发布时间 : 星期五 文章可变车道研究现状综述更新完毕开始阅读
2可变车道控制研究
可变车道是指能够周期性变化规定行车方向的机动车道，主要分为两类： ? 路区段内处于中央位置的动态连续车道，又称潮汐车道；
? 信号控制交叉口的动态进出口车道，如可变导向车道、逆向可变车道、
综合待行车道等。
2.1潮汐车道控制
潮汐车道控制主要针对潮汐车流控制需求，通过改变中央位置车道行驶方向，调整道路资源来实现潮汐车流的快速疏导。其控制过程主要包括换道触发阈值确定、换道过程中车辆控制、交通流诱导等部分。
曹俊业[22]建立潮汐车道、导向可变车道、潮汐车道与变向车道协同设置三种车道模型，分别就单点、干线、交叉口区域的变向车道设置影响分析，协同优化信号控制方法，实现城市交通的有效控制。马鑫俊[23]基于交通检测系统的设置，自动采集路段上车流分布情况，从而对该路段是否实行可变车道进行判断，实现基于感应信号控制的可变车道控制方法。文建斌[24] 提出一种基于可变车道的交通流诱导与控制协同的方法。采用基于遗传算法的自适应模糊控制算法，通过多相位优化并整合车道使用方法，运用多级微距信号配时调整，从而达到在保证道路交通安全的前提下，及时、有效地缓解特殊时间段交通流浪涌产生的城市交通压力。高瑞[25] 对城市交通系统实施可变车道控制，建立双层规划模型来描述城市道路交通系统的阻抗及出行方式，上层模型为交通系统总出行费用与投资费用之和，下层模型采用用户平衡配流模型描述出行者选择路径方式。马莹莹[26] 针对大城市道路双向交通需求不均衡的潮汐交通问题，提出一种根据双向交通运行状态动态控制可变车道行驶方向的交通控制方法。利用可变车道路段双向饱和度分析道路交通运行状态，以此划分为5种交通状态，建立各种交通状态下对应的车道行驶方向优化模型，并使用枚举法对模型求解。刘恋[27]利用可变车道来实现分时段合理的转换，利用信号控制系统、可变指示牌等基础设施的引导，基于道路行驶阻抗的车道优化模型，确定了设置可变车道的步骤。孙锋[28]充分利用地磁、微波等多源数据预测交叉口的交通需求，明确了逆向可变车道的开关判别指标及开关控制条件，将逆向可变车道信号灯与交叉口内信号灯实现协同控制，使得逆向可变车道控制实现动态和智能化。周鹏[29]利用视频检测获得
的车流量等相关参数信息，提出了基于非参数回归短时间交通流预测的智能可变车道的导向判决算法，实现了对可变车道随着实时车流量而自动变化的智能控制。Wang M[30]通过车辆到基础设施的通信将交通控制器与车载控制器连接起来进而构建可变车道信号控制系统。链路层交通控制器通过变速限制（VSL）龙门架来调节交通速度，以解决停走波浪，而智能车辆则通过车辆推进和制动系统控制加速，以优化实际状况。Yihang Zhang[31]提出了一种协调的变速限速、匝道测速和变道的控制。在提出的控制策略中，当车道变换控制阻止通行能力下降时，反馈线性化变速限制控制器与匝道测量相协调，并将瓶颈流量稳定在最高水平。L. D. Baskar[32]提出了一种基于模型的预测控制（MPC）方法来确定排的适当速度限制和车道分配。通过优化分配动态限速和车道变化来最小化路网内车辆行程时间。
2.2交叉口可变向车道控制
城市道路交叉口的交通组织对于合理利用道路资源、提高道路通行能力、减小交通延误、缓解交通拥堵具有重大意义。在城市道路交叉口应用的交通组织方法有：提前右转、提前掉头、进出口拓宽、左转待转区、直行待行区、禁止左转、车道变窄、停车线前移、可变导向车道等。有许多学者在现有的道路资源下，开展交叉口可变车道研究，进一步挖掘道路潜力，充分利用交叉口时空资源。
姚荣涵[33] 为了均衡交通流向分布且保证控制方案平稳过渡，提出具有可变导向车道的交叉口时空资源优化模型以及可变导向车道标志与信号灯组协调控制方法。林浩[34]基于车辆感应控制技术，对可变导向车道转向功能变换时刻及车辆清空时耗进行研究；并利用VISSIM仿真技术对单个交叉口延误进行评估。通过合理选择可变导向车道转向功能变换时刻以及合理设置清空时间，提高可变导向车道利用效率，减少交叉口延误。丁靖[35]构建可变导向车道功能与信号配时协同优化模型，分别对三相位控制和双环相位控制下单进口道可变导向车道以及双进口道可变导向车道的设置情况进行研究分析，根据不同的相位控制结构对信号相位约束条件进行了模型调整。并利用基于微观仿真的替代安全评价模型对可变导向车道设置前后交叉口的安全性进行对比分析，验证可变导向车道对于交叉口安全性的影响。刘昱岗[36]建立基于自适应模糊神经推理系统的可变导向车道智能控制系统。将数据采集子系统检测到的实时交通数据录入到预先训练好的
交通状态预测子系统中，可得到左转车辆和直行车辆的运行状态，并根据控制子系统的结构化算法来确定可变导向车道的属性。Youjun Liu[37]提出了一种基于视频检测的可变车道控制方法，以处理车道导向属性的自适应切换，扩大交叉口的通行能力。
2.3可变车道预信号控制
可变车道主要是通过改变车道功能，实现有效地利用现有道路资源、提高道路的通行效率。但是驾驶员以及车辆对车道功能的转换需要一定的时间适应，从交通安全和控制高效的角度出发，合理的设置可变车道预信号控制，对于提高驾驶员变道适应力和降低交通事故有着非常大的控制优势，并且通过预信号设置能够提高在不同交通组织条件下的车辆高效运行，确保控制效果。因此国内外诸多学者针对可变车道预信号控制展开相应研究，具体如下：
马永锋[38]根据历史交通量数据以及可变导向车道的属性建议值，对判别分析函数的相关系数进行标定；其次根据历史交通量数据和检测器检测到的实时交通量数据，利用近邻非参数回归对未来的短时交通量进行预测，并据此选择可变导向车道转向功能变换的时刻，并且计算可变导向车道的清空时间，实现信号控制机进行车道功能转换和主预信号的配时协调。徐红领[39]根据交叉口信号配时和通行能力的基本理论，分析了不同交通量条件下信号交叉口进口道可变车道属性改变前后通行能力的变化，得出了可变车道属性改变的控制条件；对不同情况对的信号交叉口进口道处可变车道属性过渡时主预信号之间协调控制关系进行了理论推导和分析，得出了在不同的情形下主预信号之间协调控制关系模型。梁培佳[40] 提出在保证安全的前提下，周期性的将左转车辆提前引入对面的出口道，然后跟随本方向左转车辆一起放行方法来减少左转车流对交叉口的影响。将Webster配时方法与双目标优化配时方法与逆向可变车道结合起来，在此基础上形成交叉口新的渠化和配时方案。杨龙海[41]提出一种交叉口进口道直左共用可变车道预信号控制方法，涉及车道预信号控制方法。Ma Q[42]提出了一种通过设置专用右转车道和前置信号控制来提高路口工作效率的方法。在右转弯车辆的低流量但是另一方向车辆的高流量的情况下，在每个信号周期的特定时间，将右转车道改变为通行车道，并结合预信号控制。在每个信号周期的一定时间内，通信信号变为绿色时，通过车辆可以使用右侧弯道，从而提高绿色信号的效率。Li L
L[43]根据检测器的数据确定恒定车道的属性，提出恒定车道的信号控制方法。为了避免由于驾驶员在车道属性改变时进入错误车道而造成的交通流混乱，提出了虚拟停车线，并提出了一种基于虚拟停车线的前置信号控制方法。C. Roncoli[44] 考虑到车辆数量配备特定的汽车自动控制和通信系统（VACS），构建了一个层次模型预测控制框架，可用于高速公路系统的协调和集成控制。Claudio Roncolip[45]针对VACS在高速公路交通流控制中的应用状况，设计出最优控制策略。基于一种新的多车道高速公路一阶交通流模型，定义了一个二次规划问题。并验证所提出的优化问题的有效性。Schmied R[46]提出了一种多车辆场景中的ACC方法，其以稳健和预测的方式考虑周围交通参与者的车道变换机动，目的是提高驾驶舒适性。通过考虑关于在前车辆的车道变化行为的最坏情况轮廓来解决控制鲁棒性。
2.4可变车道特殊车辆信号优先控制
针对特殊车辆的信号优先需求，在可变车道控制增加优先信号也是近年来的研究方向。
赵欣[47]提出应急车辆在交叉口的可变导向车道优先控制概念，并建立交叉口车辆实时延误模型，制定对应的信号优先控制及时空组合优先控制策略，在实现应急车辆无延误的前提下，以交叉口车辆总延误最小为目标，建立多相位信号优化配时模型。徐建闽[48]针对交叉口出口道时空资源利用不高的问题，以进口道公交左转优先为目标，提出了一种基于现有道路条件下的逆向可变车道及左转公交专用道设置方法从而实现了公交车辆的左转优先。
2.5所存在问题
? 目前可变车道控制多针对路段车道方向可变和交叉口导向车道可变，对机动车道与非机动车道可变和不固定时段的动态车道可变研究较少，难以进一步解放道路资源，提高道路通行能力；
? 目前的潮汐车道控制多针对早晚高峰的潮汐交通流需求进行控制，缺乏有效的车道动态可变策略和突发事件应急调整策略，难以快速应对交通流突变状态，消除道路拥堵；
? 目前的交叉口导向车道可变控制多针对单点，缺乏多交叉口导向车道可变的协调控制能力和同潮汐车道协同控制能力，难以实现干线或区域的高效疏堵；