高速公路运营管理与应急处置仿真实验平台

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高速公路运营管理与应急处置仿真实验平台包括:高速公路运营环境系统、交通信息采集系统、交通信息发布系统、交通流运行系统、交通控制系统、应急处置系统和视景生成与同步显示系统七个子系统。平台可进行基于交通流、交通管理者及交通环境三者之间交互原理的高速公路交通运营管理与应急处置实验。

高速公路网运营环境仿真实验通过虚拟实验平台的高速公路基础设施模型,了解高速公路基本外在结构及基本构造物,包括平面线形、路面、路肩、边坡、排水渠等;了解高速公路主要构造物,包括互通立交、出入口匝道、隧道(隧道群)等;了解高速公路的安全设施,包括避险车道、紧急停车带、中间带、护栏、减速带、限速标志等;了解高速公路运营管理设施,包括收费站、服务区、监控中心、管理所等。通过对构造物的模拟,验证构造物设置的合理性和有效性等。

高速公路网络中信息采集和信息发布设备类型繁多,可以通过虚拟仪器的方式进行交通流数据的采集,分析和处理,采集的数据包括:交通流数据、运营管理数据、交通环境数据等。数据类型包括:流量数据、视频数据、语音数据等。信息的发布可以通过情报板进行,通过对虚拟情报板进行操作,对将要发布的信息进行编辑,制定发布规则、发布范围、发布的时效、信息发布的优先等级等,如图10~图13所示。

高速公路交通流仿真实验通过设定不同的交通参数,可分段仿真不同路段上的交通流状态。交通需求产生仿真能够在高速公路每个入口模拟不同的模型所产生的交通到达效果;交通排队仿真可在出入口匝道处模拟车辆排队的效果,包括排队增加和消散的效果;交通拥挤波传播仿真可在拥塞点处模拟拥挤波向上游曼延的效果,以及拥挤消散的效果;基本控制效果仿真可采用入口匝道控制以及其它的基本控制手段所引起的交通流变化效果。

高速公路网交通控制仿真实验包括路段控制实验和路网协调控制实验。该实验通过仿真高速公路网监控管理及宏观、微观控制效果,研究高速公路网管理中的优化及应急处置问题。高速公路网管理与控制主要是解决两个问题——交通拥挤与行车安全,其主要任务包括:匝道控制问题,通道控制问题,主线控制问题,交通诱导问题,紧急救援问题,高速公路网运营优化,交通环境保护问题,如图14~图17所示。

高速公路网突发事件应急处置仿真实验研究在紧急情况下,特定路网拓扑结构上的交通救援方案及其效果。交通事件影响扩散仿真实验是在不同交通状态条件下,仿真路网不同位置发生事件引起的交通阻滞、延误及其扩散变化情况。实验界面如图18~图19所示。

高速公路网交通数据挖掘仿真实验以收费数据为基础,通过对原始数据格式、内容的分析,确定数据处理流程,在此基础上研究交通流量时空分布规律方法和OD分布、车型比例分布等指标获取方法。

高速公路运营管理与应急处置仿真实验平台开设7项虚拟仿真实验:高速公路网运营环境仿真实验、高速公路交通信息采集仿真实验、高速公路交通信息发布仿真实验、高速公路交通流仿真实验、高速公路网交通控制仿真实验、高速公路网突发事件应急处置仿真实验、高速公路网交通数据挖掘仿真实验。