一种公路收费广场的上游流量调节方法、设备及介质与流程

1.本发明涉及交通管理与控制领域，尤其涉及一种公路收费广场的上游流量调节方法、设备及介质。


背景技术：

2.高速公路收费站是高速公路交通的瓶颈路段，在高速公路车流高峰期，收费站各收费车道的收费服务速率往往小于车辆到达收费站速率，收费广场中就开始出现车辆排队现象。在收费广场的上游路段，车辆向收费站驶进的过程中，etc车辆会根据etc收费车道提示提前进行换道，以减少etc车辆在收费广场的换道次数。而mtc车辆需要在进入收费广场后根据车队长度、换道难度、换道次数等综合考虑选择目标车道换道。大多数车辆需在进入收费广场后，根据各个收费车道车队长度，确定最终车道，随后经过多次车辆换道，换至目的车道。然而车辆在收费广场进行换道时，会影响途径车道的后续车辆行驶速度，导致后续车辆减速或停车等待，最终形成蝴蝶效应，造成收费广场交通拥堵。此外，靠近主线的收费车道因其所需换道次数较少，被多数车辆选择作为其通过收费站的收费车道，收费广场上会出现各车道车队长度过长沿匝道回溢至主线，而远离主线的收费车道车队长度相对较短的情况，致使收费广场容量没有被充分利用。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提出了一种公路收费广场的上游流量调节方法，所述方法包括：获取收费广场的全部收费车道，并获取所述收费车道对应的车队长度；确定未进入所述收费广场的车辆，并确定所述车辆对应的上游车道；获取所述收费车道的收费车道容量，确定所述收费车道的车道长度；采集所述收费广场的排队情况，根据所述排队情况确定每个所述收费车道对应的所述车队长度；根据所述车道长度和所述车队长度确定所述收费车道的收费剩余容量；确定所述收费车道的数量，根据所述收费车道的数量和所述收费车道的收费剩余容量为所述车辆进行调节分配，以使所述车辆调换至第一上游车道或第二上游车道，并确定所述第一上游车道的第一分配数量和所述第二上游车道的第二分配数量；根据所述第一分配数量确定所述第一上游车道的第一车道流量，根据所述第二分配数量确定所述第二上游车道的第二车道流量；确定所述上游车道的平均车道流量，并确定所述车辆的车辆类型，根据所述车辆类型确定车辆比例；根据所述上游车道的平均车道流量、所述车辆比例确定其余上游车道的第三车道流量；根据所述车队长度、所述第一车道流量、所述第二车道流量和所述第三车道流量确定调节规则，以使所述车辆根据所述调节规则在所述上游车道处进行换道，从而驶入所述调节规则对应的所述收费车道。
4.在一个示例中，确定调节规则，具体包括：确定所述上游车道的上游车道容量，根据所述上游车道容量和所述第三车道流量确定所述上游车道的上游剩余容量；根据预先设定的容量判断阈值对所述第一分配数量和所述第二分配数量进行判断；若所述第一分配数量大于所述上游剩余容量且所述第二分配数量小于所述上游剩余容量，则确定第一调节规
则，以使所述车辆根据所述第一调节规则在所述上游车道处进行调换；若所述第一分配数量小于所述上游剩余容量且所述第二分配数量大于所述上游剩余容量，则确定第二调节规则，以使所述车辆根据所述第二调节规则在所述上游车道处进行调换；若所述第一分配数量小于所述上游剩余容量且所述第二分配数量小于所述上游剩余容量，则确定第三调节规则，以使所述车辆根据所述第三调节规则在所述上游车道处进行调换。
5.在一个示例中，确定第一调节规则，具体包括：确定所述第一上游车道的第一相邻车道，并根据所述第一车道流量确定第一溢出流量；根据所述第一溢出流量和所述第三车道流量确定驶入所述第一相邻车道的车道流量；确定第二调节规则，具体包括：确定所述第二上游车道的第二相邻车道，并根据所述第二车道流量确定第二溢出流量；根据所述第二溢出流量和所述第三车道流量确定驶入所述第二相邻车道的车道流量；确定第三调节规则，具体包括：根据所述第一溢出流量和所述第三车道流量确定驶入所述第一相邻车道的车道流量；根据所述第二溢出流量和所述第三车道流量确定驶入所述第二相邻车道的车道流量。
6.在一个示例中，所述方法还包括：确定预先设置的调节距离阈值，根据所述调节距离阈值在未进入所述收费广场的所述上游车道处确定流量调节区。
7.在一个示例中，所述方法还包括：确定所述车辆的车辆类型，其中，所述车辆类型包括第一车辆类型和第二车辆类型，所述第一车辆类型包括但不限于网联车辆，所述第二车辆类型为除所述第一车辆类型以外的车辆；若所述车辆类型为所述第一车辆类型，则在所述流量调节区根据所述调节规则对所述第一车辆类型进行换道；若所述车辆类型为所述第二车辆类型，则在所述流量调节区之外的区域对所述第二车辆类型进行换道。
8.在一个示例中，进行换道，具体包括：确定所述车辆调换的目标车道，并确定所述目标车道的最小向前行驶间隙和最小向后行驶间隙；确定预先设置的安全间距，根据所述安全间距、所述最小向前行驶间隙和所述最小向后行驶间隙确定所述车辆的换道条件，以根据所述换道条件进行换道。
9.另一方面，本发明还提出了一种公路收费广场的上游流量调节设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述一种公路收费广场的上游流量调节设备能够执行：获取收费广场的全部收费车道，并获取所述收费车道对应的车队长度；确定未进入所述收费广场的车辆，并确定所述车辆对应的上游车道；获取所述收费车道的收费车道容量，确定所述收费车道的车道长度；采集所述收费广场的排队情况，根据所述排队情况确定每个所述收费车道对应的所述车队长度；根据所述车道长度和所述车队长度确定所述收费车道的收费剩余容量；确定所述收费车道的数量，根据所述收费车道的数量和所述收费车道的收费剩余容量为所述车辆进行调节分配，以使所述车辆调换至第一上游车道或第二上游车道，并确定所述第一上游车道的第一分配数量和所述第二上游车道的第二分配数量；根据所述第一分配数量确定所述第一上游车道的第一车道流量，根据所述第二分配数量确定所述第二上游车道的第二车道流量；确定所述上游车道的平均车道流量，并确定所述车辆的车辆类型，根据所述车辆类型确定车辆比例；根据所述上游车道的平均车道流量、所述车辆比例确定其余上游车道的第三车道流量；根据所述车队长度、所述第一车道流量、所述第二车道流量和所述第三车道流量确定调节规则，以
使所述车辆根据所述调节规则在所述上游车道处进行换道，从而驶入所述调节规则对应的所述收费车道。
10.另一方面，本发明还提出了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：获取收费广场的全部收费车道，并获取所述收费车道对应的车队长度；确定未进入所述收费广场的车辆，并确定所述车辆对应的上游车道；获取所述收费车道的收费车道容量，确定所述收费车道的车道长度；采集所述收费广场的排队情况，根据所述排队情况确定每个所述收费车道对应的所述车队长度；根据所述车道长度和所述车队长度确定所述收费车道的收费剩余容量；确定所述收费车道的数量，根据所述收费车道的数量和所述收费车道的收费剩余容量为所述车辆进行调节分配，以使所述车辆调换至第一上游车道或第二上游车道，并确定所述第一上游车道的第一分配数量和所述第二上游车道的第二分配数量；根据所述第一分配数量确定所述第一上游车道的第一车道流量，根据所述第二分配数量确定所述第二上游车道的第二车道流量；确定所述上游车道的平均车道流量，并确定所述车辆的车辆类型，根据所述车辆类型确定车辆比例；根据所述上游车道的平均车道流量、所述车辆比例确定其余上游车道的第三车道流量；根据所述车队长度、所述第一车道流量、所述第二车道流量和所述第三车道流量确定调节规则，以使所述车辆根据所述调节规则在所述上游车道处进行换道，从而驶入所述调节规则对应的所述收费车道。
11.本发明通过将收费广场各收费车道车队长度信息反馈至收费广场上游路段的智能网联车辆，并提供相应的换道建议，使将进入收费广场的智能网联车辆提前进行换道，减少车辆在收费广场换道次数。能够将车辆引导至车辆较少的收费车道附近，使得各个收费车道的容量得到有效利用。其次，利用智能网联车辆特性，在收费广场车辆排队时，减少其与前车之间距离，进一步提高收费广场容量利用率。
附图说明
12.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1为本发明实施例中一种公路收费广场的上游流量调节方法的流程示意图；图2为本发明实施例中一种公路收费广场的上游流量调节系统的结构示意图；图3为本发明实施例中一种公路收费广场的上游流量调节设备的示意图；其中，1、智能感应设备，2、信息接收传输设备，3、传统车辆，4、路侧设施，5、智能网联车辆，6、收费广场，7、收费车道，8、上游路段，9、流量调节区。
具体实施方式
13.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
15.车辆于进入收费广场的初始车道，到达最终通过收费站的收费车道，需要进行多
次换道。目前市面上的车辆大多数换道行为发生于收费广场，车辆在上游路段换道行为较少。在上游路段，车辆行驶速度相较于收费广场车辆行驶速度较快，车辆换道时，其造成后方车辆减速的影响更小。
16.随着智能车路协同的发展，车辆可以通过5g等先进的无线通信技术和新一代传感器技术，全方位获取车辆周围环境信息，实现车路、车车动态实时信息交互。在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展收费站车辆主动安全控制和道路协同管理，可使车辆于上游路段提前获取收费广场各收费车道车队长度的相关信息，在上游路段使车辆提前进行换道，以减少收费广场中车辆的换道次数，缓解收费广场因车辆换道所造成的车辆的减速或停车等待现象；根据收费广场各收费车道的剩余容量，对即将进入收费广场的车流进行引导，平衡各收费车道车辆数量，最终提高收费站的容量利用率和通行效率。
17.如图1所示，为了解决上述问题，本发明实施例提供的一种公路收费广场的上游流量调节方法，应用在一种公路收费广场的上游流量调节系统中，如图2所示，该系统包括智能感应设备1，信息接收传输设备2，传统车辆3，路侧设施4，智能网联车辆5、中央处理器（图中未示出）、通信模块（图中未示出）。
18.其中，智能感应设备1用于获取收费广场各收费车道的车队长度信息。并将各收费车道的车队长度信息发送至信息接收传输设备2。
19.信息接收传输设备2接收智能感应设备1的数据并将数据发送至中央处理器。
20.中央处理器对信息接收传输设备2收集的数据进行处理，并根据各收费车道车队长度为各智能网联车辆5提供换道建议，将各收费车道车队长度、换道建议等信息发送至上游路段的路侧设施4。
21.通信模块用于连接中央处理器和上游路段的路侧设施4，中央处理器通过通信模块将各收费车道的车队信息、换道建议等信息发送至上游路段的路侧设施4。
22.上游路段设置的路侧设施4可通过v2i通信向智能网联车辆5发送收费广场各收费车道的车队长度、换道建议等信息，使上游路段的智能网联车辆5提前换道以接近车队长度较短收费车道，进入收费广场后减少其换道次数。
23.智能网联车辆5（在此称为第一车辆类型）在收费广场上游路段的流量调节区内，可以接收路侧设施4发送的信息，并将收费广场各收费车道车队长度、换道建议等信息反馈给驾驶员，驾驶员根据车辆提供的换道建议、各收费车道车队长度等信息提前进行换道。进入收费广场后，也可以根据收费广场各收费车道车队长度、换道难度等确定最终收费车道并执行换道。
24.流量调节区位于距离收费广场入口（在此称为调节距离阈值）米处，其中，的大小可自定义调节。智能网联车辆5接收信息并执行变道在该流量调节区进行，此距离能够保证中央处理器所提供的各收费车道车队长度及换道建议等信息的有效性。
25.传统车辆3（在此称为第二车辆类型）在上游路段经过流量调节区后，根据etc、mtc收费车道提示进行换道，进入收费广场后，也可以根据收费广场上显示设备展示的各个收费车道车队长度、换道难度等信息确定最终收费车道并执行换道，最终通过收费站。
26.其中，在对即将进入收费广场的车辆进行调节时，不考虑收费广场中车辆无故长时间停留的情况，即在保证前后安全车距的情况下，不考虑车辆前方有空隙但车辆仍停止不前的情况。
27.方法包括：s101、获取收费广场的全部收费车道，并获取所述收费车道对应的车队长度。
28.s102、确定未进入所述收费广场的车辆，并确定所述车辆对应的上游车道。
29.在一个实施例中，对收费广场的全部收费车道和未进入收费广场的上游区域全部的上游车道都进行编号。设收费广场上游路段的上游车道索引为，收费广场的收费车道索引为。并假设收费广场上游路段共有条上游车道，收费广场有条收费车道，其中，如图2所示，收费车道的数量要大于上游车道的数量，即。设收费广场各收费车道总长为，第条收费车道的车队长度为；上游路段流量调节区各车道车辆流量为，各车道容量为，智能网联车辆所占比例为。假设智能网联车辆和传统车辆均匀分布于各个车道。在流量调节区内，根据收费广场时刻各收费车道剩余容量为上游路段的智能网联车辆分配车道并发送换道指令。在流量调节区内，传统车辆不进行换道。经过流量调节区后，传统车辆根据路旁etc收费车道标识进行换道。此外，本发明不考虑收费广场中大型车辆收费车道的情况。
30.s103、获取所述收费车道的收费车道容量，根据所述车队长度和所述收费车道容量确定调节规则，以使所述车辆根据所述调节规则在所述上游车道处进行换道，从而驶入所述调节规则对应的所述收费车道。
31.在一个实施例中，在流量调节区内传统车辆不进行换道，只有智能网联车辆进行换道。在驶出流量调节区后的上游路段中，智能网联车辆所在车道不再发生改变，etc车辆在上游路段根据etc收费车道标识完成换道后，其初始车道所产生的空隙由其他车道的mtc车辆进行补偿，以实现上游路段各车道传统车辆数量不变。传统车辆和智能网联车辆进入收费广场根据各收费车道实际车队长度和换道难度选择其最终目标车道。假设所有的智能网联车辆均可通过etc收费车道和mtc收费车道，即智能网联车辆可将etc收费车道作为其目标车道，也可将mtc收费车道作为其目标车道。
32.在一个实施例中，确定收费车道的车道长度；采集收费广场的排队情况，根据排队情况确定每个收费车道对应的车队长度；根据车道长度和车队长度确定收费车道的收费剩余容量。例如，时刻收费广场第个收费车道的收费剩余容量的计算公式为：在一个实施例中，上游路段干线附近的收费车道因其换道次数较少，车辆从上游路段进入收费广场后多将其作为目的车道，导致远离干线的收费车道无法被利用。因此在上游路段，需要对智能网联车辆进行均衡的车道分配。对上游路段各上游车道从内向外依次进行编号、，收费广场各收费车道从内向外依次进行编号、。根据自定义的道路分割值，其中，。将收费广场的收费车道分为两部分，其中，将收费广场中收费车道、，前1~的收费车道剩余容量之和占所有收费车道剩余容量的比例的智能网联车辆数量分配至上游路段车道（在此称为第一上游车道），将收费广场收费车道、，后面~的收费车道剩余容量之和占所有收费车道剩余容量的比例的智能网联车辆数量分配至上游路段车道（在此称为第二上游车
道）。在上游路段流量调节区内，分配给车道的智能网联车辆数量（在此称为第一分配数量）为：分配给车道的智能网联车辆数量（在此称为第二分配数量）为：则在上游路段经过流量调节区后，车道的流量（在此称为第一车道流量）为：第a条车道的流量（在此称为第二车道流量）为：其余车道的流量（在此称为第三车道流量）为：在一个实施例中，确定上游车道的上游车道容量，根据上游车道容量和第三车道流量确定上游车道的上游剩余容量，即。根据预先设定的容量判断阈值对第一分配数量和第二分配数量进行判断。若第一分配数量大于上游剩余容量且第二分配数量小于上游剩余容量。
33.即，若上游路段第一条车道除传统车辆外无足够容量容纳分配给该车道的智能网联车辆，上游路段第条车道除传统车辆外有充足容量容纳分配给该车道的智能网联车辆时，例如，车辆时，例如，则确定第一调节规则，以使车辆根据第一调节规则在上游车道处进行调换。即，在分配车道时，在满足车道最大容量前提下，将车道无法容纳的智能网联车辆分配给外侧相邻车道（在此称为第一相邻车道）。在进入收费广场前，第一条车道流量为。
34.根据第一车道流量和之差计算第一溢出流量。那么，进一步计算出第二条车道
流量为：第车道流量为：其余各车道流量为：若第一分配数量小于上游剩余容量且第二分配数量大于上游剩余容量。
35.即，若上游路段第a条车道除传统车辆外无足够容量容纳分配给该车道的智能网联车辆，上游路段第条车道除传统车辆外有充足容量容纳分配给该车道的智能网联车辆时，例如，车辆时，例如，则确定第二调节规则，以使车辆根据第二调节规则在上游车道处进行调换。即，在满足车道最大容量前提下，将车道无法容纳的智能网联车辆分配给内侧相邻车道（在此称为第二相邻车道）。则第a条车道的流量为。
36.根据第二车道流量和之差计算第二溢出流量。那么，进一步计算出第a-1条车道流量为：第车道流量为：其余各车道流量为：若第一分配数量小于上游剩余容量且第二分配数量小于上游剩余容量。即，若上游路段第1条车道和第a条车道，两车道除传统车辆外均无足够容量容纳分配给这两条车道的智能网联车辆时，此情况在智能网联车辆占比较大时出现。例如，
则确定第三调节规则，以使车辆根据第三调节规则在上游车道处进行调换。即，第一条车道和第a车道流量为。第二条车道流量为：第a-1条车道流量为：其余各车道流量为：在一个实施例中，对于收费广场车辆依次通过收费车道的过程，与传统车辆相比，智能网联车辆可以通过v2v通信提供关于对象车辆及其周围车辆的信息，使对象车辆能够几乎立即响应多个前方车辆的速度变化，此特性允许智能网联车辆与前方相邻车辆存在较小的车间距离，而不会危及车辆之间的安全性。基于此，收费车道中智能网联车辆的存在可使车队平均车头间距减小，进一步提升收费车道的容量。
37.在一个实施例中，在收费广场中，各车辆为行驶至目标车道进行换道，换道过程中，车辆与相邻车道中下个可用间隙对齐。设目标车道中最小向前行驶间隙为，最小向后行驶间隙为，行驶前后的安全间距为，当满足安全的换道条件时，即，车辆执行换道操作。直至换道至目标车道。
38.在一个实施例中，在智能网联车辆排队跟驰过程中。车辆进入目标收费车道后，加入车队，跟随车队前进。根据智能网联车辆跟随车辆的不同分别描述其跟驰过程。当智能网联车辆加入车队跟随车队行进，且其前车为智能网联车辆时，开启协同自适应巡航控制模式（cacc），当前车为传统车辆时，开启自适应巡航控制模式（acc），跟随车辆前进。自适应巡航（acc）可通过雷达传感器、超声波测距传感器、红外测距传感器、数字信号处理器及控制模块，通过多传感器融合来测量前方车辆的确切位置及前方车辆的驾驶行为，从而让汽车和前方车辆实现安全距离下的跟车行驶。协同自适应巡航（cacc）就是在自适应巡航的基础上，让汽车与道路固定设施或其他车辆之间进行信息交互，进一步实现更有效的行车控制。智能网联车辆在收费广场排队通过时，可利用上述两种模式最大程度减少前后车辆间距离，提高收费广场的容量。自适应巡航控制模式（acc）下车辆跟驰过程由下式给出：
其中，为智能网联车辆加速度；为前车与本车定位差系数；为前车与本车速度差系数；为前后两车车头间距；为acc控制器提前设置的期望车头时距，由现场测试中驾驶员校准测的；车辆自身速度；前车速度；为前车长度。
39.协同自适应巡航模式（cacc）模式下车辆跟驰过程由下式给出：其中，为车辆与前车之间的车间距；为车辆与前车之间的车头时距误差系数；为cacc控制器采用的恒定车头时距，由现场测试中驾驶员校准测的，比传统车辆期望车头时距小；为误差；
∆
t为车辆与前车之间的车头时距；为车辆与前车之间的速度差。
40.在一个实施例中，在传统车辆排队跟驰过程中，对于传统车辆，应用智能驾驶员跟驰模型描述其排队跟驰过程。其过程为：其中，为传统车辆最大加速度；为车辆当前车速；为车辆期望车速；为加速度指数；
∆
v为车辆与前车的速度差；为车辆与前车的车距；为期望跟车距离；用于衡量当前车速与期望车速的差值，促进车辆加速；用于衡量当前车距与期望车距的差值，促进车辆制动。
41.的计算公式为：其中，为舒适减速度，通过平衡项，以及动力项来实现智能刹车策略。
42.如图3所示，本发明实施例还提供了一种公路收费广场的上游流量调节设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一
个处理器执行，以使所述一种公路收费广场的上游流量调节设备能够执行：获取收费广场的全部收费车道，并获取所述收费车道对应的车队长度；确定未进入所述收费广场的车辆，并确定所述车辆对应的上游车道；获取所述收费车道的收费车道容量，根据所述车队长度和所述收费车道容量确定调节规则，以使所述车辆根据所述调节规则在所述上游车道处进行换道，从而驶入所述调节规则对应的所述收费车道。
43.本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：获取收费广场的全部收费车道，并获取所述收费车道对应的车队长度；确定未进入所述收费广场的车辆，并确定所述车辆对应的上游车道；获取所述收费车道的收费车道容量，根据所述车队长度和所述收费车道容量确定调节规则，以使所述车辆根据所述调节规则在所述上游车道处进行换道，从而驶入所述调节规则对应的所述收费车道。
44.本发明中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
45.本发明实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。
46.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
47.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
48.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
49.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
50.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器 (cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
51.内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (ram) 和/或非易失性内存等形式，如只读存储器 (rom) 或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
52.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (pram)、静态随机存取存储器 (sram)、动态随机存取存储器 (dram)、其他类型的随机存取存储器 (ram)、只读存储器 (rom)、电可擦除可编程只读存储器 (eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器 (cd-rom)、数字多功能光盘 (dvd) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
53.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
54.以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种公路收费广场的上游流量调节方法，其特征在于，所述方法包括：获取收费广场的全部收费车道，并获取所述收费车道对应的车队长度；确定未进入所述收费广场的车辆，并确定所述车辆对应的上游车道；获取所述收费车道的收费车道容量，确定所述收费车道的车道长度；采集所述收费广场的排队情况，根据所述排队情况确定每个所述收费车道对应的所述车队长度；根据所述车道长度和所述车队长度确定所述收费车道的收费剩余容量；确定所述收费车道的数量，根据所述收费车道的数量和所述收费车道的收费剩余容量为所述车辆进行调节分配，以使所述车辆调换至第一上游车道或第二上游车道，并确定所述第一上游车道的第一分配数量和所述第二上游车道的第二分配数量；根据所述第一分配数量确定所述第一上游车道的第一车道流量，根据所述第二分配数量确定所述第二上游车道的第二车道流量；确定所述上游车道的平均车道流量，并确定所述车辆的车辆类型，根据所述车辆类型确定车辆比例；根据所述上游车道的平均车道流量、所述车辆比例确定其余上游车道的第三车道流量；根据所述车队长度、所述第一车道流量、所述第二车道流量和所述第三车道流量确定调节规则，以使所述车辆根据所述调节规则在所述上游车道处进行换道，从而驶入所述调节规则对应的所述收费车道。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定调节规则，具体包括：确定所述上游车道的上游车道容量，根据所述上游车道容量和所述第三车道流量确定所述上游车道的上游剩余容量；根据预先设定的容量判断阈值对所述第一分配数量和所述第二分配数量进行判断；若所述第一分配数量大于所述上游剩余容量且所述第二分配数量小于所述上游剩余容量，则确定第一调节规则，以使所述车辆根据所述第一调节规则在所述上游车道处进行调换；若所述第一分配数量小于所述上游剩余容量且所述第二分配数量大于所述上游剩余容量，则确定第二调节规则，以使所述车辆根据所述第二调节规则在所述上游车道处进行调换；若所述第一分配数量小于所述上游剩余容量且所述第二分配数量小于所述上游剩余容量，则确定第三调节规则，以使所述车辆根据所述第三调节规则在所述上游车道处进行调换。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定第一调节规则，具体包括：确定所述第一上游车道的第一相邻车道，并根据所述第一车道流量确定第一溢出流量；根据所述第一溢出流量和所述第三车道流量确定驶入所述第一相邻车道的车道流量；确定第二调节规则，具体包括：确定所述第二上游车道的第二相邻车道，并根据所述第二车道流量确定第二溢出流量；
根据所述第二溢出流量和所述第三车道流量确定驶入所述第二相邻车道的车道流量；确定第三调节规则，具体包括：根据所述第一溢出流量和所述第三车道流量确定驶入所述第一相邻车道的车道流量；根据所述第二溢出流量和所述第三车道流量确定驶入所述第二相邻车道的车道流量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：确定预先设置的调节距离阈值，根据所述调节距离阈值在未进入所述收费广场的所述上游车道处确定流量调节区。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：确定所述车辆的车辆类型，其中，所述车辆类型包括第一车辆类型和第二车辆类型，所述第一车辆类型包括但不限于网联车辆，所述第二车辆类型为除所述第一车辆类型以外的车辆；若所述车辆类型为所述第一车辆类型，则在所述流量调节区根据所述调节规则对所述第一车辆类型进行换道；若所述车辆类型为所述第二车辆类型，则在所述流量调节区之外的区域对所述第二车辆类型进行换道。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行换道，具体包括：确定所述车辆调换的目标车道，并确定所述目标车道的最小向前行驶间隙和最小向后行驶间隙；确定预先设置的安全间距，根据所述安全间距、所述最小向前行驶间隙和所述最小向后行驶间隙确定所述车辆的换道条件，以根据所述换道条件进行换道。7.一种公路收费广场的上游流量调节设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述一种公路收费广场的上游流量调节设备能够执行：获取收费广场的全部收费车道，并获取所述收费车道对应的车队长度；确定未进入所述收费广场的车辆，并确定所述车辆对应的上游车道；获取所述收费车道的收费车道容量，确定所述收费车道的车道长度；采集所述收费广场的排队情况，根据所述排队情况确定每个所述收费车道对应的所述车队长度；根据所述车道长度和所述车队长度确定所述收费车道的收费剩余容量；确定所述收费车道的数量，根据所述收费车道的数量和所述收费车道的收费剩余容量为所述车辆进行调节分配，以使所述车辆调换至第一上游车道或第二上游车道，并确定所述第一上游车道的第一分配数量和所述第二上游车道的第二分配数量；根据所述第一分配数量确定所述第一上游车道的第一车道流量，根据所述第二分配数量确定所述第二上游车道的第二车道流量；确定所述上游车道的平均车道流量，并确定所述车辆的车辆类型，根据所述车辆类型确定车辆比例；根据所述上游车道的平均车道流量、所述车辆比例确定其余上游车道的第三车道流
量；根据所述车队长度、所述第一车道流量、所述第二车道流量和所述第三车道流量确定调节规则，以使所述车辆根据所述调节规则在所述上游车道处进行换道，从而驶入所述调节规则对应的所述收费车道。8.一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：获取收费广场的全部收费车道，并获取所述收费车道对应的车队长度；确定未进入所述收费广场的车辆，并确定所述车辆对应的上游车道；获取所述收费车道的收费车道容量，确定所述收费车道的车道长度；采集所述收费广场的排队情况，根据所述排队情况确定每个所述收费车道对应的所述车队长度；根据所述车道长度和所述车队长度确定所述收费车道的收费剩余容量；确定所述收费车道的数量，根据所述收费车道的数量和所述收费车道的收费剩余容量为所述车辆进行调节分配，以使所述车辆调换至第一上游车道或第二上游车道，并确定所述第一上游车道的第一分配数量和所述第二上游车道的第二分配数量；根据所述第一分配数量确定所述第一上游车道的第一车道流量，根据所述第二分配数量确定所述第二上游车道的第二车道流量；确定所述上游车道的平均车道流量，并确定所述车辆的车辆类型，根据所述车辆类型确定车辆比例；根据所述上游车道的平均车道流量、所述车辆比例确定其余上游车道的第三车道流量；根据所述车队长度、所述第一车道流量、所述第二车道流量和所述第三车道流量确定调节规则，以使所述车辆根据所述调节规则在所述上游车道处进行换道，从而驶入所述调节规则对应的所述收费车道。

技术总结
本发明公开了一种公路收费广场的上游流量调节方法、设备及介质，涉及交通管理与控制领域，方法包括：获取收费广场的全部收费车道，并获取收费车道对应的车队长度；确定未进入收费广场的车辆，并确定车辆对应的上游车道；获取收费车道的收费车道容量，根据车队长度和收费车道容量确定调节规则，以使车辆根据调节规则在上游车道处进行换道，从而驶入调节规则对应的收费车道。本发明通过将收费广场各收费车道车队长度信息反馈至收费广场上游路段的智能网联车辆，并提供相应的换道建议，使将进入收费广场的智能网联车辆提前进行换道，减少车辆在收费广场换道次数，使得各个收费车道的容量得到有效利用。量得到有效利用。量得到有效利用。


技术研发人员：景峻 吴建军 桑中山 常玉涛 屈云超 徐明礼 陈西广 韩应轩 康强 纪艺 房宏基 席永轲 尹淑婷
受保护的技术使用者：山东高速信息集团有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/6/28