一种高速公路应急车道临时行车的管控方法及系统与流程

本发明涉及交通控制，尤其涉及一种高速公路应急车道临时行车的管控方法及系统。

背景技术：

1、随着经济的发展和城市间交通运输日益频繁，高速公路交通通行流量不断增加，节假日高峰期间，交通大流量已呈现常态化，由于流量增加导致的高速公路拥堵现象也日益频繁。应急车道临时借用已成为国内外缓解具备饱和流量瓶颈服务水平骤降的重要途径，可以在短时间内提供道路供给，有效提升瓶颈路段的通行能力。此外，随着车路协同技术的发展及5g等通讯技术在交通行业的进一步应用，让管理者能够实时获取高速公路主线的流量、速度、车路密度和占有率等情况，通过获取动态的全时空交通信息，利用车路协同技术，根据高速公路主线区域的交通状况协同开放应急车道，在保证安全的前提下提高交通效率，实现主线通行流量的最大化。

2、在高速公路应急车道临时行车管控方面，欧美学者对应急车道开放使用进行了全方位的研究，并在部分高速公路开始实施临时使用路肩措施治理拥堵问题。研究领域主要集中在应急车道的使用模式、通行效率、拥堵缓解、安全影响以及运营管理措施等方面。较少从管控方法对高速公路应急车道的临时开放策略进行研究，高速公路应急车道未得到有效合理的应用，交通拥堵问题未得到有效缓解。

3、鉴于此，有必要提出一种高速公路应急车道临时行车的管控方法及系统以解决或至少缓解上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种高速公路应急车道临时行车的管控方法及系统，以解决现有高速公路应急车道未得到有效合理应用，交通拥堵问题未得到有效缓解的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种高速公路应急车道临时行车的管控方法，包括步骤：

3、s1，获取当前主线管控路段的主线拥堵指数，并判断所述主线拥堵指数是否大于主线预设阈值；

4、s2，在所述主线拥堵指数大于所述主线预设阈值时，检测所述当前主线管控路段是否处于持续拥堵状态；

5、s3，在所述当前主线管控路段处于持续拥堵状态时，获取位于所述当前主线管控路段前方且距离所述当前主线管控路段最近的应急车道临时管控路段，并将所述应急临时管控路段作为目标管控路段；

6、s4，判断所述目标管控路段是否有车辆停靠、并判断所述目标管控路段是否发生交通事故；

7、s51，在所述目标管控路段内没有车辆停靠、所述目标管控路段内没有发生交通事故中的两项均成立时，执行车道协同管控策略并开放所述目标管控路段，以引导位于主线管控路段上的车辆临时借用所述目标管控路段；

8、s52，在所述目标管控路段内没有车辆停靠、所述目标管控路段内没有发生交通事故中的任意一项不成立时，不执行所述车道协同管控策略并维持当前状态。

9、优选地，所述步骤s51之后还包括步骤：

10、s511，在开放所述目标管控路段后，持续检测所述目标管控路段是否发生交通事故；

11、s512，在开放所述目标管控路段后，所述目标管控路段发生交通事故时，获取发生交通事故在所述目标管控路段内的事故位置；

12、s513，继续开放从所述事故位置到所述目标管控路段终点之间的路段，同时关闭从所述事故位置到所述目标管控路段起点之间的路段。

13、优选地，所述步骤s513之后还包括步骤：

14、s514，确定所述事故位置与所述目标管控路段终点之间的距离；

15、s515，按照预设算法确定从所述事故位置与所述目标管控路段终点的预计畅通时长，并将所述预计畅通时长和所述目标管控路段终点发送至行驶在所述事故位置与所述目标管控路段终点之间的车辆终端，以供车主参考。

16、优选地，所述步骤s511之后还包括步骤：

17、s5111，在开放所述目标管控路段后，所述目标管控路段未发生交通事故时，持续检测所述目标管控路段的应急车道拥堵指数；

18、s5112，在所述应急车道拥堵指数大于应急车道预设阈值时，引导位于目标管控路段内的车辆驶出目标管控路段，并关闭所述目标管控路段。

19、优选地，所述步骤s5111中的“应急车道拥堵指数”，具体通过如下方式获得：

20、获取所述应急车道临时管控路段内车辆的运行速度、交通流量以及道路时间占有率，并根据第一预设算法确定所述应急车道临时管控路段的应急车道拥堵指数；其中，所述第一预设算法为：

21、

22、其中，γp(t)为在地点p的t时刻对应时段的交通拥堵指数；occp(t)为在地点p的t时刻的道路时间占有率；qp(t)为在地点p的t时刻的交通流量；vp(t)为在地点p的t时刻的运行速度。

23、优选地，所述步骤s5111中“持续检测所述目标管控路段的应急车道拥堵指数”中具体包括步骤：

24、采用第二预设算法持续检测所述目标管控路段的应急车道拥堵指数；其中，所述第二预设算法为：

25、

26、其中，为在地点p的t时刻的交通拥挤程度评判值，1代表畅通状态，2代表拥堵状态；ip(t)在地点p的t时刻单次交通状态程度评判值，1代表畅通状态，2代表拥堵状态；g为设定的检测次数。

27、优选地，所述步骤s5112中的“应急车道预设阈值”，通过如下方式获得：

28、根据第三预设算法确定所述应急车道预设阈值；其中，所述第三预设算法为：

29、

30、其中，q是每1h每车道的车辆通过量，c是容量，即通行能力；p(c≤q)是容量小于观察到流量的概率；qi是在间隔i处观察到的交通流量，它表示速度下降之前的交通流量；ki是指q≥qi的时间间隔数；di是指交通流量达到qi时的时间间隔数，当每一个拥堵被单独考虑时，di＝1；b是拥堵间隔{b1，b2，…}的集合。

31、优选地，所述步骤s1之后还包括步骤：

32、s11，在所述主线拥堵指数小于或等于所述主线预设阈值时，返回步骤s1。

33、本发明还提供一种高速公路应急车道临时行车管控系统，包括至少一个车路协同管控路段，所述车路协同管控路段包括并列设置的主线管控路段和应急车道临时管控路段，所述车路协同管控路段安装有车路协同设备，所述车路协同设备包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的高速公路应急车道临时行车的管控方法的步骤。

34、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

35、本发明提供一种高速公路应急车道临时行车的管控方法及系统，本发明旨在以车路协同环境下的实时数据为基础，提供一种车路协同环境下的高速应急车道临时行车管控方法，以求通过增加高速公路通行车道数，增加现有高速公路的通行能力。即利用车路协同设备实时采集高速公路应急车道开放路段的交通参数和车辆参数，并利用车路协同环境的车路实时交互，通过获取当前主线管控路段的主线拥堵指数，在当前主线管控路段处于持续拥堵状态时，获取位于当前主线管控路段前方且距离当前主线管控路段最近的应急车道临时管控路段，并将应急临时管控路段作为目标管控路段，在目标管控路段内没有车辆停靠、目标管控路段内没有发生交通事故中的两项均成立时，执行车道协同管控策略并开放目标管控路段，以引导位于主线管控路段上的车辆临时借用目标管控路段，在目标管控路段内没有车辆停靠、目标管控路段内没有发生交通事故中的任意一项不成立时，不执行车道协同管控策略并维持当前状态，本技术能够缓解主线路段的拥堵状况，，通过执行车道协同管控策略，实现对应急车道的临时利用，实现高速公路通行能力的最大化。