高速公路瓶颈路段可变限速控制策略研究

"高速公路瓶颈路段可变限速控制方法研究 (2012年)，作者：张乐飞，发表于《北京交通大学学报》2012年10月第36卷第5期，文章编号：1673-0291(2012)05-0078-06，关键词：高速公路，可变限速，禁忌搜索" 本文主要探讨了如何通过可变限速控制来缓解高速公路瓶颈路段的交通拥堵问题。在交通工程领域，瓶颈路段是导致交通拥堵的关键因素，交通波的产生会加剧这一状况。为了解决这一问题，作者张乐飞提出了一个创新的解决方案。 首先，文章建议对瓶颈区域上游路段进行区间划分。这种分区策略旨在针对不同路段实施不同的限速策略，以实现更精细的交通管理。通过将路段细分为多个子区段，可以更好地控制车流的速度变化，从而减少交通波的形成和传播。 接着，文章引入了一个新的概念——速度调解率系数。这是一个控制变量，用于调整各子区段的限速策略。将此系数引入到宏观交通流模型（如Papageorgiou模型）中，可以动态地改变车辆的行驶速度，以适应交通条件的变化。通过控制速度调解率系数，可以更有效地调节交通流，防止交通波的快速传播。 为了解决这个复杂优化问题，作者采用了禁忌搜索算法。这是一种全局优化算法，适用于处理有约束的、多目标的优化问题，如在本研究中寻找最佳的速度限制配置。禁忌搜索算法可以探索大量可能的解决方案空间，寻找在抑制交通波传播和缓解交通拥堵方面最有效的限速策略。 仿真结果显示，分区间可变限速联动控制方法能够显著抵制由瓶颈区域产生的交通波向上游传播，有效地缓解交通拥堵，并在一定的时空范围内消除交通拥堵现象。这一研究为高速公路交通管理提供了一种新的、有效的工具，有助于改善道路的通行效率，提高交通安全，减少因交通拥堵引起的能源浪费和环境污染。 总结起来，该研究通过对高速公路瓶颈路段实施基于速度调解率系数的可变限速控制，结合禁忌搜索算法优化限速策略，展示了在解决交通拥堵问题上的创新思路和技术手段。这对于未来的智能交通系统设计和交通管理策略制定具有重要的参考价值。