[发明专利]一种基于实时交通流和天气信息的快速道路可变限速控制方法

说明书

技术领域

本发明属于交通智能管理和控制技术领域，根据实时交通流与天气条件进行快速路动态限速控制，为一种基于实时交通流与天气条件的快速道路可变限速控制方法。

背景技术

公路限速问题一直是交通安全方面备受关注的一个热点问题。根据2005年和2006年《中华人民共和国公安部交通事故统计年报》，2005～2006年约有10％的事故与车辆行驶超速有关，位列各种事故原因之首。已有研究表明较高行驶速度会带来较高碰撞风险和事故严重程度，因为在高速行驶条件下，驾驶员没有足够反映时间采取相应措施避免险情出现，例如前车突然制动加速、其他车辆进入车道。因而在特定道路以及环境条件下，如果驾驶员按合理车速开车可以显著提高道路安全性。

道路交通流运行状态实时变化，而传统道路限速值是固定值，无法根据实时道路交通流运行情况动态进行限速调节。在某些交通流状态下，车流量较大，车辆行驶速度较低，但限速值仍然是较高限速值，导致部分车辆车速过快，加大了车辆之间速度差，从而增大了事故风险。此外，驾驶员由于无法了解前方道路交通状态(例如拥堵排队等)，因此容易导致行驶车速过快，当注意到前方交通问题时来不及减速，从而诱发交通事故。因此，根据交通流运行状态的快速道路可变限速控制方法近年来得到了国外众多交通学者的关注。

不良天气不仅会对车辆安全运行产生不良影响，而且会显著影响驾驶员反映时间，例如在雾天中，由于视线不好，驾驶员需要更长时间来辨认前车距离，因而不良天气下限速不同于通常情况下限速。不良天气下不合理车速容易引发道路交通安全事故，已有研究表明在不良天气下单位时间内不良天气的事故数是晴天几倍甚至是几十倍，且多为重大和恶性事故。2007年，不良天气下的交通事故造成全国约17600人死亡，85200人受伤，直接财产损失达3.18亿人民币。因而研究不良天气下高速公路限速从而保证道路行车安全性是重要并且具有实际研究意义课题，且国内外有越来越多交通学者投入到不良天气下道路行车安全方面的研究。不良天气包括：雾、雨、雪、风等。

随着当前Intelligent Transportation System(ITS)智能交通系统和Advanced Transportation Management System(ATMS)先进的交通管理系统的应用，交通控制中心可以通过交通流和气象监测设备获得实时准确的交通流和天气数据，例如当前速度、流量、占有率、温度、能见度、降雨、路面状态、风力风向等。交通流和天气状态数据的获取为实行基于实时交通流和天气信息的动态可变限速控制奠定了良好的基础。利用交通流和天气监测设备检测的各类参数值，进行当前快速路合理限速值的计算，并实时发布给驾驶员，降低道路上车辆行驶速度，对于改善我国快速路交通安全现状具有重要的工程运用价值。

发明内容

本发明要解决的问题是：传统道路限速值是固定值，无法根据实时道路交通流运行情况动态进行限速调节，需要克服以往快速路限速值固定不变的缺陷，建立根据实时交通流和天气状态进行动态限速控制方法，根据变化的交通流和天气情况实时调节快速路限速值，提高行车安全。

本发明的技术方案为：基于实时交通流和天气信息的快速道路可变限速控制方法，由控制系统对快速道路的限速值进行控制，控制系统包括检测设备、后台中心计算机和电子情报板，检测设备和电子情报板设置在快速道路上，可变速控制方法为：

1)在快速道路上设置交通流与天气信息检测设备，收集待控制道路所在区域的交通流与天气信息，交通流信息包括速度、流量和占有率，天气信息包括能见度、降雨、路面状态和风力风向信息，检测精度为每5分钟检测一次；

2)将检测到的各个参数传输到后台中心计算机中，同时判断当前时间，控制系统仅在一天的7:00-19:00时间段内进行限速值控制，如不在此时间段内，则电子情报板上显示“保持车速，安全行驶”；

3)根据线圈检测的实时交通流情况判断交通流是否处于非自由流状态，当交通流参数检测设备检测到的5分钟内各车道交通流平均密度大于18pcu/km/lane时，启动可变限速控制系统，否则，电子情报板显示该快速道路默认限速值；当5分钟的检测周期内交通流参数检测设备检测到的85％位车速与当前限速值的差大于或等于5km/h时，可变限速控制系统自动调节限速值为当前限速值加10km/h；当检测周期内交通流参数检测设备检测到的85％位车速与当前限速值差小于或等于-5km/h时，可变限速控制系统自动调节限速值为当前限速值减10km/h；当检测周期内检测到的85％位车速与当前限速值之差的绝对值小于5km/h时，不调节当前限速值；