[发明专利]一种预防隧道出入口附近追尾事故的可变限速控制方法

摘要

一种预防隧道出入口附近追尾事故的可变限速控制方法，在隧道出入口下游位置设置交通流检测器，时时自动获取实时交通流数据对交通流状态进行监测；在隧道出入口上游设置可变信息提示板；考虑了拥堵会向上游快速传播的特性，基于拥堵波传播特性计算追尾事故发生条件，考虑驾驶员进出隧道口时由于光线强烈变化导致的视觉适应时间等综合因素，计算出最优的限速值，通过可变信息提示板时时提醒进出车辆，克服了以往针对隧道出入口附近追尾事故无法进行主动式预防的缺陷，大幅降低了隧道出入口附近追尾事故的发生率，且控制方法简单易实现，具有广泛前景。

主权项

1.一种预防隧道出入口附近追尾事故的可变限速控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）确定长隧道出入口下游发生拥堵时拥堵波的传播速度值，计算公式如下：q_A·Δt+k_A·l＝(v_B·Δt+l)·k_B    （1）由公式（1）推导得出：v_s＝l÷Δt＝(q_A-q_B)÷(k_A-k_B)  （2）其中，q_A为自由流状态的交通流流量，单位是veh/s；k_A为自由流状态的交通流密度，单位是veh/m；v_A为自由流状态的交通流速度，单位是m/s；q_B为拥堵状态的交通流流量，单位是veh/s；k_B为拥堵状态的交通流密度，单位是veh/m；v_B为拥堵状态的交通流速度，单位是m/s；l为A与B点间距离，单位是m；Δt为拥堵状态从B点传播到A点时间，单位是s；2）设置路侧可变信息提示板及交通流检测器：2.1）在长隧道出入口上游位置设置路侧可变信息提示板，路侧可变信息提示板与出入口距离的计算公式如下：Lbt=(vu/3.6)2-(vp/3.6)22a---(3)]]>其中，v_u为长隧道出入口上游路段实测车流速度的85%分位值，单位是km/h；v_p为长隧道出入口路段最低限速值，单位是km/h；a为车辆减速时的加速度值，单位是m/s²；2.2）在长隧道出入口下游设置交通流检测器，下游交通流检测器的设置位置与长隧道出入口的距离的计算公式如下：L=v·Δta3.6+v·Δt‾3.6+(v/3.6)22a+vs3.6·(v/3.6-0a+Δt‾)---(4)]]>其中，v为车辆减速前的均速行驶速度，单位是km/h；Δt_a为驾驶员的视觉适应时间，单位是s；为驾驶员反应时间，单位是s；a为车辆减速时的加速度值，单位是m/s²；v_s为拥堵波传播速度，单位是km/h；3）隧道出入口下游拥堵状态判定及实时可变限速控制：3.1）长隧道出入口下游的交通流检测器每隔30秒检测一次数据，当数据满足拥堵判定条件时触发可变限速控制系统，拥堵判定条件如下：当满足：O_a＞O_c且v_a＜v_r（5）条件时，判定入口下游处处于拥堵状态。其中，O_a为长隧道出入口下游实时交通流占有率检测值，该值为百分数；O_c为长隧道出入口下游交通流拥堵状态占有率阈值，该值为百分数；v_a为长隧道出入口下游实时交通流速度检测值，单位是km/h；v_r为长隧道出入口下游交通流拥堵状态速度阈值，单位是km/h；3.2）判定步骤3.1）中出入口下游处于拥堵状态时，控制中心将可选的限速值按降序排列后依次带入最优限速值判定条件中计算，满足条件的最大限速值即为最优限速控制值，最优限速值判定条件如下：(s‾/3.6)·(Δta+Δt‾)+(s‾/3.6)22a+(vs/3.6)·((s‾/3.6)a+Δt‾)<L-(vs/3.6)(t-t‾)---(6)]]>其中，为当前选择带入判定条件的可变限速值，单位是km/h；Δt_a为驾驶员视觉适应时间，单位是s；为长隧道出入口上游驾驶员制动前的反应时间，单位是s；a为车辆减速时的加速度值，单位是m/s²；v_s为拥堵波传播速度，单位是km/h；L为长隧道出入口下游交通流检测器设置位置与出入口的距离，单位是km；t为当前时刻；为长隧道出入口下游交通流检测器检测到拥堵状态的时刻。3.3）将步骤3.2）中判定所得最优限速值反馈给指挥控制中心，指挥控制中心通过设于长隧道出入口上游的路侧可变信息提示板，向上游行驶来的车辆发布当前时刻隧道出入口路段实时限速的速度值