不利天气条件下新疆高速公路动态限速协同控制方法研究

The geography and natural environment are variable in Xinjiang, and a variety of adverse weather conditions is a great threat to traffic safety of highway. The highway management with control of dynamic speed limits can reduce the vehicle speed of degree of dispersion of highway, regulate traffic flow in spatial and temporal distribution, and then improve traffic safety and operating efficiency. This project, which regards Xinjiang highway as research objects and integrates sensor technology and computer simulation technology, studies collaborative control problems of highway dynamic speed limits at adverse weather conditions. Combining with the highway fiber-optic network, the project researches sensing technologies of the highway traffic state. And based on real-time data acquisition of highway weather conditions and traffic state, the project in depth analyzes characteristics with changes of weather conditions of highway traffic flow, and builds macroscopic and microscopic traffic flow models of Xinjiang highway at adverse weather conditions. Then, on the basis of comprehensive consideration of traffic safety and operating efficiency, the highway dynamic speed limits & collaborative control model at adverse weather conditions is established by exploring traffic impact factors of adverse weather with optimization algorithms. Finally, the traffic simulation and the actual road test are used to test and validate the proposed model. Results of this study can provide a scientific basis for the highway safety and efficient operation of Xinjiang, and has important theoretical significances and practical values. Simultaneously, in Xinjiang, the professional technological talents are cultivated and related disciplines' level are improved through this project.

新疆地理自然环境多变，不利天气对高速公路通行安全威胁极大。高速公路管理采用动态限速控制可降低高速公路车速离散程度，调节交通流时空分布，从而提高交通安全性和运行效率。本项目以新疆高速公路为研究对象，运用传感器技术、计算机仿真技术，研究不利天气环境下高速公路动态限速协同控制问题；结合高速公路光纤网，研究公路交通状态感知技术；以实时采集的高速公路路域气象信息、高速公路实时交通状态数据为基础，深入分析高速公路交通流随天气情况变化特征，建立不利天气环境下新疆高速公路微观和宏观交通流模型；在综合考虑交通安全和交通效率基础上，采取优化算法探索不利天气对交通的影响因子，建立不利天气环境下高速公路动态限速协同控制模型。最后通过交通仿真和实际道路实验对模型进行测试和验证。研究成果为保障新疆地区高速公路安全、高效运行提供科学依据，具有重要理论意义和实用价值。并通过本项目为新疆培养专业科技人才，提升高校学科水平。

新疆地理自然环境多变，不利天气对高速公路通行安全威胁极大。高速公路管理采用动态限速控制可降低高速公路车速离散程度，调节交通流时空分布，从而提高交通安全性和运行效率。本项目以新疆高速公路为研究对象，运用传感器技术、计算机仿真技术，研究不利天气环境下高速公路动态限速协同控制问题，在基于交通流动态协同限速技术、不同天气对能见度和路面摩擦系数影响因子模型、智能车路协同技术等方面取得了一些有价值的研究成果。.基于能见度和摩擦系数的不利天气下高速路可变限速技术研究，以实时采集的高速公路路域气象信息、高速公路实时交通状态数据为基础，深入分析高速公路交通流随天气情况变化特征，建立不利天气环境下新疆高速公路微观和宏观交通流模型；在综合考虑交通安全和交通效率基础上，采取优化算法得到了不利天气对交通的影响因子，建立不利天气环境下高速公路动态限速协同控制模型。.基于多目标遗传算法的高速公路可变限速控制研究，通过对多目标优化与决策技术，综合考虑高速公路历年车辆的尾气排放量、交通流量与行程时间指标，建立多目标优化模型，并基于遗传算法完成对模型的求解，得到使各指标互相协调的限速值集合，完成了新疆高速公路可变限速控制理论研究。.高速公路动态限速协同控制系统研制，在上述几项关键理论技术的基础上，结合以往历史数据，开发与研制了高速公路协同控制系统，系统能够根据实时气象数据，结合当前公路的车流量等数据，给出交通安全限速阈值。系统以供给交通管理部门用作车辆限速参考。.项目还结合当前交通研究的新领域，研究在不利天气情况的高速公路环境中无线通信系统中的车车、车路通信信道，针对5.9Ghz的无线电信号，进行测量，从多方面评价车联网信号出现的各种问题，为以后的路车协作系统打下基础。.研究成果为保障新疆地区高速公路安全、高效运行提供科学依据，具有重要理论意义和实用价值。并通过本项目为新疆培养专业科技人才，提升高校学科水平。