一种多车道高速公路车道资源实时优化配置方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及公路规划设计及公路交通运行与组织技术领域，尤其涉及一种多车道 高速公路车道资源实时优化配置方法。
【背景技术】
[0002] 高速公路区别于一般的公路具有行车速度快、通行能力大等优点。随着我国交通 运输事业的迅猛发展，高速公路的建设力度不断提升交通量也随之增长。然而近年来，高速 公路交通流组成中的货车比例也在不断增加，使得高速公路承载的车辆不断向大型化和重 型化的方向发展，造成客货车之间的冲突与矛盾越来越明显。在客货混行情况下，客车和货 车的车辆性能存在较大的差异，与客车相比，货车尤其是大型货车存在着载重大、车速慢、 加减速能力和爬坡能力均较差的特点，使得货车长期占用道路资源，造成货车后面运行的 客车不得不降低速度跟驰行驶，形成"移动瓶颈";若后面运行的客车为能够快速行驶，必须 进行超车，这样会造成频繁的换道，存在一定的安全隐患。在现有客货混行道路上，客车与 货车随意转换车道、频繁超车或发生机械故障等情况也时有发生。客货混行会带来交通事 故率高、通行效率低下和交通运输现代化管理不便等问题。因此，对高速公路进行客货分离 显得格外重要。
[0003] 由于客货混行无法满足高速公路高效、快捷、安全的运输需求，客货分离逐渐成为 一种发展趋势。客货分离是指在道路运输中根据车辆类型和车速限制建立相对独立的行驶 车道，改变客车与货车的混行模式，将客车与货车分道行驶。随着高速公路交通量的持续增 加和货车比例的不断上升，国内外研宄表明，对高速公路实施客货分离可以使客车与货车 各行其道，降低客货车之间的相互干扰，提高行车速度和通行效率，充分发挥了高速公路的 运输能力。
[0004] 目前，我国多数高速公路从规划、设计到运营管理均采用客货混行，虽然部分高速 公路设有大型车、小型车的车道标志牌，但这一管理方式仍然无法有效地实现客货交通分 离。此外，我国在动态交通流的调节方面尚未进行深入的研宄，以至于高速公路缺乏交通压 力自身调控能力，交通流在组成和数量上稍稍发生变化就有可能产生交通拥堵、交通事故 频发等问题。经过发明人的长期研宄发现，对多车道高速公路进行监控管理设施建设很有 必要，通过对高速公路进行客货分离，实时发布车道资源配置方案，合理地诱导交通流，能 够在很大程度上提高高速公路的通行效率。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术由于高速公路客货混行、缺乏实时动态的高速公路管控措施而引发 的安全隐患大和运行效率低的问题，本发明提供了一种多车道高速公路车道资源实时优化 配置方法，对高速公路进行客货分离，并通过可变信号板实时发布车道配置方案和分道限 速措施，合理诱导交通流的运行，从而提升高速公路车辆通行安全和通行效率。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0007] 本发明多车道高速公路车道资源实时优化配置方法，包括以下步骤：A)采集交通 数据步骤、B)确定当量交通量步骤、C)计算饱和度步骤、D)客货分离确定步骤、E)配置车 道资源步骤、F)确定分道限速确定步骤和G)实时信息发布步骤。
[0008] A、采集高速公路交通数据；
[0009] 所述交通数据包括：高速公路单向车道数量N，N为自然数；高速公路每间隔t分 钟统计的小客车交通量:€〖，大客车交通量tfi，小货车交通量:€|，中型货车交通量:€!，大货 车交通量拖挂车交通量:fi，其中i为统计的间隔每t分钟数量，且i为大于零的整数， 交通量:的、衫、《4、fi、#、和ifi丨的单位取辆，高速公路单车道实际通行能力c，其中，交 通莖:€i、€!、Qi、ql、cIi，以及C的单位为pcu/h/ln。
[0010] B、根据所采集的交通数据确定当量交通量，包括：
[0011] BI)根据f!、f!、fi、症和4甘算混合车辆标准车小汽车当量交通量总量 Q；
[0012] B2)根据Q和N计算混合车辆标准车小汽车单车道当量交通量Qn;
[0013] B3)根据f丨;和计算客车标准车小汽车当量交通量Q。；
[0014] B4)根据d、和Ifi廿算货车标准车小汽车当量交通量Qt;
[0015] B5)根据Q。和Qt计算客货车当量交通量比V;
[0016] C、计算饱和度，包括：
[0017] Cl)根据Q、N和C计算单车道平均饱和度S;
[0018] C2)根据Qc和C计算客车饱和度Sc;
[0019] C3)根据Qt和C计算货车饱和度St;
[0020] D、根据单车道平均饱和度S和客货车当量交通量比V，对客货车是否需要分离进 行判断，若客货车分离，则进入步骤E，否则进入步骤F;
[0021] E、执行车道资源配置策略；
[0022] F、分道限速确定；
[0023] 所述分道限速确定包括：Fl)客货车不分离时的分道限速确定；F2)客货分离时的 分道限速确定；
[0024] G、实时发布车道配置策略和分道限速信息。
[0025] 进一步地，所述步骤B中BI)根据的、名、的、的、C:和丨4-计算混合车辆标准车 小汽车当量交通量总量Q，如下式所示：
【主权项】
1. 一种多车道高速公路车道资源实时优化配置方法，其特征在于，该方法通过实时对 多车道高速公路进行车道资源分配，采用可变情报板发布车道分配与限速信息，该方法包 括W下几个步骤： A、 采集高速公路交通数据； 所述交通数据包括；高速公路单向车道数量N，N为自然数；高速公路每间隔t分钟统 计的小客车交通量山，大客车交通量追，小货车交通量中型货车交通量柏，大货车交通 量拖挂车交通量如，，其中i为统计的间隔每t分钟数量，且i为大于零的整数；高速公路 单车道实际通行能力C; B、 根据所采集的交通数据确定当量交通量，包括： B1)根据如、9:1 <4、g.非Igi计算混合车辆标准车小汽车当量交通量总量Q; B2)根据Q和N计算混合车辆标准车小汽车单车道当量交通量Qw; B3)根据如和qi计算客车标准车小汽车当量交通量Q。； B4)根据gi、g自和旅计算货车标准车小汽车当量交通量Qt; B5)根据Q。和Qt计算客货车当量交通量比V; C、 计算饱和度，包括； C1)根据Q、N和C计算单车道平均饱和度S; C2)根据Q。和C计算客车饱和度S。； C3)根据Qt和C计算货车饱和度St; D、 根据单车道平均饱和度S和客货车当量交通量比V，对客货车是否需要分离进行判 断，若客货车分离，则进入步骤E，否则进入步骤F; E、 执行车道资源配置策略； F、 分道限速确定； 所述分道限速确定包括；F1)客货车不分离时的分道限速确定；F2)客货分离时的分道 限速确定； G、 实时发布车道配置策略和分道限速信息。
2. 根据权利要求2所述的多车道高速公路车道资源实时优化配置方法，其特征在于， 所述步骤B中B1)根据如、q!、（4、相和gU十算混合车辆标准车小汽车当量交通量 总量Q，如下式所示：
(1) 其中，El、E2、E3、E4、Eg、Ee分别为小客车、大客车、小货车、中型货车、大货车和拖挂车的 车辆换算系数； B2)根据Q和N计算混合车辆