各自控制特征来选择相应的布设方案。在一个限速区内，可能同时存在恶劣天气影响路段、线形困难路段、隧道路段等，应根据整个限速区的特征，对比多个特征路段以选取适应于整个限速区道路、气象等特征的最大容许速度作为限速区可变限速值的制定依据。

另外当遇到极端恶劣天气或需要进行交通管制的交通事件中，现有可变限速技术没有开展详细的应对措施。因此如何克服现有技术的不足是目前智能交通管理与控制技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制系统，旨在结合山区公路连续限速区的道路条件、气象环境差异等，采用可变限速标志牌和可变情报板等协同控制技术，提升高速公路在恶劣天气下的通行安全性与效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制系统，包括：可变情报板VMS、可变限速标志牌VLS、交通气象监测站RWS、交通流检测设备TRA 和协同控制器；

可变情报板VMS用于发布当前恶劣天气类型、位置、以及管控措施；

可变限速标志牌VLS用于发布当前限速区的实时限速值；

交通流检测设备TRA用于采集交通流信息；

交通气象监测站RWS用于实时采集路段的气象参数；

协同控制器，安装于高速公路信息控制中心，通过无线通讯模块分别与交通流检测设备TRA、交通气象监测站RWS、可变限速标志牌VLS、可变情报板 VMS相连，用于根据交通流和气象参数对各路段的限速值进行实时优化，获得相应的管控措施，然后通过可变限速标志牌VLS显示优化后的各路段实时限速值，再将天气的类型、发生位置、管控措施发送至可变情报板VMS进行相应的显示。

进一步，优选的是，交通流信息包括车辆类型、车速、交通量、密度、车道编号。

进一步，优选的是，气象参数包括能见度、风向、风速、降水情况、路面状态、附着物厚度、路面温度；降水情况为降水类型或降水强度。

进一步，优选的是，交通气象监测站RWS数据更新频率≤1min。

进一步，优选的是，在易发生大到暴雨、浓雾、劲风、降雪的路段设置交通气象监测站RWS，并同时设置交通流检测设备TRA；

在隧道、互通立交、服务区路段设置交通流检测设备TRA；

考虑道路线形、隧道、桥梁、互通立交分布，兼顾考虑气象条件分布，在最大容许速度差别在20km/h以内的路段划分为一个限速区，并在限速区开始位置设置可变限速标志牌VLS；

在易发生大到暴雨、浓雾、劲风、降雪的路段的上游、互通立交出口前设置可变情报板VMS。

本发明同时提供一种不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制方法，采用上述不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制系统，包括如下步骤：

(1)最大容许速度判断逻辑：

将交通气象监测站RWS采集的气象参数传输至协同控制器，协同控制器通过计算在当前能见度、纵向摩阻系数、水膜厚度的路段最大容许速度，再通过侧风风速进行最大容许速度调整，当侧风风速大于等于50km/h并小于等于 100km/h时，最大容许速度对应减少10km/h；侧风风速大于100km/h时，最大容许速度对应减少20km/h；判断当前限速值是否大于最大容许速度，若是，调整可变限速标志牌VLS的限速值；若否，可变限速标志牌VLS的限速值不变；

(2)可变情报板信息控制：

通过交通气象监测站RWS采集的路段的气象参数传输至协同控制器，协同控制器通过处理分析能见度、小时降水强度、降水类型、路面状态、风速信息判断恶劣天气类型；

通过处理分析车辆类型、车速信息和事件检测信息得到断面平均速度和每车道交通量来判断交通事件类型；交通流检测设备TRA采集交通流信息传输至协同控制器，当检测到平均速度小于20km/h且大于0km/h时，交通事件类型为行驶缓慢；当检测到平均速度小于40km/h且每车道交通量大于1600pcu/h时，交通事件类型为拥堵；事件检测信息判断为事故时，交通事件类型为事故；

根据交通气象监测站RWS距可变情报板的距离d控制可变情报板信息；

协同控制器根据事件类型发布管控措施至可变情报板VMS；

(3)多路段协同控制逻辑

当根据(1)的方法得到的最大容许速度小于当前限速区的限速值时，启动可变限速控制，调整RWS所在限速区的限速值为最大容许速度；

启动其他限速区的自适应协同控制：从多限速区中限速值最小的位置开始，依次对相邻限速区限速差依次对相邻限速区限速值之差进行检查；限速差小于等于20km/h，则维持原限速值；限速差大于20km/h，则调整限速较大的限速区限速值，调整为限速较小值加20km/h；

当前限速与上一控制周期限速差增幅应不大于20km/h；

连续相同限速值的限速区累计长度应满足限速区最小长度要求，即当限速小于等于100km/h时，连续相同限速值的限速区总长度应不小于2km，当限速大于100km/h时，连续相同限速值的限速区总长度应不小于10km；

最后根据判断是否存在拥堵路段，即交通流检测中平均速度小于40km/h且每车道交通量大于1600pcu/h时，为拥堵；若无，则采用当前调整限速方案对全线进行协同控制；若存在，则上游限速区限速值降低10km/h后验算降低限速前后总行驶里程，若总行驶里程增加，再次降低上游限速区限速值重复验算，直至总行驶里程降低或不变后，采用降低后的上游限速区限速值；若总行驶里程降低或不变，则维持降低前的限速值；总行驶里程的计算方法如下式所示：

式中，M为路段内的元胞总数；ΔT为预测模型的单位时间步长；N_t为模型控制周期T内时间步长数，即T＝ΔTN_t；ρ_j(t)为t时刻在j元胞的车辆密度，v_mean(j，t)为 t时刻j元胞内车辆的平均速度，l_j为元胞长度，TTD为总行驶里程。

进一步，优选的是，还包括交通管制控制；具体为：

(a)极度恶劣天气下交通管制自动控制：

当路段最大容许速度小于20km/h时关闭相关路段、立交进出口；并通过可变情报板VMS显示相关管制措施，待恶劣天气情况好转后高速公路再恢复通行；

(b)事件下交通管制人工控制：

当人为实施计划性施工或人工发现路段发生重大事故时，通过人工控制调整施工或重大事故发生路段的限速值，其他限速区的可变限速标志牌VLS限速值按照相邻路段限速差不超过20km/h的原则自动同步调整；同时人工修改可变情报板VMS信息。

进一步，优选的是，可变情报板VMS优先发布交通事件类型为事故的信息，其次为恶劣天气类型，最后为其他交通事件类型；

极度恶劣天气下交通管制自动控制时，变情报板VMS显示“前方路段关闭，车辆由xx互通立交驶离高速公路”或“前方路段关闭，车辆驶入xx服务区停车等待”；

事件下交通管制人工控制时，人工修改可变情报板VMS信息，格式为前方 d km施工或事故，减速慢行。

进一步，优选的是，按照表1来判断路段最大容许速度，表1中第一列到第五列之间为或的关系，当多种不利天气状况同时发生时，按照第六列对应的最大容许速度的较小值确定最大容许速度；

表1

按照表2判断恶劣天气类型；

表2恶劣天气类型

进一步，优选的是，根据恶劣天气类型和交通事件类型，根据表3确定管控措施；

表3管控措施

恶劣气象下的公路管理中，通过可变情报板与可变限速标志牌的信息能够为驾驶员提供最直观的交通管理控制信息。本发明重点对恶劣天气下可变限速系统的监测信息、硬件设施的布设、系统软件模块、信息发布要求等方面提出设置原则和方法，提出适应于恶劣天气下的限速与可变信息的协同控制系统。同时，本发明针对极端恶劣天气下道路不具备通行条件的情况下，制定了以相邻互通为节点的路段禁行、上游路段可变限速标志牌、可变情报板联动控制方法。

本发明基于恶劣天气影响下的最大容许速度，调整受恶劣天气影响路段所在限速区的限速值，并通过协同控制技术，控制多限速区的可变限速标志牌VSL 限速值和可变情报板VMS信息，在保证一定的安全水平下通过调整相邻路段(特别是上游路段)的限速值，得到使高速公路的通行效率最高的多限速区协同控制方案。并同时判断气象、交通状态，通过上游可变情报板将地点、恶劣天气类型、位置、需要采取的措施等集成发布给驾驶员。为恶劣天气下的速度控制好而交通管理提供科学依据，并为交通气象数据在高速公路速度控制与交通管控中的应用提供技术支持。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

恶劣天气下高速公路可变限速控制系统主要包括以下组成部分：交通流检测设备、交通气象监测站、可变限速标志牌、可变情报板以及协同控制器。交通流检测设备采集车速、流量、密度等交通流信息，交通气象监测站实时采集各路段能见度、降雨量、路面状态、覆盖物厚度等气象参数，协同控制器根据交通流和气象参数对各路段的限速值进行动态优化，研判恶劣交通气象类型和交通事件类型，并通过可变限速标志牌显示各路段当前限速值，通过可变情报板显示路段恶劣交通气象或交通事件类型及管控措施。

通过本发明系统，利用交通气象、交通流等实时监测数据，实现适应恶劣天气环境的限速方案，杜绝限速的盲目性，从而尽可能多的保障人民的生命财产安全，提升恶劣天气条件下高速公路通行安全和通行效率，减少事故风险等，从而降低运营成本。为管理部门提供及时、科学的决策支持。

附图说明

图1为本发明不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制系统使用时的示意图；其中，VMS为可变情报板；VLS为可变限速标志牌；RWS为交通气象监测站；TRA为交通流检测设备；

恶劣天气影响区域；1为限速区内RWS 数据传输；2为限速区内TRA数据传输；3为协同控制器控制多个限速区的VLS； 4为协同控制器控制VMS；

图2为协同控制原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

数据交换与控制：

1、限速区内RWS数据传输；2、限速区内TRA数据传输；3、协同控制器控制多个限速区的VLS；4、协同控制器控制VMS。

恶劣天气下的限速管理集合了从监测、限速方案设计到最后信息发布的过程。本发明重点从前端设施布设、系统软件模块、信息发布要求以及系统运行机制等，提出适应于恶劣天气影响高速公路的自适应多限速区的可变限速与可变信息协同控制系统

系统组成：

1)监测设备：

(1)RWS：交通气象监测站，能监测交通气象参数，包括能见度、风向、风速、降水情况、路面状态、附着物厚度、路面温度，且更新频率≤1min；降水情况为降水类型或降水强度。

(2)TRA：交通流检测设备，能检测交通流信息，包括车辆类型、车速、交通量、密度、车道编号

2)信息发布设备：

(1)VLS：可变限速标志牌，用于发布当前限速区的实时限速值；

(2)VMS：可变情报板，用于发布当前恶劣天气类型、位置以及管控措施。

3)协同控制器：依据交通气象数据确定的限速区最大容许速度，基于交通流等因素对多个限速区的可变限速值、可变情报板的交通气象状态信息与交通管控信息进行协同控制，见图2。

硬件设施布设原则：

1)应在公路设施布设表中可以标注出可变限速标志牌、交通气象站、交通流观测站(交调站)的位置，以及和其他重要节点的相对位置。

2)交通气象监测站RWS布设：在易发生大到暴雨、浓雾、劲风、降雪的路段设置交通气象监测站RWS，并同时设置交通流检测设备TRA；

3)交通流检测设备TRA布设：在隧道、互通立交、服务区路段设置交通流检测设备TRA，交通事件检测功能为可选功能；

4)可变限速标志牌VLS布设：考虑道路线形、隧道、桥梁、互通立交分布，兼顾考虑气象条件分布，在最大容许速度差别在20km/h以内的路段划分为一个限速区，并在限速区开始位置设置VLS；

5)可变情报板VMS布设：在易发生大到暴雨、浓雾、劲风、降雪的路段的上游、互通立交出口前设置VMS。

系统控制逻辑：

不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制系统旨在为恶劣天气条件下的速度控制提供科学的决策支持。

1)最大容许速度判断逻辑

通过图1中“1限速区内RWS数据传输”至区域控制器，确定受影响路段最大容许速度，判断当前限速区限速值是否大于最大容许速度，若是，调整限速值；若否，限速值不变。

将交通气象监测站RWS采集的交通流信息传输至协同控制器，协同控制器通过计算在当前能见度、纵向摩阻系数、水膜厚度的路段最大容许速度，如表4 所示，再通过侧风风速进行最大容许速度调整，当侧风风速大于等于50km/h并小于等于100km/h时，最大容许速度对应减少10km/h。侧风风速大于100km/h 时，最大容许速度对应减少20km/h。判断当前限速值是否大于最大容许速度，若是，调整可变限速标志牌VLS的限速值；若否，可变限速标志牌VLS的限速值不变；

交通气象数据影响下的最大容许速度值如下：表4中各列之间为“或”的关系，当多种不利天气状况同时发生时，按照最不利情况确定最大容许速度：

表4交通气象影响下最大容许速度值

2)可变情报板信息控制

通过图1中1、交通气象信息传输至协同控制器，和2、交通流信息传输至协同控制器，协同控制器通过判断交通气象或交通事件的类型、位置信息。在恶劣天气发生时，以“前方(距离)公里(天气事件/交通事件)，(交通控制信息)”的格式，通过“4、协同控制器控制VMS将恶劣天气位置、类型以及速度管理、交通管理措施提前告知驾驶员。例如：“前方10km浓雾，限速降低”等。

通过图2中协同控制器控制，交通气象监测站RWS采集的路段的交通气象参数和交通流检测设备TRA采集的路段交通流参数通过无线传输，传输至协同控制器进行储存，图2中数据处理与分析并进行VMS发布方案控制的方法如下：

协同控制器通过处理分析能见度、小时降水强度、降水类型、路面状态、风速信息，根据表5判断恶劣天气类型；

表5恶劣天气类型

协同控制器通过处理分析车辆类型、车速信息和事件检测信息得到断面平均速度和每车道交通量来判断交通事件类型；

交通流检测设备TRA采集交通流信息传输至协同控制器，当检测到平均速度小于20km/h且大于0km/h时，交通事件类型为“行驶缓慢”；当检测到平均速度小于40km/h且每车道交通量大于1600pcu/h时，交通事件类型为“拥堵”；事件检测信息判断为事故时，交通事件类型为“事故”；

根据交通气象监测站RWS距可变情报板的距离d控制可变情报板信息；

协同控制器根据事件类型发布VMS信息控制方案；

表6管控措施信息

信息发布优先发布交通事件类型为“事故”的信息，其次为恶劣天气类型，最后为其他交通事件类型；

信息格式为：“前方d km(恶劣天气类型)或(交通事件类型)，请谨慎驾驶”，例如：前方8km大暴雨，减速慢行。

3)多路段协同控制逻辑

通过图1中“3、多个限速区通讯传输并进行VLS协同控制”，通过图2协同控制器对数据处理与分析，得到多限速区VSL发布方案。图2协同控制器中数据处理分析且得到多限速区VSL发布方案的控制方法如下；

当图1中任一RWS监测到的交通气象数据根据1)的方法得到的最大容许速度小于当前限速区的限速值时，启动可变限速控制，调整RWS所在限速区的限速值为最大容许速度；

启动其他限速区的自适应协同控制：从多限速区中限速值最小的位置开始，依次对相邻限速区限速差依次对相邻限速区限速值之差进行检查；限速差小于等于20km/h，则维持原限速值；限速差大于20km/h，则调整限速较大的限速区限速值，调整为限速较小值加20km/h；

当前限速与上一控制周期限速差增幅应不大于20km/h；

连续相同限速值的限速区累计长度应满足限速区最小长度要求，即当限速小于等于100km/h时，连续相同限速值的限速区总长度应不小于2km，当限速大于100km/h时，连续相同限速值的限速区总长度应不小于10km；

最后根据判断是否存在拥堵路段，即交通流检测中平均速度小于40km/h且每车道交通量大于1600pcu/h时，为拥堵；若无，则采用当前调整限速方案对全线进行协同控制；若存在，则上游限速区限速值降低10km/h后验算降低限速前后总行驶里程，若总行驶里程增加，再次降低上游限速区限速值重复验算，直至总行驶里程降低或不变后，采用降低后的上游限速区限速值；若总行驶里程降低或不变，则维持降低前的限速值；总行驶里程的计算方法如下式所示：

式中，M为路段内的元胞总数，ΔT为预测模型的单位时间步长，N_t为模型控制周期T内时间步长数(即T＝ΔTN_t)，ρj(t)为k时刻在j元胞的车辆密度，v_mean(j，t)为 t时刻j元胞内车辆的平均速度，l_j为元胞长度，TTD为总行驶里程。

4)交通管制控制

当天气极度恶劣，或在不良天气下发生重大交通事故的情况下，通过图1 中1、2、3、4控制流程系统可通过自动控制、或人工控制的方式进行交通管制。

(1)极度恶劣天气下交通管制自动控制：

当路段最大容许速度小于20km/h的时关闭相关路段、立交进出口；并通过可变情报板VMS显示“前方路段关闭，车辆由xx互通立交驶离高速公路”或“前方路段关闭，车辆驶入xx服务区停车等待”，待恶劣天气情况好转后高速公路再恢复通行；

(2)事件下交通管制人工控制：

当人为实施计划性施工、或人工发现路段发生重大事故时，通过人工控制调整施工或重大事故发生路段的限速值，其他限速区的可变限速标志牌VSL限速值按照相邻路段限速差不超过20km/h的原则自动同步调整；同时人工修改可变情报板VMS信息，格式为“前方(d)km施工(或事故)，减速慢行”。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制方法，其特征在于，应用于不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制系统；

所述的不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制系统包括：可变情报板VMS、可变限速标志牌VLS、交通气象监测站RWS、交通流检测设备TRA和协同控制器；

可变情报板VMS用于发布当前恶劣天气类型、位置以及管控措施；

可变限速标志牌VLS用于发布当前限速区的实时限速值；

交通流检测设备TRA用于采集交通流信息；

交通气象监测站RWS用于实时采集路段的气象参数；

协同控制器，安装于高速公路信息控制中心，通过无线通讯模块分别与交通流检测设备TRA、交通气象监测站RWS、可变限速标志牌VLS、可变情报板VMS相连，用于根据交通流和气象参数对各路段的限速值进行实时优化，获得相应的管控措施，然后通过可变限速标志牌VLS显示优化后的各路段实时限速值，再将天气的类型、发生位置、管控措施发送至可变情报板VMS进行相应的显示；

交通流信息包括车辆类型、车速、交通量、密度、车道编号；

气象参数包括能见度、风向、风速、降水情况、路面状态、附着物厚度、路面温度；降水情况为降水类型或降水强度；

包括如下步骤：

（1）最大容许速度判断逻辑：

将交通气象监测站RWS采集的气象参数传输至协同控制器，协同控制器通过计算在当前能见度、纵向摩阻系数、水膜厚度的路段最大容许速度，再通过侧风风速进行最大容许速度调整，当侧风风速大于等于50km/h并小于等于100km/h时，最大容许速度对应减少10km/h；侧风风速大于100km/h时，最大容许速度对应减少20km/h；判断当前限速值是否大于最大容许速度，若是，调整可变限速标志牌VLS的限速值；若否，可变限速标志牌VLS的限速值不变；

（2）可变情报板信息控制：

通过交通气象监测站RWS采集的路段的气象参数传输至协同控制器，协同控制器通过处理分析能见度、小时降水强度、降水类型、路面状态、风速信息判断恶劣天气类型；

通过处理分析车辆类型、车速信息和事件检测信息得到断面平均速度和每车道交通量来判断交通事件类型；交通流检测设备TRA采集交通流信息传输至协同控制器，当检测到平均速度小于20km/h且大于0km/h时，交通事件类型为行驶缓慢；当检测到平均速度小于40km/h且每车道交通量大于1600pcu/h时，交通事件类型为拥堵；事件检测信息判断为事故时，交通事件类型为事故；

根据交通气象监测站RWS距可变情报板的距离d控制可变情报板信息；

协同控制器根据事件类型发布管控措施至可变情报板VMS；

（3）多路段协同控制逻辑

当根据（1）的方法得到的最大容许速度小于当前限速区的限速值时，启动可变限速控制，调整RWS所在限速区的限速值为最大容许速度；

启动其他限速区的自适应协同控制：从多限速区中限速值最小的位置开始，依次对相邻限速区限速差依次对相邻限速区限速值之差进行检查；限速差小于等于20km/h，则维持原限速值；限速差大于20km/h，则调整限速较大的限速区限速值，调整为限速较小值加20km/h；

当前限速与上一控制周期限速差增幅应不大于20km/h；

连续相同限速值的限速区累计长度应满足限速区最小长度要求，即当限速小于等于100km/h时，连续相同限速值的限速区总长度应不小于2km，当限速大于100km/h时，连续相同限速值的限速区总长度应不小于10km；

最后根据判断是否存在拥堵路段，即交通流检测中平均速度小于40km/h且每车道交通量大于1600pcu/h时，为拥堵；若无，则采用当前调整限速方案对全线进行协同控制；若存在，则上游限速区限速值降低10km/h后验算降低限速前后总行驶里程，若总行驶里程增加，再次降低上游限速区限速值重复验算，直至总行驶里程降低或不变后，采用降低后的上游限速区限速值；若总行驶里程降低或不变，则维持降低前的限速值；

按照表1来判断路段最大容许速度，表1中第一列到第五列之间为或的关系，当多种不利天气状况同时发生时，按照第六列对应的最大容许速度的较小值确定最大容许速度；

表1

按照表2判断恶劣天气类型；

表2 恶劣天气类型

。

2.根据权利要求1所述的不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制方法，其特征在于，交通气象监测站RWS数据更新频率≤1min。

3.根据权利要求1所述的不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制方法，其特征在于：

在易发生大到暴雨、浓雾、劲风、降雪的路段设置交通气象监测站RWS，并同时设置交通流检测设备TRA；

在隧道、互通立交、服务区路段设置交通流检测设备TRA；

考虑道路线形、隧道、桥梁、互通立交分布，兼顾考虑气象条件分布，在最大容许速度差别在20km/h以内的路段划分为一个限速区，并在限速区开始位置设置可变限速标志牌VLS；

在易发生大到暴雨、浓雾、劲风、降雪的路段的上游、互通立交出口前设置可变情报板VMS。

4.根据权利要求1所述的不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制方法，其特征在于，还包括交通管制控制；具体为：

（a）极度恶劣天气下交通管制自动控制：

当路段最大容许速度小于20km/h时关闭相关路段、立交进出口；并通过可变情报板VMS显示相关管制措施，待恶劣天气情况好转后高速公路再恢复通行；

（b）事件下交通管制人工控制：

当人为实施计划性施工或人工发现路段发生重大事故时，通过人工控制调整施工或重大事故发生路段的限速值，其他限速区的可变限速标志牌VLS限速值按照相邻路段限速差不超过20km/h的原则自动同步调整；同时人工修改可变情报板VMS信息。

5.根据权利要求4所述的不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制方法，其特征在于：

可变情报板VMS优先发布交通事件类型为事故的信息，其次为恶劣天气类型，最后为其他交通事件类型；

极度恶劣天气下交通管制自动控制时，变情报板VMS显示“前方路段关闭，车辆由xx互通立交驶离高速公路”或“前方路段关闭，车辆驶入xx服务区停车等待”；

事件下交通管制人工控制时，人工修改可变情报板VMS信息，格式为前方d km施工或事故，减速慢行。

6.根据权利要求1所述的不利天气高速公路自适应可变限速与信息协同控制方法，其特征在于，根据恶劣天气类型和交通事件类型，根据表3确定管控措施；

表3 管控措施

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