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申请/专利权人：东南大学

摘要：本发明涉及一种预防隧道出入口附近追尾事故的智能道钉主动控制方法及控制系统，控制中心考虑了拥堵会向上游快速传播的特性计算追尾事故发生条件，考虑驾驶员进出隧道口时由于光线强烈变化而导致的视觉适应时间等综合因素，计算出最优的限速值；随后确定最优限速值与智能道钉颜色的对应关系，并通过上游智能道钉显示当前最优限速值对应的颜色从而实时将限速值传递给进出车辆。本发明采用智能道钉，相比传统的可变信息提示板，具有更低的成本和更广的覆盖区间，同时本发明克服了以往无法主动预防隧道出入口附近追尾事故的缺陷，大幅降低了隧道出入口附近追尾事故风险，具有广泛前景。

主权项：1.一种预防隧道出入口附近追尾事故的智能道钉主动控制方法，通过控制系统对隧道出入口处车辆进行限速控制从而预防追尾事故发生，所述控制系统包括控制中心、若干智能道钉以及交通流检测器，在隧道出入口的上游道路两侧分别设置若干智能道钉，隧道出入口的下游道路上设置交通流检测器，控制中心与若干智能道钉、交通流检测器连通，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤S1：对管控路段做现状调查，确定自由流状态下隧道出入口处管控路段的实测车流速度v以及拥堵状态下隧道出入口下游拥堵波传播速度vs；步骤S2：确定位于隧道出入口下游的交通流检测器的设置位置，即确定交通流检测器与隧道出入口之间的距离；步骤S3：确定位于隧道出入口上游的智能道钉的控制范围，即确定智能道钉的控制起点与隧道出入口的距离；步骤S4：根据设置的交通流检测器获取路段断面的交通流参数，基于隧道出入口下游占有率检测值及交通流速度检测值判定是否满足拥堵判定条件，若未满足拥堵判定条件，继续获取交通流参数，若满足拥堵判定条件，进行步骤S5；步骤S5：基于交通流检测器检测到拥堵状态时刻的拥堵波传播速度控制中心根据最优限速值控制算法计算当前时刻实时最优限速值；步骤S6：控制系统向智能道钉发送指令，通过智能道钉颜色发布当前时刻实时最优限速值；步骤S1中，拥堵波传播速度vs的计算公式为：vS＝qA-qB÷kA-kB1公式1中，qA为自由流状态下的流量，单位为vehs；kA为自由流状态下的交通流密度，单位为vehm；qB为拥堵状态下的流量，单位为vehs；kB为拥堵状态下的交通流密度，单位为vehm；vs为拥堵波传播速度，单位是kmh；步骤S2中，交通流检测器与隧道出入口之间的距离计算公式为： 公式2中，v为自由流状态下隧道出入口处管控路段的实测车流速度，单位是kmh；Δta为驾驶员的视觉适应时间，单位是s； 为驾驶员反应时间，单位是s；a为车辆减速时的加速度值，单位是ms2；vs为拥堵波传播速度，单位是kmh；步骤S3中，智能道钉的控制起点与隧道出入口的距离计算公式为： 公式3中，vu为自由流状态下隧道出入口处管控路段的实测车流速度的85％分位值，单位是kmh；vp为隧道出入口路段最低限速值，单位是kmh；a为车辆减速时的加速度值，单位是ms2；步骤S4中，交通流检测器按照预设时间间隔定时检测，获取路段断面的交通流参数，所述预设时间间隔为30s，预设管控路段的拥堵判定条件，其中，拥堵判定条件为满足：OaOc且VaVr条件时，判定隧道出入口下游处于拥堵状态；条件中，Oa为实时的隧道出入口下游交通流占有率检测值；Oc为隧道出入口下游交通流拥堵状态占有率阈值；Va为实时的隧道出入口下游交通流速度检测值，单位是kmh；Vr为隧道出入口下游交通流拥堵状态速度阈值，单位是kmh；步骤S5中，当隧道出入口下游处于拥堵状态时，控制中心执行最优限速值选择算法，交通流检测器检测到拥堵状态时刻的拥堵波传播速度后，每隔一个预设时间间隔，按照降序依次将限速值带入判定条件中计算，满足条件的最大限速值即为当前时刻最优限速值，判定条件为： 公式4中，为当前带入判定条件的可变限速值，单位是kmh，能够选择的限速值按降序排列为100kmh、80kmh、60kmh、40kmh、30kmh和20kmh；Δta为驾驶员视觉适应时间，单位是s； 为隧道出入口上游驾驶员制动前的反应时间，单位是s；a为车辆减速时的加速度值，单位是ms2； 为隧道出入口下游交通流检测器检测到拥堵状态时刻的拥堵波传播速度，单位是kmh；L为长隧道出入口下游交通流检测器设置位置与出入口的距离，单位是km；t为当前时刻； 为隧道出入口下游交通流检测器检测到拥堵状态的时刻；步骤S6中，将步骤S5获取的当前时刻实时最优限速值反馈至控制中心，控制中心基于最优限速值生成智能道钉颜色，智能道钉在隧道出入口上游接受控制中心的命令向隧道出入口上游行驶来的车辆显示当前时刻隧道出入口路段实时限速值对应的颜色；智能道钉发布的颜色按照限速值降序排列，即为白色匹配的限速值为100kmh，绿色匹配的限速值为80kmh，蓝色匹配的限速值为60kmh，黄色匹配的限速值为40kmh，橙色匹配的限速值为30kmh，红色匹配的限速值为20kmh。

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