基于高速公路不同场景的主动管控技术应用措施研究文献综述
2020-04-26 12:48:22
三、文献综述(或调研报告): 1.2国内外研究现状: 1.2.1主动管控技术的组要应用措施 主动交通管理控制技术包括一系列措施,主要有速度协调控制、匝道控制、排队预警、临 时信息板和路径引导、车道管理、增加车道临时路肩使用、货车限制、可变车速限制、收费管理等。国内外的学者也针对这些措施等进行了研究,下面对相关研究成果简要介绍。 (1)动态可变限速控制技术的速度协调控制和可变车速措施: 通过实时、自动化的调整拥堵区域的速度,减少由于事 故和其他事件引起拥堵的影响 程度,同时减少二次事故发生的可能性,提高安全性。使用专家系统对现场的传感器数据进行分析,当超过拥堵阈值或者排队正在形成时自动调节车速限制。根据不同的交通条件提供车速限制以及一些其他信息。可以利用Vissim 软件中专门的速度协调控制模块,进行仿真,对于道路上管理措施的评价。可变车速措施是根据已知的道路、交通、 天气等状况来限制车速。 国外速度协调控制措施和可变车速措施有:例如希腊的可变限速 :除了动态的分配车道信号以外,还有可变的限速标志,这些信号用来提醒驾驶员以合适的速度进入高速公路,另外,还可以提醒驾驶员高速公路是否因为有事故的处理而关闭车道。德国的速度均匀化。20世纪70年代德国就开始实施这项措施。这项措施在当地叫干线控制。速度均匀化措施主要在流量比较大的公路上实施,观测道路使用情况和天气状况,如果有紧急事件发生,系统将对速度限制进行相应的修改,为用户提供最快的信息并且告诉用户道路的状况已经改变。速度均匀化的实施大有成效,例如在一段A5公路上,实施速度均匀化措施之后,财产损失 事故减少了 3%,重大的主干道事故减少了 27%,人员伤亡的事故减少了 30%。 (2) 智能匝道控制技术的匝道控制措施 高峰时段,主路上的交通流较大,在匝道入口处设置信号灯,使车辆在一定的时间间隔进入主线,通过实时的控制匝道汇入主路的交通流,缓解拥堵的发生。 国外匝道控制措施的有:例如德国的汇入控制,即匝道控制和匝道上的车道控制的结合。 这项措施往往实施在上游路口比较多,下游入口比较少,需要控制路口进入车辆的路段。 匝道控制在德国实施比较晚,1999年德国首先在 A40 高速公路上进行了5处试验,取得了积极的效果,在高峰时段拥堵减少了50%, 匝道上的事故减少了40%。同样,在高峰时段,道路的平均速度提高了10km/h,由于5个试验的成功实施,匝道控制被进行了推广。当匝道的通过量超过1000辆/h,匝道控制措施就开始实施,系统在高峰时段持续运行,最大允许的匝道通过量每个周期不能超过两辆。 (3) 排队预警措施 排队预警是对速度协调控制的一个重要补充,在速度协调控制的指示牌处显示拥堵象形图片,有时也会设置在 DMS上方。排队预警系统是为了帮助减少常发和偶发交通拥挤下的二次事故发生的可能性,信息装置每隔 1km 建设一个,当发生一起事故的时候在前面第三个和第四个装置之间减少车辆的行驶速度。 国外排队预警措施有:德国的排队预警 ,是对速度均匀化措施的一个重要补充,利用位于速度均匀化信息板两边的拥挤画面显示出来。排队预警系统主要是为了减少常发和偶发交通拥挤下的二次事故发生的可能性,信息显示装置每隔 1km 建设一个, 当发生一起事故的时候,在前面的第三个和第四个装置之间开始减少车辆行驶的速度。 (4)临时信息板和路径引导措施 通过交通控制中心,实时为驾驶员提供可供选择的其他路径,从而避免发生交通拥堵, 减轻已经拥堵地区的交通压力。 国外的临时信息板和路径引导措施有:例如希腊的临时信息板和路径引导 :交通管理中心全天候检测设施的利用和性能,管理中心人员运用可变信息板为高速公路使用者提供实时的交通信息、基本的安全准则和特殊的信息服务。英国在2006 年 9 月 12 日在西英格兰中部地区的 M42 高速公路上开始实施主动交通管理,通过指导驾驶员在高峰时段通过电子信号合理使用路肩,还有通过动态的速度限制使得车流更加顺畅,主动交通管理在 M42 上取得了很大的成功。 (5)货车精细化时空管理技术的货车控制措施: 限制货车或者重型车辆的车速和使用的车道。在速度协调控制的过程中,重型货车要求只能在最右边的车道上行驶, 而且不能阻碍并超越同一条车道上低速行驶的重型货车。 国外的货车控制措施有:德国的货车速度限制一般都是低于小轿车的,另外货车在很多情况下被限制在最右边的车道,在速度均匀化措施实施过程中,重型货车要求只能在最右边的车道行驶,而且不能在同一条车道上超越低速度的重型货车。 (6)精细化车道管理技术的车道管理,增加车道和临时路肩使用措施 : 车道管理对高速公路设施或者车道进行实施的管理,以相应不断变化的交通条件来维持交通的畅通。区别于传统的车道管理的是,往往会涉及使用一种以上的管理策略来达到畅通的目标。增加路内侧的路肩作为车道,或者临时使用来改善拥挤时期的高速网络瓶颈。路肩只有在速度协调控制时或者车辆限度降低时才可以使用。临时路肩的使用往往和速度协调控制结合在一起,在道路通行能力瓶颈路段,临时路肩的使用提高了道路的通行能力同时也降低了车速。临时路肩的使用不仅仅要受到数据的影响,还要经过交通管理中心控制人员慎重的权衡才能开始实施。总体上,通过临时路肩的使用,增加了一条临时的车道,在增大通行能力的同时速度有略微的减慢,减少了拥堵发生的几率。 如国内的高速公路在车流量大的路段设置客车,货车及小汽车专用道,和匝口附近设立渐变道。国外的有:美国的HOV车道。希腊通过设置长途公交车专用道和奥利匹克专用道来实现车道管理措施。德国的临时路肩使用往往和速度均匀化结合在一起。在道路的通行能力瓶颈路段,临时路肩的使用提高了道路的通行能力同时 降低了车辆的速度。德国从 20 世纪 90 年代就开始实施这项措施,现在大概有 200km 的道路在使用这项措施,当道路的速度降到一定程度,路肩就可以临时被使用,这像国内的应急车道的使用措施。英国的主动交通管理措施是如果检测器发现车辆还在拥堵,就会提醒地区控制中心的操作人员应该执行临时路肩使用措施。操作人员会运用半自动化的系统,通过闭路电视检查路肩上面有没有碎片或者 故障的汽车,然后在两个拥堵点之间的道路路肩,将被开放作为一个临时车道,从而提高通行能力。当路肩开放作为车道后,速度的限制出现在路肩上面的电子信息板上。速度的限制在包括路肩在内的 4个车道都是一样的,这样是为了防止驾驶员变更车道,电子信息板上同样也会出现提醒使用者可以使用路肩的信息。这时候如果发生紧急事故或者车辆故障,驾驶员可以驶入紧急保护区,区域内有紧急电话,驾驶员可以通过电话求助,这个紧急区域内也有闭路电视,监控中心的操作人员可以通过闭路电视看到紧急保护区的情况。
综上所述,虽然主动交通管理技术控制策略多种多样,不同国家和地区在引入和实施的过程中,都需要结合各自道路交通的地域特点加以选择和调整。与欧美国家相比,我国快速道路应急车道的使用条件和限制较为严格,且设置形式标准不统一,难以满足车辆长期正常行驶的要求, 不具备应急车道管理的实施条件。从目前高速公路与城市快速路管理模式的角度考虑,也不具备实施收费管理和 HOT、 HOV 车道控制的政策基础和实施条件。我国高速公路采用全其实国外的很多高速公路的主动管控技术的具体应用措施与我国的现行的主动管控技术的具体应用措施都大同小异。不同点主要是由我国基本国情所定,我国还处于发展中国家阶段以及我国人口分布东多西少,分布不均匀,导致西部地区的高数公路主动管控技术所需的设备及其维护成本较大,以及交通流量较小,主动管控技术技术的应用措施主要集中在匝道控制措施的应用。而东部地区,节假日及天气等原因引起的交通拥堵问题则最为显著,以上的应用措施应用效果明显。综合我国的基本国情,现阶段我国可采用的技术封闭收费管理,出入口间距较大,难于对进出匝道予以控制, 可采用的主动交通控制策略主要有可变限速控制和车道控制两个策略。城市快速路和部分城郊高速公路的管理方式与国外较为相似,可采用的控制策略较多,主要包括可变限速控制、车道控制、出入控制和路线诱导。
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