1、車輛檢測器構造及原理車輛檢測器構造及原理 車輛檢測器是信息采集系統(tǒng)的重要外設，也車輛檢測器是信息采集系統(tǒng)的重要外設，也是目前道路交通信息采集的主要手段之一。是目前道路交通信息采集的主要手段之一?；竟δ芑竟δ?可采集各車道通行狀態(tài)、車流速度和密度、可采集各車道通行狀態(tài)、車流速度和密度、車型判斷、行駛速度與裝載高度違章等信息。車型判斷、行駛速度與裝載高度違章等信息。 車輛檢測器信息采集通常采用非接觸式，車輛檢測器信息采集通常采用非接觸式，按工作原理分為不同種類。按工作原理分為不同種類。 如：如：感應式感應式 反射接受式反射接受式 對射接受式對射接受式模擬或模擬或數(shù)字信號數(shù)字信號現(xiàn)現(xiàn)場場處處理理

2、控控制制中中心心車輛檢測器的構成車輛檢測器的構成 車輛檢測器主要由三部分組成。車輛檢測器主要由三部分組成。檢測部件檢測部件 直接安裝于道路沿線用于信號采集的各類直接安裝于道路沿線用于信號采集的各類裝置，如：地感線圈，安裝于地下；紅外（或裝置，如：地感線圈，安裝于地下；紅外（或超聲波）接收裝置，安裝于兩側立面。超聲波）接收裝置，安裝于兩側立面。感應式感應式檢測器檢測器信號接收放大和輸送部件信號接收放大和輸送部件 包括各類信號放大器、饋線電纜等。首先包括各類信號放大器、饋線電纜等。首先將采集單元獲得的感應信號進行過濾、放大，將采集單元獲得的感應信號進行過濾、放大，并以一定的形式輸送到處理器。并以一

3、定的形式輸送到處理器。信號處理部件信號處理部件 接受來自放大單元的各類電、磁信號，并接受來自放大單元的各類電、磁信號，并將其轉換成數(shù)字信號，便于長距離輸送。將其轉換成數(shù)字信號，便于長距離輸送。 檢測器通過車輛經檢測器通過車輛經過埋在路面下的環(huán)行過埋在路面下的環(huán)行線圈所引起的電感變線圈所引起的電感變化，檢測車輛的存在化，檢測車輛的存在常用感應式車輛檢測器常用感應式車輛檢測器環(huán)形線圈感應環(huán)形線圈感應 利用車輛經過造成磁感效應造成電動勢輸利用車輛經過造成磁感效應造成電動勢輸出的微量變化，用以體現(xiàn)車輛的通過和存在。出的微量變化，用以體現(xiàn)車輛的通過和存在。電磁感應電磁感應 裝置中調協(xié)電子系統(tǒng)產生一定頻率

4、的高頻裝置中調協(xié)電子系統(tǒng)產生一定頻率的高頻電流，通過線圈繞組時獲得恒定的電感信號。電流，通過線圈繞組時獲得恒定的電感信號。永磁元件感應永磁元件感應 采用永磁元件和一定匝數(shù)的線圈，車輛經采用永磁元件和一定匝數(shù)的線圈，車輛經過時造成磁場變化在線圈內產生感應電動勢而過時造成磁場變化在線圈內產生感應電動勢而獲得交通信號。獲得交通信號。 注意：永磁探頭對靜止車輛無效。注意：永磁探頭對靜止車輛無效。環(huán)形線圈車輛檢測器安裝環(huán)形線圈車輛檢測器安裝 利用感應線圈來檢測車輛速度是目前世界利用感應線圈來檢測車輛速度是目前世界上技術較為成熟的車輛檢測方法。上技術較為成熟的車輛檢測方法。作用作用 獲得路面交通流獲得路面

5、交通流 量、占有率、速量、占有率、速 度等數(shù)據(jù)。度等數(shù)據(jù)。 判斷道路阻塞情況。判斷道路阻塞情況。 利用外場信息發(fā)布利用外場信息發(fā)布 系統(tǒng)發(fā)出警告。系統(tǒng)發(fā)出警告。3米米2米米2米米2米米2米米行車方向行車方向 基本原理基本原理 在同一車道的道路路基段埋設一組（在同一車道的道路路基段埋設一組（2 2個）感個）感應線圈，每組感應線圈與多通道車輛檢測器相連。應線圈，每組感應線圈與多通道車輛檢測器相連。 車輛先后經過兩個線圈時，由于線圈電感量的車輛先后經過兩個線圈時，由于線圈電感量的變化，車輛的通過狀態(tài)將被檢測到，并將其傳輸給變化，車輛的通過狀態(tài)將被檢測到，并將其傳輸給車輛檢測器進行采集、放大、計算、存

6、儲、上傳。車輛檢測器進行采集、放大、計算、存儲、上傳。 通過狀態(tài)信號：通過狀態(tài)信號： 車輛存在與否車輛存在與否 前后時間間距前后時間間距 特征量（車軸距、輪寬、質量等）特征量（車軸距、輪寬、質量等）安裝安裝 環(huán)形線圈安裝是埋設于車道路面或車道地下。環(huán)形線圈安裝是埋設于車道路面或車道地下。 根據(jù)檢測器工作原理不同，檢測部件可置于車根據(jù)檢測器工作原理不同，檢測部件可置于車道的道的地下、地面、兩側、上空地下、地面、兩側、上空等位置。等位置。 如：如：反射式、對射式檢測裝置由于反應距離較反射式、對射式檢測裝置由于反應距離較 大，一般都設置于車道各個立面。大，一般都設置于車道各個立面。 由于感應式車輛檢

7、測器產生感應效應的有效距由于感應式車輛檢測器產生感應效應的有效距離較小（通常不超過離較?。ㄍǔ２怀^1 1米），因此車道上安裝是理米），因此車道上安裝是理想的選擇。想的選擇。相關處理相關處理防水、防腐處理防水、防腐處理 車道地下或路面的環(huán)境較為惡劣，因此感應車道地下或路面的環(huán)境較為惡劣，因此感應線圈（包括各種探頭）設計、施工等過程都應考線圈（包括各種探頭）設計、施工等過程都應考慮放水、防腐保護層。慮放水、防腐保護層。技術處理技術處理 安裝調試注意采取防干擾措施。安裝調試注意采取防干擾措施。 檢測器安裝的四周若存在天然磁場、大型感檢測器安裝的四周若存在天然磁場、大型感應固定設施、環(huán)境噪聲、內磁場

8、等都會造成設備應固定設施、環(huán)境噪聲、內磁場等都會造成設備功能下降，應采取一定隔離措施。功能下降，應采取一定隔離措施。附：各類車輛檢測系統(tǒng)工作原理示意圖附：各類車輛檢測系統(tǒng)工作原理示意圖感應式檢測裝置感應式檢測裝置對射式紅外車輛對射式紅外車輛（超高）檢測系統(tǒng)（超高）檢測系統(tǒng)反射射式微波反射射式微波車輛檢測系統(tǒng)車輛檢測系統(tǒng)行駛行駛方向方向地感地感線圈線圈使用特點與現(xiàn)狀使用特點與現(xiàn)狀檢測精確，設備工作穩(wěn)定，適應各種惡劣檢測精確，設備工作穩(wěn)定，適應各種惡劣 的自然氣候條件；的自然氣候條件；相關設計、制造技術成熟、產品具有較高相關設計、制造技術成熟、產品具有較高 性能價格，利于大批量使用；性能價格，利于

9、大批量使用；安裝、維護工藝復雜安裝、維護工藝復雜 在車道上開槽埋設線圈由于軟基問題、在車道上開槽埋設線圈由于軟基問題、路面維護問題等，容易造成線圈損壞率，維路面維護問題等，容易造成線圈損壞率，維護工作量和費用相對較大。護工作量和費用相對較大。電、磁信號不直觀電、磁信號不直觀 電、磁信號非音、視頻，現(xiàn)場信號直觀。電、磁信號非音、視頻，現(xiàn)場信號直觀。因此在交通異常告警容易造成消息滯后。因此在交通異常告警容易造成消息滯后。 監(jiān)控人員常擔心數(shù)據(jù)錯誤而難于立刻決監(jiān)控人員常擔心數(shù)據(jù)錯誤而難于立刻決策，因此需要一些可視的輔助手段。策，因此需要一些可視的輔助手段。適合高等級公路（不適合城市道路）適合高等級公路

10、（不適合城市道路） 中國正在大力建設高速公路，環(huán)形線圈中國正在大力建設高速公路，環(huán)形線圈將在密集的高速公路網(wǎng)上發(fā)揮其越來越重要將在密集的高速公路網(wǎng)上發(fā)揮其越來越重要的作用。的作用。 高速公路主線是高速公路主線是相對于高速公路匝道及周邊集散相對于高速公路匝道及周邊集散道路而言的概念。道路而言的概念。它既包括立交與立交之間的普通它既包括立交與立交之間的普通路段，也包括大橋、隧道等特殊路段。路段，也包括大橋、隧道等特殊路段。 保證主線交通暢通是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的基本保證主線交通暢通是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的基本任務，因此，主線監(jiān)控系統(tǒng)是整個高速公路監(jiān)控系任務，因此，主線監(jiān)控系統(tǒng)是整個高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的基礎

11、。統(tǒng)的基礎。第五節(jié)第五節(jié) 主線控制主線控制13 合理、有效地對交通干線監(jiān)控，是局域公路合理、有效地對交通干線監(jiān)控，是局域公路（或公路網(wǎng)）暢通的基礎保證。（或公路網(wǎng)）暢通的基礎保證。 主線控制是道路監(jiān)控最基本的一種，其具體主線控制是道路監(jiān)控最基本的一種，其具體實施取決于道路的交通特性。實施取決于道路的交通特性。 區(qū)域管理體制：區(qū)域管理體制：管理體制、方式的差異管理體制、方式的差異 地理環(huán)境：地理環(huán)境：平縱曲線、交叉、分合流量平縱曲線、交叉、分合流量 環(huán)境氣象：環(huán)境氣象：塵、濕、霧、冰塵、濕、霧、冰 交通量差異：交通量差異：隨機性與必然性（概率）隨機性與必然性（概率） 一、主線控制的構成與功能一、

12、主線控制的構成與功能 1 1、系統(tǒng)的一般構成、系統(tǒng)的一般構成 采集子系統(tǒng)、提供子系統(tǒng)、控制中心三大部分。采集子系統(tǒng)、提供子系統(tǒng)、控制中心三大部分。車輛檢測器車輛檢測器環(huán)境氣象檢測環(huán)境氣象檢測電話電視電話電視其他設施其他設施采采集集系系統(tǒng)統(tǒng)交通流狀態(tài)交通流狀態(tài)（計數(shù)、測速、各類違章）（計數(shù)、測速、各類違章）道路環(huán)境能見度道路環(huán)境能見度路面濕度、冰凍路面濕度、冰凍隧道照明、隧道照明、CO檢測檢測緊急信息的音、像傳輸緊急信息的音、像傳輸各類局部的特殊需求各類局部的特殊需求采集系統(tǒng)外場采集系統(tǒng)外場設備配置依據(jù)設備配置依據(jù)見見P151P151表表5 52 2系統(tǒng)的配置規(guī)模根據(jù)道路交通特性和系統(tǒng)功能強弱而

13、定。系統(tǒng)的配置規(guī)模根據(jù)道路交通特性和系統(tǒng)功能強弱而定。提供系統(tǒng)構成提供系統(tǒng)構成電子公示板電子公示板活動交通標志活動交通標志車道控制裝置車道控制裝置 根據(jù)控制路段性質不同，相關提供系統(tǒng)構成、根據(jù)控制路段性質不同，相關提供系統(tǒng)構成、設置方位不同。設置方位不同。一般公路：一般公路：關鍵路段、道口、立交口等關鍵路段、道口、立交口等高速公路：高速公路：進出口及服務區(qū)不同位置，按不同進出口及服務區(qū)不同位置，按不同 間距多次顯示（封閉、高速）。間距多次顯示（封閉、高速）。大橋、隧道（大于大橋、隧道（大于1km1km）：根據(jù)當前交通狀況對根據(jù)當前交通狀況對 過往車輛進行不同的限速及環(huán)境檢測等。過往車輛進行不同

14、的限速及環(huán)境檢測等。專用設備專用設備關鍵位置關鍵位置設施設計、選型注意的問題：設施設計、選型注意的問題： 規(guī)定的工作壽命；規(guī)定的工作壽命； 安裝、使用的安全性；安裝、使用的安全性； 工作的可靠性。工作的可靠性。 外場設施多處于自然環(huán)境之中，選用時必須外場設施多處于自然環(huán)境之中，選用時必須考慮產品的全天候適應能力，并充分考慮設備考慮產品的全天候適應能力，并充分考慮設備安裝后維護、維修的方便性。安裝后維護、維修的方便性。 目前外部設備設計水平都比較成熟，應重點目前外部設備設計水平都比較成熟，應重點考察的是質量問題?？疾斓氖琴|量問題。監(jiān)控中心監(jiān)控中心 根據(jù)具體需求，監(jiān)控中心常有兩種控制方式。根據(jù)具體

15、需求，監(jiān)控中心常有兩種控制方式。集中控制集中控制 較單一的控制，用于里程較短，沿途橋、隧較單一的控制，用于里程較短，沿途橋、隧少，所有交通信息便于迅速、準確的協(xié)調處理。少，所有交通信息便于迅速、準確的協(xié)調處理。多級控制多級控制 公路里程長，含有重要橋梁、隧道、多路匯公路里程長，含有重要橋梁、隧道、多路匯交中心、沿途地質氣候復雜等。交中心、沿途地質氣候復雜等。 針對各關鍵點具體情況，通常要設立專門控針對各關鍵點具體情況，通常要設立專門控制中心，可以獨立運行。制中心，可以獨立運行。子控制中心與多級控制子控制中心與多級控制 由于道路沿線各類重要構筑都直接影響交由于道路沿線各類重要構筑都直接影響交通干

16、線的暢通狀況，因此子控制中心一般也視通干線的暢通狀況，因此子控制中心一般也視為主線控制的一部分。為主線控制的一部分。例如：例如：多路匯交處控制中心多路匯交處控制中心 重要橋梁控制中心、重要橋梁控制中心、 隧道控制中心隧道控制中心2 2、主線控制系統(tǒng)功能、主線控制系統(tǒng)功能控制目標控制目標 保持所控制道路交通的暢通。保持所控制道路交通的暢通。 主線控制系統(tǒng)硬軟件設置，應針對道路使主線控制系統(tǒng)硬軟件設置，應針對道路使用過程可能出現(xiàn)的問題進行設計和安裝。用過程可能出現(xiàn)的問題進行設計和安裝。例如：例如： 事故多發(fā)路段事故多發(fā)路段各種感應、視頻等各種感應、視頻等 多路匯交處多路匯交處匝道控制匝道控制 隧道

17、隧道照明檢測、大氣防毒檢測照明檢測、大氣防毒檢測主線交通狀態(tài)主線交通狀態(tài)實際交通量遠小于設計交通量實際交通量遠小于設計交通量 偶發(fā)交通事件一般不會造成交通阻塞，對總偶發(fā)交通事件一般不會造成交通阻塞，對總體交通無直接影響，但影響正常交通。體交通無直接影響，但影響正常交通。實際交通量接近設計交通量實際交通量接近設計交通量 偶發(fā)事件一般會造成交通阻塞。偶發(fā)事件一般會造成交通阻塞。實際交通量接近或達到飽和實際交通量接近或達到飽和 道路上無意外也會隨機造道路上無意外也會隨機造成交通阻塞。成交通阻塞。主線控制系統(tǒng)功能等級主線控制系統(tǒng)功能等級 依據(jù)上述交通狀態(tài)不同，道路控制系統(tǒng)功能依據(jù)上述交通狀態(tài)不同，道路

18、控制系統(tǒng)功能可分針對性為三個等級：可分針對性為三個等級：一級控制一級控制初級階段，用于交通量小的干初級階段，用于交通量小的干 線，僅對重要路段進行信息采集。線，僅對重要路段進行信息采集。二級控制二級控制中級階段，設置沿線信息采集，中級階段，設置沿線信息采集， 檢測、判斷重要路段交通狀況，并檢測、判斷重要路段交通狀況，并 以此為依據(jù)進行主線控制。以此為依據(jù)進行主線控制。三級控制三級控制高級階段，用于交通量大且接近高級階段，用于交通量大且接近 飽和，加強主線控制及其他控制。飽和，加強主線控制及其他控制。注意：注意：1 1、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)就是高速公路管理系統(tǒng)的基本、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)就是高速公路管理

19、系統(tǒng)的基本控制單元，無論哪一等級，對于控制單元，無論哪一等級，對于偶發(fā)性交通異常事偶發(fā)性交通異常事件和交通阻塞，件和交通阻塞，及時組織救助和疏散都是監(jiān)控系統(tǒng)及時組織救助和疏散都是監(jiān)控系統(tǒng)應有的基本功能。應有的基本功能。2 2、在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)建設初期，必須考慮未來交、在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)建設初期，必須考慮未來交通量增長對監(jiān)控系統(tǒng)的要求，即監(jiān)控系統(tǒng)功能的通量增長對監(jiān)控系統(tǒng)的要求，即監(jiān)控系統(tǒng)功能的技技術先進性和功能可擴展性。術先進性和功能可擴展性。主線控制現(xiàn)狀主線控制現(xiàn)狀 在過去的在過去的3030余年內，我國高速公路從無到余年內，我國高速公路從無到有，并以極快的速度迅速增長。由于人、財、物、有，并

20、以極快的速度迅速增長。由于人、財、物、技術等因素的限制，目前絕大部分公路干線的技術等因素的限制，目前絕大部分公路干線的主線控制系統(tǒng)是不完善甚至是潰缺。主線控制系統(tǒng)是不完善甚至是潰缺。 在交通流量較大和趨于飽和的地域，急需道在交通流量較大和趨于飽和的地域，急需道路監(jiān)控系統(tǒng)的建設和完善。路監(jiān)控系統(tǒng)的建設和完善。 已實施主線控制的干線能達到一定的自動化已實施主線控制的干線能達到一定的自動化功能，功能，一旦出現(xiàn)意外，相關管理部門都將以最一旦出現(xiàn)意外，相關管理部門都將以最會快的反映，通過各種渠道進行處理和救助。會快的反映，通過各種渠道進行處理和救助。二、主線控制策略（方式與要點）二、主線控制策略（方式與

21、要點） 高速公路是區(qū)域交通關鍵通道，我國主線控高速公路是區(qū)域交通關鍵通道，我國主線控制目前多用于交通量大的主要干線。制目前多用于交通量大的主要干線。 正常情況下高速公路營運更傾向管理，交通正常情況下高速公路營運更傾向管理，交通參與者按需行駛以便于充分發(fā)揮道路的效率，參與者按需行駛以便于充分發(fā)揮道路的效率，但交通出現(xiàn)異常（事故、飽和擁堵）時必須加但交通出現(xiàn)異常（事故、飽和擁堵）時必須加以嚴格限制。以嚴格限制。維持自然維持自然狀態(tài)狀態(tài)嚴格限制嚴格限制與管理與管理適時控制適時控制矛盾矛盾引導引導建議建議提示提示警告警告誘導誘導限制限制1 1、警告、誘導、限速、警告、誘導、限速 警告、誘導、限速是主線

22、控制體系最基本的警告、誘導、限速是主線控制體系最基本的控制手段，在出現(xiàn)交通異常時將發(fā)揮以下作用：控制手段，在出現(xiàn)交通異常時將發(fā)揮以下作用： 及時發(fā)現(xiàn)交通異常及時發(fā)現(xiàn)交通異常（事故、飽和、氣候）（事故、飽和、氣候） 處理并反饋控制指令處理并反饋控制指令（救援、清理、疏通）（救援、清理、疏通） 防止交通事故和二次事故防止交通事故和二次事故實現(xiàn)有效控制的前提：實現(xiàn)有效控制的前提： 適時、自動、準確采集主線交通信息適時、自動、準確采集主線交通信息 及時處理并正確判斷及時處理并正確判斷交通信息采集交通信息采集主要設備：主要設備：沿線分布的各類車輛檢測器沿線分布的各類車輛檢測器采集的信息：采集的信息：交通

23、量、車速、車流密度等交通量、車速、車流密度等檢測點分布：檢測點分布：按需要密布，常規(guī)距離按需要密布，常規(guī)距離300300800800米米 具體間距取決于控制中心對數(shù)據(jù)的處理方法具體間距取決于控制中心對數(shù)據(jù)的處理方法和道路單方向交通量大小。（流量小間距?。┖偷缆穯畏较蚪煌看笮?。（流量小間距小）高速公路高速公路封閉性封閉性連續(xù)性連續(xù)性經濟性經濟性實用性實用性在重點路段在重點路段設置檢測點設置檢測點交通信息處理方法交通信息處理方法加里福利亞算法加里福利亞算法P152P152式式5 51 1 基本思想：基本思想： 比較同一時段相鄰檢測器數(shù)據(jù)比較同一時段相鄰檢測器數(shù)據(jù) 比較同一檢測器相鄰時段數(shù)據(jù)比較同

24、一檢測器相鄰時段數(shù)據(jù)雙指數(shù)平滑算法雙指數(shù)平滑算法P152P152式式5 52 2基本思想：基本思想： 對車道單向斷面檢測數(shù)據(jù)作序列分析對車道單向斷面檢測數(shù)據(jù)作序列分析 建立以檢測參數(shù)為變量的平滑函數(shù)建立以檢測參數(shù)為變量的平滑函數(shù) 觀測自變量變化對平滑函數(shù)值的影響觀測自變量變化對平滑函數(shù)值的影響系統(tǒng)控制質量評價指標系統(tǒng)控制質量評價指標感知時間感知時間 從接受信息進行處理到獲得結論所耗費的時從接受信息進行處理到獲得結論所耗費的時間，原則上越快越好。間，原則上越快越好。判斷準確率判斷準確率 具體算法測出異常事件的百分率。具體算法測出異常事件的百分率。判斷失誤率判斷失誤率 具體算法誤測出異常事件的百分

25、率。具體算法誤測出異常事件的百分率?？刂菩ЧC述控制效果綜述 準確的信息采集準確的信息采集 密布車輛檢測器，在重要路段獲取數(shù)字信息。密布車輛檢測器，在重要路段獲取數(shù)字信息。 合理的算法及相應的檢測點分布合理的算法及相應的檢測點分布 實踐表明，要保證上述三項指標，車輛檢測器實踐表明，要保證上述三項指標，車輛檢測器按按300300800800米間距分布為宜。米間距分布為宜。 視頻檢測為輔助手段視頻檢測為輔助手段 自動控制中視頻的數(shù)字化轉換十分復雜，外部自動控制中視頻的數(shù)字化轉換十分復雜，外部設備性能要求高，目前世界上大部分控制難以做設備性能要求高，目前世界上大部分控制難以做到視頻檢測。到視頻檢測。

26、 事件的檢測判斷是在監(jiān)控中心進行的，判斷的事件的檢測判斷是在監(jiān)控中心進行的，判斷的結果如發(fā)現(xiàn)異常，則通過設置在重點路段前的可結果如發(fā)現(xiàn)異常，則通過設置在重點路段前的可變情報板和可變限速標志進行變情報板和可變限速標志進行告警告警、路徑誘導路徑誘導和和車速限制車速限制，以便緩解阻塞，防止二次事故的發(fā)生。，以便緩解阻塞，防止二次事故的發(fā)生。2 2、主線車速誘導、主線車速誘導基本原理基本原理 在道路交通量接近飽和時，用限制行車速度來在道路交通量接近飽和時，用限制行車速度來穩(wěn)定主線上交通流量。穩(wěn)定主線上交通流量。通通行行能能力力交通量交通量速度關系曲線速度關系曲線 交通量接近飽和交通量接近飽和時要通過提

27、高行車速時要通過提高行車速 度來解決。度來解決。關鍵數(shù)據(jù)關鍵數(shù)據(jù) 車速誘導的重要依據(jù)是車速誘導的重要依據(jù)是安全車頭間距安全車頭間距，有關計，有關計算（見算（見P153P153式式5 53 3）。）。 其影響因素包括人、車、路、速度幾方面。其影響因素包括人、車、路、速度幾方面。 道路上實際車頭間距可由檢測系統(tǒng)采集的交通道路上實際車頭間距可由檢測系統(tǒng)采集的交通量信息經處理獲得。量信息經處理獲得。交通量交通量車速車速車流密度車流密度安全安全車頭間距車頭間距實際實際車頭間距車頭間距實際實際測量測量當時最佳當時最佳行車速度行車速度實施實施車速車速誘導誘導對比對比設施設置設施設置 為獲得相關交通參數(shù)，在控

28、制路段應密布車輛為獲得相關交通參數(shù)，在控制路段應密布車輛檢測器，每個車道上設置信息發(fā)布裝置，并在有檢測器，每個車道上設置信息發(fā)布裝置，并在有條件的路段安裝閉路電視。條件的路段安裝閉路電視。車輛檢測器間距：車輛檢測器間距：500500800m800m信息發(fā)布裝置間距：信息發(fā)布裝置間距：100010001500m1500m閉路電視：特殊地點閉路電視：特殊地點3 3、特殊路段控制、特殊路段控制 道路特殊情況主要針對環(huán)境和氣候：道路特殊情況主要針對環(huán)境和氣候：道路設計的特殊性（橋、隧等特殊構筑）道路設計的特殊性（橋、隧等特殊構筑） 地形、路面、道路設計參數(shù)等對行車的不利地形、路面、道路設計參數(shù)等對行車

29、的不利造成事故多發(fā)。造成事故多發(fā)。 設置固定限速標志、雷達測速裝置等。設置固定限速標志、雷達測速裝置等。 根據(jù)道路的控制等級，配備必要的設施：根據(jù)道路的控制等級，配備必要的設施：一級一級信息采集，及時了解交通狀況。信息采集，及時了解交通狀況。二級二級信息采集，及時反饋處理，對非常事信息采集，及時反饋處理，對非常事 件要求立刻判斷、決策，并監(jiān)督實施。件要求立刻判斷、決策，并監(jiān)督實施。三級三級加強交通信息采集、反饋、處理、監(jiān)加強交通信息采集、反饋、處理、監(jiān)督、實施的方法和手段。督、實施的方法和手段。橋、隧等控制點橋、隧等控制點 完整、統(tǒng)一的控制體系應單獨設立控制子控完整、統(tǒng)一的控制體系應單獨設立控

30、制子控制中心進行管理。但目前由于我國技術、經濟的制中心進行管理。但目前由于我國技術、經濟的發(fā)展狀況，必要時可列為主線控制的范圍。發(fā)展狀況，必要時可列為主線控制的范圍。氣候狀況的特殊性氣候狀況的特殊性 大霧路段、冰凍路段、可能污染路段等。大霧路段、冰凍路段、可能污染路段等。 目前高速公路對氣候狀況的檢測和控制尚無目前高速公路對氣候狀況的檢測和控制尚無很好的辦法，條件允許的情況下通常是增加很好的辦法，條件允許的情況下通常是增加特殊特殊路段可變交通標志路段可變交通標志的安裝密度。的安裝密度。4 4、變向車道控制、變向車道控制 城市道路、高速公路、城市高架路等的結合城市道路、高速公路、城市高架路等的結

31、合部，由于交通流量隨時間發(fā)生規(guī)律性的方向變化部，由于交通流量隨時間發(fā)生規(guī)律性的方向變化所實施的一種交通控制。所實施的一種交通控制。道路變向控制條件：道路變向控制條件： 兩地主要的、最近的通道；兩地主要的、最近的通道； 兩端存在相聯(lián)通的快速通道，且其通行能力兩端存在相聯(lián)通的快速通道，且其通行能力 大于單向、變向車道通行能力之和；大于單向、變向車道通行能力之和； 兩地具有足夠的交通及交通工程設施；兩地具有足夠的交通及交通工程設施； 兩向流量比達到三七開的比例。兩向流量比達到三七開的比例。瓶頸路段變道實例瓶頸路段變道實例 高速公路、快速路、高架路等與城市干線連高速公路、快速路、高架路等與城市干線連接

32、的路段，由于統(tǒng)一的作息時間，導致單向交通接的路段，由于統(tǒng)一的作息時間，導致單向交通高峰（高峰（3 3：7 7以上）。以上）。甲地甲地乙地乙地變向車道變向車道快速車道快速車道交通交通設施設施交通交通設施設施快速車道快速車道瓶頸路段瓶頸路段正常六車道，各向三車道正常六車道，各向三車道早高峰，向東四車道，向西二車道早高峰，向東四車道，向西二車道晚高峰，向東二車道，向西四車道晚高峰，向東二車道，向西四車道 變向車道控制系統(tǒng)構成變向車道控制系統(tǒng)構成 車道控制車道控制 需在變向車道上方設置雙面、雙向紅色及需在變向車道上方設置雙面、雙向紅色及綠色箭頭車道控制標志。在預定時間開啟相應綠色箭頭車道控制標志。在預

33、定時間開啟相應信號標志。信號標志。 可變車道導向標志可變車道導向標志 兩端點應設置兩端點應設置可變車道導向標志可變車道導向標志，使變向車，使變向車道上行駛的車輛逐步向不變向車道上行駛。此種道上行駛的車輛逐步向不變向車道上行駛。此種標志的設置位置要離變向車道入口點足夠遠，且標志的設置位置要離變向車道入口點足夠遠，且標志的設置足夠多、足夠明顯，使變向車道上的標志的設置足夠多、足夠明顯，使變向車道上的車輛有足夠時間，以適應速度變化，逐步匯入非車輛有足夠時間，以適應速度變化，逐步匯入非變向車道。變向車道。在在A A、B B兩端還應設置疏導信號設施，使高峰時期兩端還應設置疏導信號設施，使高峰時期的大量車

34、輛可迅速駛離瓶頸路段。的大量車輛可迅速駛離瓶頸路段?？紤]到變向車道控制路段的重要性及一定的危險考慮到變向車道控制路段的重要性及一定的危險性，應設置性，應設置閉路電視監(jiān)視閉路電視監(jiān)視此路段交通。尤其應重點此路段交通。尤其應重點監(jiān)視監(jiān)視A A、B B兩端點的兩端點的交通匯合、分流交通匯合、分流狀況。狀況。第六節(jié)第六節(jié) 匝道控制匝道控制 通過對高速公路入口匝道的控制，用以輔助主通過對高速公路入口匝道的控制，用以輔助主線控制的有效實施。線控制的有效實施。 當?shù)缆方煌口呌陲柡蜁r，主道上將隨機出現(xiàn)當?shù)缆方煌口呌陲柡蜁r，主道上將隨機出現(xiàn)不同程度的交通阻塞，此時只有通過控制各匝道入不同程度的交通阻塞，此時

35、只有通過控制各匝道入口車輛數(shù)進行調節(jié)和控制，必要時關閉匝道入口?？谲囕v數(shù)進行調節(jié)和控制，必要時關閉匝道入口。 （此時主線控制本身已無法解決）（此時主線控制本身已無法解決） 就獨立高速公路而言，匝道控制主要是對高速就獨立高速公路而言，匝道控制主要是對高速入口匝道控制。入口匝道控制。42一、入口匝道控制概念一、入口匝道控制概念 車輛從入口匝道駛入快速路的過程分解為兩車輛從入口匝道駛入快速路的過程分解為兩個階段：個階段： 第一階段車輛從匝道進入加速車道第一階段車輛從匝道進入加速車道 第二階段車輛從加速車道匯入主線第二階段車輛從加速車道匯入主線 匝道控制即根據(jù)主匝道控制即根據(jù)主線交通具體條件，對線交通

36、具體條件，對兩個階段階段實施有兩個階段階段實施有效控制。效控制。匝道入口匝道入口行車方向行車方向43二、入口匝道控制的作用二、入口匝道控制的作用 當?shù)缆方煌口呌陲柡蜁r，主道上將受各種當?shù)缆方煌口呌陲柡蜁r，主道上將受各種偶然因素影響出現(xiàn)不同程度的交通阻塞，此時偶然因素影響出現(xiàn)不同程度的交通阻塞，此時依靠主線控制本身已無法解決。依靠主線控制本身已無法解決。 根據(jù)具體交通條件，入口匝道控制方法一般根據(jù)具體交通條件，入口匝道控制方法一般只選用上述多種方法中的一種，目前國內、國只選用上述多種方法中的一種，目前國內、國際尚無相關的標準。際尚無相關的標準。匝道控制趨勢：匝道控制趨勢： 靈活轉換控制方式，

37、綜合各種方式的優(yōu)點，靈活轉換控制方式，綜合各種方式的優(yōu)點，達到預期控制目的。達到預期控制目的。441 1、控制干線流量、控制干線流量 消除或減少干道阻塞，盡量縮短主干線系統(tǒng)內消除或減少干道阻塞，盡量縮短主干線系統(tǒng)內所有車輛的行程時間。所有車輛的行程時間。2 2、控制干線交通流突變、控制干線交通流突變 引導匯入車流量的平滑過渡，必要時將干線外引導匯入車流量的平滑過渡，必要時將干線外車輛延誤、分散到周邊各次干線。車輛延誤、分散到周邊各次干線。3 3、避免或減輕匯流干擾、避免或減輕匯流干擾 提高匝道交通流匯入干線的速度和安全性。提高匝道交通流匯入干線的速度和安全性。4 4、調節(jié)車流狀態(tài)、調節(jié)車流狀態(tài)

38、 通過車型、行程控制，改善車流狀態(tài)，減輕飽通過車型、行程控制，改善車流狀態(tài)，減輕飽和狀態(tài)下干線交通的環(huán)境干擾。和狀態(tài)下干線交通的環(huán)境干擾。匝道控制原理示意圖匝道控制原理示意圖三、匝道控制原理及條件三、匝道控制原理及條件1 1、原理及策略、原理及策略 主線上造成的延誤轉移到匝道入口（延遲策略）主線上造成的延誤轉移到匝道入口（延遲策略） 過量的交通需求轉移到其他道路（分散策略）過量的交通需求轉移到其他道路（分散策略）上游交通上游交通量實際需求量實際需求下游交通下游交通能力判斷能力判斷隔離帶隔離帶車道車道匝道匝道匝道交通匝道交通量需求量需求匯流處匯流處2 2、匝道控制一般思路、匝道控制一般思路 進行

39、匝道控制不論采用分散或延誤策略，都應進行匝道控制不論采用分散或延誤策略，都應全面考慮全面考慮道路、匝道結構、車型分布、公眾輿論道路、匝道結構、車型分布、公眾輿論等等實際因素。一般有下列方式：實際因素。一般有下列方式：維持固有交通模式維持固有交通模式 匝道入口車數(shù)量等于出口車數(shù)量匝道入口車數(shù)量等于出口車數(shù)量 對沒有出口的匝道入口理論上不允許車輛進對沒有出口的匝道入口理論上不允許車輛進入，但實際操作的時候可以根據(jù)前后出口的狀況限入，但實際操作的時候可以根據(jù)前后出口的狀況限制進入車輛數(shù)。制進入車輛數(shù)。 本控制方式適合主線超流量運行的場合，是本控制方式適合主線超流量運行的場合，是分散策略和延誤策略的綜

40、合。分散策略和延誤策略的綜合。入口控制維持干線潛能發(fā)揮入口控制維持干線潛能發(fā)揮 當干線處于局部飽和的情況，可能導致局部擁當干線處于局部飽和的情況，可能導致局部擁擠帶來的全線通行能力下降。擠帶來的全線通行能力下降。 此時控制匝道出入，可均衡入高速的流量，此時控制匝道出入，可均衡入高速的流量，提提高（維持）干線交通能力。高（維持）干線交通能力。車輛、車型平衡車輛、車型平衡 當干線內因車輛行程、車型存在局部的不平衡當干線內因車輛行程、車型存在局部的不平衡時，也容易造成擁擠。時，也容易造成擁擠。 全面控制進入高速的不同車型、不同行程，使全面控制進入高速的不同車型、不同行程，使之仍呈自然分布狀態(tài)。之仍呈

41、自然分布狀態(tài)?？紤]公眾影響的控制方案考慮公眾影響的控制方案 原則上是從大局出發(fā)，有時要犧牲個體利益，原則上是從大局出發(fā)，有時要犧牲個體利益，此時必須做好解釋工作。此時必須做好解釋工作。3 3、匝道控制的條件、匝道控制的條件 匝道現(xiàn)有條件決定了匝道控制的具體方式及達到匝道現(xiàn)有條件決定了匝道控制的具體方式及達到預期的控制效果。預期的控制效果。有其他具有通行能力的通道供選擇有其他具有通行能力的通道供選擇 其他平行高速或一般道路、下游出口有可利用的其他平行高速或一般道路、下游出口有可利用的 通行能力等。通行能力等。（系統(tǒng)存在余量）（系統(tǒng)存在余量）匝道控制空間條件匝道控制空間條件 采取延誤策略，匝道控制

42、范圍必須存在足夠的車采取延誤策略，匝道控制范圍必須存在足夠的車輛存儲空間。輛存儲空間。 綜合考慮現(xiàn)有控制條件，方能獲得有效的控制，綜合考慮現(xiàn)有控制條件，方能獲得有效的控制，使入口匝道控制達到應有的控制效能。使入口匝道控制達到應有的控制效能。4 4、匝道控制的調節(jié)率（限流率）、匝道控制的調節(jié)率（限流率）調節(jié)率的概念調節(jié)率的概念 干線下游通行能力與上游交通需求之差。干線下游通行能力與上游交通需求之差。 綜合考慮上游交通需求和下游交通能力來確定綜合考慮上游交通需求和下游交通能力來確定本匝道車輛允許匯入干道的數(shù)量和密度參數(shù)。本匝道車輛允許匯入干道的數(shù)量和密度參數(shù)。 （即準入的時間或間隔）（即準入的時間

43、或間隔）目的和原理目的和原理 目的：目的：通過控制需求量大于通行能力的概率，通過控制需求量大于通行能力的概率， 從而減輕或消除干線阻塞。從而減輕或消除干線阻塞。 原理：原理：依據(jù)最大匯流條件，阻止下游的無序匯依據(jù)最大匯流條件，阻止下游的無序匯 流，確保干線飽和或大流量運行時的匝道匯流，確保干線飽和或大流量運行時的匝道匯 流安全。流安全。 調節(jié)率的計算調節(jié)率的計算基本思想：基本思想： 調節(jié)率下游通行能力上游需求量調節(jié)率下游通行能力上游需求量 具體計算應還考慮匝道的通行能力（線型、具體計算應還考慮匝道的通行能力（線型、視距、加速車道長度）、匯入車輛的類型、干道視距、加速車道長度）、匯入車輛的類型、

44、干道匯流有效間距等。匯流有效間距等。四、匝道控制的具體方式四、匝道控制的具體方式 1 1、關閉匝道、關閉匝道 一種分散策略，最簡單有效的控制方式。其靈活性小、一種分散策略，最簡單有效的控制方式。其靈活性小、 限制性大，使用不當會增加替代路線的負擔。限制性大，使用不當會增加替代路線的負擔。 使用條件：使用條件： 匝道存儲量不足；匝道存儲量不足； 干線交通量飽和；干線交通量飽和； 替代路線有足夠的通行能力；替代路線有足夠的通行能力； 這是一種臨時、簡單、有效的應急措施，一般情這是一種臨時、簡單、有效的應急措施，一般情況不可經?；蜷L時間使用。況不可經常或長時間使用。532 2、定時控制（、定時控制（

45、Fix Time ControlFix Time Control） 根據(jù)匝道當前交通量的實際需要和以往需根據(jù)匝道當前交通量的實際需要和以往需求的容量關系確定匝道調節(jié)率。求的容量關系確定匝道調節(jié)率。關鍵問題：關鍵問題：合理選擇定時信號的周期。合理選擇定時信號的周期。 類似城市道路平交路口信號燈相位設計。類似城市道路平交路口信號燈相位設計。優(yōu)點：優(yōu)點：實施的控制符合本匝道統(tǒng)計規(guī)律，工實施的控制符合本匝道統(tǒng)計規(guī)律，工 作穩(wěn)定可靠，適合大多數(shù)時段的控作穩(wěn)定可靠，適合大多數(shù)時段的控 制，駕駛人便于適應。制，駕駛人便于適應。缺點：缺點：不能適應干線交通狀況的變化，出現(xiàn)不能適應干線交通狀況的變化，出現(xiàn) 意外時應臨時改變控制策略。意外時應臨時改變控制策略。3 3、交通感應匝道控制（利用干線信息）、交通感應匝道控制（利用干線信息） 綜合考慮匝道前方干線實際交通情況及匝道上綜合