[发明专利]一种基于多瓶颈条件的匝道协调控制方法

权利要求书

1.一种基于多瓶颈条件的匝道协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：针对某一入口匝道局部控制范围路段中的瓶颈段，计算每一个瓶颈段的调节率r_i(k)；

对调节率r_i(k)和上一控制周期的调节率通过指数平滑法进行平滑；

r_i^sm(k)＝α·r_i(k)+(1-α)·r_i^sm(k-1)

式中：r_i^sm(k)为指数后瓶颈i第k个控制周期的匝道调节率；r_i^sm(k-1)为指数后瓶颈i第k-1个控制周期的匝道调节率；α为平滑常数；取其最小值作为局部调节率r_j(k)；

步骤2：根据匝道排队长度限制计算匝道调节率r′(k)；

步骤3：比较局部调节率r_j(k)和匝道调节率r′(k)，取其中的最大值作为最终的局部调节率r(k)；

步骤4：计算瓶颈段j上游相关匝道的协调调节率R(m,j,k)，取其中的最小值作为该匝道的协调调节率R_c(m,k)；

步骤5：比较r(k)和R_c(m,k)，取其中最小值，作为该匝道的最终调节率；

其中：i为瓶颈段，k为控制周期，j为瓶颈最严重的瓶颈段，m为与瓶颈段j相关的匝道。

2.根据权利要求1所述的一种基于多瓶颈条件的匝道协调控制方法，其特征在于，所述步骤1中调节率r_i(k)的计算过程如下：

式中：i＝1,2,…,n，r_i(k)为第k个控制周期中瓶颈段i的匝道调节率；r_i(k-1)为第 k-1个控制周期中瓶颈段i的匝道调节率，K_R和K_P为调节参数，为期望占有率，o_i(k)为第k个控制周期瓶颈段i的占有率，o_i(k-1)为第k-1个控制周期瓶颈段i的占有率。

3.根据权利要求1所述的一种基于多瓶颈条件的匝道协调控制方法，其特征在于，所述步骤2中匝道调节率r′(k)的计算过程如下：

式中：r′(k)为第k个控制周期避免排队溢出的最小匝道调节率，为匝道允许的最大排队长度，w(k)为第k个控制周期的排队车辆数，d(k-1)为第k-1个控制周期的匝道需求流量，T为控制周期长度。

4.根据权利要求1所述的一种基于多瓶颈条件的匝道协调控制方法，其特征在于，步骤4中R(m,j,k)的计算方法如下：

式中：R(m,j,k)为第k个控制周期上游相关匝道m的协调调节率，P为最靠近瓶颈段j的匝道；r_j(k)为第k个控制周期根据瓶颈段j计算的匝道调节率；W_mj为瓶颈段j相关的匝道m的权重系数；其中：

式中：X_m为匝道m的位置坐标，X_j为瓶颈段j上游结束时的位置坐标。