高速公路准全天候通行管理控制的底层逻辑探讨，能否能实现全天候通行？

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秋天来了，雾天等恶劣天气的管控又开始了。

高速公路准全天候通行管理控制一直是一个研究课题，从公开资料来看，部分高速有比较好的控制效果，实际来说还是受限于高速交警的管控指令。

本文是对目前准全天候通行管理控制的逻辑进行分析和研究，仅供参考：

信息采集

1.1气象信息采集

技术手段：高速公路多要素气象站（含能见度传感器和路面结冰传感器）等，实时采集气象信息；国家/省市气象局气象信息。

功能：取得高速公路每个路段实时气象信息。 指标：每个路段能见度，降雨量预测值，冰雪下的路面结冰状态。

具体路段取决于能见度传感器和路面结冰传感器设置的密度。

1.2交通流信息采集

技术手段：摄像机、广域雷达系统、收费软件通道。

功能：取得高速公路每个路段、收费广场、出入口匝道、关键点（如立交桥、桥梁、隧道、服务区等）实时通过车辆数。

指标：直接取得各路段车辆速度、匝道、收费广场和服务区等的车辆数等，间接取得各路段流量、密度等，以及宏观的交通流统计指标。

具体路段取决于广域雷达、摄像机设置的密度，同时上述指标的实现需要有相关计算软件配套，视频信息的处理需相关视频信息处理软件。

非不良（非恶劣）天气下交通管控

2.1高速公路智能感知预判

技术手段：一条路或高速公路网络、或一个子系统采用交通流宏观基本图（MFD）方法；一个路段采用已有高速公路单点拥堵识别方法，用速度、密度或者混沌作为识别标准；事件中的事故采用识别智能识别方法，事件中的道路维护需要占用车道及其位置按照道路维护实施计划，不需要再识别。

预测部分对单一路段或一个截面采用基于时间序列的智能预测方法；一条高速或者高速公路网络采用交通流中观或宏观模型，拟采用智能预测模型对大面积拥堵（特别是节假日）时的预测使用，包括收费广场排队、服务区、主线等。

功能：对高速公路每个路段、网络、收费广场排队、服务区的拥堵予以识别；对每个路段、网络的交通流参数（流量、密度、速度），对收费广场排队、服务区排队预测和预判。

指标：每个路段、网络的拥堵状态（拥堵指数和判别是否拥堵），收费广场排队长度、服务区拥堵状态。

2.2 单路段拥堵管理控制（含事件和一般拥堵）

技术手段：拟采用匝道主线融合协调控制方法，如基于复杂网络同步的融合协调控制。

功能：取得拥堵点上游收费站口流量需限制的具体数量（最少数量），及主线最大限速值和收费站口放车数量（最少数量）。

指标：拥堵点上游收费站口流量需限制的具体数量，及主线最大限速值和和收费站口放车量。

2.3多拥堵点管理控制

技术手段：拟采用复杂网络Newman方法确定各个控制子系统，每个控制子系统分别采用（2）方法。

功能：取得划分后的各个控制子系统，及每个控制子系统收费站口需流量限制的数量，及主线最大限速值和和收费口放车数量（可能有很多子系统以及拥堵点上游不需要控制）。以最小的控制范围和最大程度的不限速，取得高速公路通行。 指标：划分后的各个控制子系统，及每个控制子系统收费站口需流量限制的数量，及主线最大限速值和收费站口放车数量。

不良（恶劣）天气下交通管控

3.1雾天管控

技术手段：依据道路几何线形等技术特点将高速公路划分为若干路段，建立各路段雾天交通流模型, 通过大数据样本分析并参照国家标准、高速公路技术标准校对模型，并确定各路段“不同能见度下最大限速值和最大允许流量”的技术标准，在具体实施时对气象和交通流检测感知系统所采集的信息，确定各路段最大限速值和各入口匝道最佳放车量（若不宜放车就封闭）。使高速公路在保证交通安全的前提下，实施精细化融合管控措施，满足准全天候高速公路通行要求，提高其流量、减少不必要的匝道排队和旅行时间费用。

功能：提供高速公路“不同能见度下各路段最大限速值和各匝道是否放车、若放车的具体数量”。

指标：各路段“不同能见度下最大限速值和最大允许流量”的技术标准，及具体在线实施时的各匝道是否放车、若放车的具体数量。

3.2 雨天管控

技术手段：依据道路几何线形等技术特点将高速公路划分为若干路段，建立各路段雨天交通流模型（含降雨量与道路附着系数、附着系数与道路交通流动力学模型）, 通过大数据样本分析并参照国家标准、高速公路技术标准校对模型，并确定各路段“不同降雨量和能见度下最大限速值”的技术标准，在具体实施时，依据气象预报信息（主要是降雨量）、能见度和交通流检测感知系统所采集的车流量信息，确定各路段最大限速值。

功能：提供高速公路“不同天气下各路段最大限速值”。

指标：不同雨天下各路段最大限速值。

3.3冰雪下管控

技术手段：依据道路几何线形等技术特点将高速公路划分为若干路段，建立各路段冰雪下交通流模型（含道路是否结冰，降雪量、温度与道路附着系数、附着系数与道路交通流动力学模型）, 通过大数据样本分析校对模型，通过大数据样本分析并参照国家标准、高速公路技术标准校对模型，确定各路段“不同冰雪下最大限速值和最大允许流量”的技术标准，在具体实施时依据气象预报信息（主要是降雪量）、能见度，确定各路段最大限速值和各入口匝道最大放车量（若不宜放车就封闭）。使高速公路在保证交通安全的前提下，实施精细化管控措施，满足准全天候高速公路通行要求，提高其流量、减少不必要的匝道排队和旅行时间费用。

功能：提供高速公路“不同冰雪下各路段最大限速值和各匝道是否放车、若放车的具体数量”。

指标：各路段“不同冰雪下最大限速值和最大允许流量”的技术标准，及具体实施时各匝道是否放车、若放车的具体数量。

结语

准全天候通行通行管理控制盖气象感知、事件监测、大数据分析预警、路警联合作战、通行指挥、应急救援、公众信息发布、服务区监测、收费站路况监测、互通监测等功能。

实现对道路入口、主线、出口全线监测预警；实现路警联合作战，及时发现异常道路状况、及时指挥通行，及时恢复正常通行的目的；实现路况信息及时发布，为公众出行规划、在途行车提供信息支撑，提升道路通行保障水平。

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