中国安全科学学报

作者：马飞, 郭雅茹, 杨治杰, 张玉洁, 马壮林, 徐玉凤

单位：1 长安大学 经济与管理学院, 陕西 西安 710064；2 长安大学 运输工程学院, 陕西 西安 710064；3 西安市交通信息中心, 陕西 西安 710018

关键词：降雨强度异质性,高速公路合流区,可变限速动态控制(RVSL),元胞传输模型(CTM),模型预测控制(MPC)

基金：国家自然科学基金资助(72104034); 国家自然科学基金资助(72104037); 陕西省自然科学基础研究计划项目(2024-JC-YBMS-359); 陕西省自然科学基础研究计划项目(2023-JC-QN-0793); 陕西省社会科学基金资助(2024R009); 长安大学中央高校基本科研业务费专项资金资助(300102235625)

为缓解不同降雨强度诱发的高速公路合流区交通拥堵问题,提出一种考虑降雨强度异质性的合流区可变限速动态控制(RVSL)方法。综合考虑通行能力下降及车辆换道概率对合流区交通流状态的影响,并探究降雨强度异质性与车辆自由流速度的动态关系;在此基础上,基于元胞传输模型(CTM)构建合流区交通流预测模型,兼顾总行程时间和总周转量,构建可变限速优化模型;考虑降雨强度异质性对可变限速值求解的影响,利用粒子群算法求解得到最优RVSL方法,仿真分析降雨强度异质性影响下实施不同限速控制方法时高速公路交通流的演化过程。结果表明:实施考虑降雨强度异质性影响下的RVSL,当降雨强度为小雨、中雨和大雨时,对比可变限速控制(VSL),其目标函数分别减少8.41%、40.57%和32.91%;对比固定限速控制(FSL),其目标函数分别减少17.48%、55.14%和44.69%,RVSL能够有效缓解拥堵并提高高速公路的通行效率。

来源：2025年第7期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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