本發明專利技術提供雨天環境下高速公路可變限速控制系統和方法，包括在車輛檢測器、雨量計、可變限速標志牌和超速抓拍系統，上述設備分別與交通控制機連接，交通控制機用于接收并根據車輛檢測器檢測的交通流量和雨量計測量的降雨量判斷找出動態瓶頸路段，利用非線性規劃的二次規劃算法，并結合各路段車速的約束條件，依次求出各路段的最優化限速值在可變限速標志牌上顯示，依據最優化限速值控制超速抓拍系統抓拍。根據降雨強度及交通流量密度特點，通過雨量檢測器、線圈檢測器和分別檢測降雨強度、交通流量密度，在保證高速公路安全運營的基礎上，協調各路段的限制速度，并實現各路段的超速動態抓拍，使高速公路能夠安全高效運行。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種交通控制領域中的可變限速控制系統與方法，特別是針對高速公路雨天環境下的可變限速控制系統與方法。技術背景在我國，降雨作為一種常見的天氣現象，對高速公路安全高效運營有較大的不利影響。研究表明，雨天環境下高速公路發生交通事故的概率顯著增加，運用可變限速控制技術，不僅可以降低車輛行駛速度，也可減小車輛之間的速度差異，使得交通流趨向穩定、均衡狀態，從而保障雨天高速公路安全、高效運行。目前我國高速公路主要采用靜態限速方式，部分高速公路雖然采用了可變限速控制方式，但缺少專門針對雨天環境的可變限速控制方法和技術，相關的專利較少。申請號為 02224582. O的專利提供了一種可變限速顯示裝置，沒有考慮降雨及交通流量等因素；申請號為201010164710. x的專利，提供了一種屬于隧道安全領域的可變限速控制算法，沒有考慮不良天氣特別是雨天環境下的限速控制問題。
技術實現思路
針對以上不足，本專利技術提供一種針對雨天環境下的高速公路可變限速控制系統與控制方法，在考慮降雨強度和交通流量基礎上優化各路段動態限速值，保證雨天高速公路的行車安全。本專利技術為解決上述技術問題所采取的技術方案為雨天環境下高速公路可變限速控制系統，其特征在于它包括在各路段上沿公路行駛方向設置的車輛檢測器、雨量計、可變限速標志牌和超速抓拍系統，上述各設備分別與交通控制機連接，交通控制機用于接收并根據車輛檢測器檢測的交通流量和雨量計測量的降雨量判斷找出動態瓶頸路段，利用非線性規劃的二次規劃算法，并結合各路段車速的約束條件，依次求出各路段的最優化限速值在對應路段的可變限速標志牌上顯示，并依據最優化限速值控制超速抓拍系統對超速車輛進行抓拍；動態瓶頸路段指降雨量最多的路段，若存在多個降雨量最多的路段，則在降雨量最多的路段中選取交通流量最多的路段。按上述方案，所述的每路段長度為2km，每路段各設置一個車輛檢測器、雨量計和可變限速標志牌，超速抓拍系統安裝在各可變限速標志牌下游IOOm處。按上述方案，所述的車輛檢測器、雨量計、可變限速標志牌和超速抓拍系統分別通過無線網絡與交通控制機連接。按上述方案，所述的車輛檢測器為環形線圈檢測器。基于雨天環境下高速公路可變限速控制系統實現的可變限速控制方法，其特征在于它包括以下步驟I)通過對實時降雨量及交通流量的采集，選定動態瓶頸路段；設定周期時間，每周期選定一組動態瓶頸路段；2)采用二次規劃算法在約束條件下求解優化方程J(k)取得最小值時所對應的當前周期第i路段限速值權利要求1.雨天環境下高速公路可變限速控制系統，其特征在于它包括在各路段上沿公路行駛方向設置的車輛檢測器、雨量計、可變限速標志牌和超速抓拍系統，上述各設備分別與交通控制機連接，交通控制機用于接收并根據車輛檢測器檢測的交通流量和雨量計測量的降雨量判斷找出動態瓶頸路段，利用非線性規劃的二次規劃算法，并結合各路段車速的約束條件，依次求出各路段的最優化限速值在對應路段的可變限速標志牌上顯示，并依據最優化限速值控制超速抓拍系統對超速車輛進行抓拍。動態瓶頸路段指降雨量最多的路段，若存在多個降雨量最多的路段，則在降雨量最多的路段中選取交通流量最多的路段。2.根據權利要求I所述的雨天環境下高速公路可變限速控制系統，其特征在于所述的每路段長度為2km，每路段各設置一個車輛檢測器、雨量計和可變限速標志牌，超速抓拍系統安裝在各可變限速標志牌下游IOOm處。3.根據權利要求I所述的雨天環境下高速公路可變限速控制系統，其特征在于所述的車輛檢測器、雨量計、可變限速標志牌和超速抓拍系統分別通過無線網絡與交通控制機連接。4.根據權利要求I所述的雨天環境下高速公路可變限速控制系統，其特征在于所述的車輛檢測器為環形線圈檢測器。5.基于權利要求I所述的雨天環境下高速公路可變限速控制系統實現的可變限速控制方法，其特征在于它包括以下步驟 1)通過對實時降雨量及交通流量的采集，選定動態瓶頸路段；設定周期時間，每周期選定一組動態瓶頸路段； 2)采用二次規劃算法在約束條件下求解優化方程J(k)取得最小值時所對應的當前周期第i路段限速值Ii (k)6.根據權利要求5所述的可變限速控制方法，其特征在于所述的約束條件還包括設置最大限速值Vmax和最小限速值Vmin,使得Vmin ( Vcji (k) ( Vmax ;當降雨強度不大于I. Omm/h時，vmax = 100km/h ;當降雨強度大于I. Omm/h且不大于2. 6mm/h時，vmax = 90km/h ;當降雨強度大于2. 6mm/h且不大于4. 4mm/h時,vmax = 80km/h ；當降雨強度大于4. 4mm/h時,Vmax=60km/h。7.根據權利要求5所述的可變限速控制方法，其特征在于在超速抓拍系統抓拍時，若抓拍速度基準值Vtl大于V。, i (k)，則將V。, i (k)的數值在延時時間t后賦給％。全文摘要本專利技術提供雨天環境下高速公路可變限速控制系統和方法，包括在車輛檢測器、雨量計、可變限速標志牌和超速抓拍系統，上述設備分別與交通控制機連接，交通控制機用于接收并根據車輛檢測器檢測的交通流量和雨量計測量的降雨量判斷找出動態瓶頸路段，利用非線性規劃的二次規劃算法，并結合各路段車速的約束條件，依次求出各路段的最優化限速值在可變限速標志牌上顯示，依據最優化限速值控制超速抓拍系統抓拍。根據降雨強度及交通流量密度特點，通過雨量檢測器、線圈檢測器和分別檢測降雨強度、交通流量密度，在保證高速公路安全運營的基礎上，協調各路段的限制速度，并實現各路段的超速動態抓拍，使高速公路能夠安全高效運行。文檔編號G08G1/09GK102982689SQ20121042735公開日2013年3月20日 申請日期2012年10月30日 優先權日2012年10月30日專利技術者張存保, 張培嶺, 嚴新平, 萬平, 梅朝輝 申請人:武漢理工大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
雨天環境下高速公路可變限速控制系統，其特征在于：它包括在各路段上沿公路行駛方向設置的車輛檢測器、雨量計、可變限速標志牌和超速抓拍系統，上述各設備分別與交通控制機連接，交通控制機用于接收并根據車輛檢測器檢測的交通流量和雨量計測量的降雨量判斷找出動態瓶頸路段，利用非線性規劃的二次規劃算法，并結合各路段車速的約束條件，依次求出各路段的最優化限速值在對應路段的可變限速標志牌上顯示，并依據最優化限速值控制超速抓拍系統對超速車輛進行抓拍。動態瓶頸路段指降雨量最多的路段，若存在多個降雨量最多的路段，則在降雨量最多的路段中選取交通流量最多的路段。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張存保，張培嶺，嚴新平，萬平，梅朝輝，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：發明
國別省市：
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