交匯控制系統是高速幹道上用以控制匝道內車輛安全交匯駛入高速幹道車流的一種計算機控制系統。這種控制系統在高速幹道上及匝道上同時檢測車輛的到達位置及行駛車速，並判斷高速幹道車流中是否有一個允許匝道內車輛駛入的安全交匯空檔，以指揮匝道內車輛可否駛入高速幹道。
基本介紹
- 中文名：交匯控制系統
- 外文名：Confluence control system
- 含義：控制匝道內車輛安全交匯駛入高速
- 套用：高速公路交匯控制
交匯控制,交匯控制任務,開環控制上坡車輛,上坡車輛的閉環控制,開環和閉環控制系統的效率,
交匯控制
在定時控制和感應控制中，車輛經過匝道進入高速公路時，往往和上游車輛同時到達交匯區，由於上游車輛以較快的速度行駛，從匝道欲進入高速公路的車輛就得在匝道上排隊。這些車輛通過匝道口後，急欲進入高速公路，在駛入高速公路時往往會引發交通事故。比較好的辦法是將這些車輛控制在交匯區之外，當上游到達車輛比較稀疏時，才允許匝道外的排隊車輛進入高速公路。
交匯控制是一種微觀控制方法，以安全為控制原則。交匯控制的基本目標是通過駛入口匝道車輛最準確地利用高速公路主線車流的間隙來完成合流，改善高速公路交通流動分布及運行。交匯控制期望使大量的入口匝道車輛安全地匯合而不引起高速公路交通的明顯間斷。其方法是根據高速公路外側車道車流間隙的長度來決定能否放行匝道車輛，只有當檢測到上述車流間隙長度不小於可插車間隙時，才允許匝道車輛進入高速公路，這樣才能保證匝道車輛及時安全匯入高速公路車流中。交匯控制系統實現的入口匝道調節率完全取決於檢測到的主線車流間隙數目。這種控制使高速公路上的車流間隙得到最佳利用。
交匯控制任務
（1）根據專用檢測器來分析交匯點前面的高速公路右道中的交通流狀態，交匯計算機必須有足夠的能力來識別沿右道運動車流中的大間隙。
（2）第二部分任務就是在匯流點安全地交匯它即可以用開環控制，也可以用閉環控制。
開環控制上坡車輛
開環控制原理是使用了交通信號燈（綠、黃、紅），該信號燈安裝在斜坡道邊上。如果紅燈亮，那么想進入高速公路的司機必須停車。當一個充分大的空隙出現時，計算機控制信號燈變綠，允許等待的車通過並進人高速公路（參見下圖）。如果司機能將自己的車按預定的加速度行駛，則汽車將會在預報的空隙駛到交匯點。
交匯控制為了減少由於錯誤的速度和加速度所引起的交匯因難，採用按規定速度行駛的綠波帶技術，該技術是開環控制系統中的先進技術。上圖說明了這種綠波帶系統的運行情況。
設上坡左道安裝的完整的駕駛員顯示器有下述內容：
- 斜坡（匝道）受控閃光信號，該信號告訴司機，斜坡是否受到控制。
- 有一個綠色丙稀酸面覆蓋的綠波帶顯示部件。
- 有一個指示綠坡帶速度的預告信號。
- 有一個交匯警告信號。
這樣一個斜坡控制裝置允許三個運營狀態：運動、停止可接受車間隙、定時計量。
1.運動狀態
根據安裝在高速公路右車道中檢測器的檢測數據，控制計算機可計算出車間空隙長度和行進的速度。然後，計算機再通知坡邊上的駕駛員顯示器。顯示的綠波帶描述了高速公路交通中的可接受車間空隙、預速度信號等。如果司機保持他的汽車在綠波帶所限定的位置，那么他將安全地到達已識別出來的車間空隙。
2.停止可接收車間隙狀態
當高速公路交通流量增加，使車速下降時，可接受車間隙也下降。當車間隙下降到不能再接受新車流入時，該系統的運行要轉換到停止可接受車間隙狀態。在此狀態中，斜坡信號燈為紅（參見上圖）。如果計算機識別出一個可接受車間隙，那么等待著的汽車隨著個綠色信號和一個加速綠波帶被釋放。如果在預先確定的時間內沒有可利用的間隙，則交通信號用綠燈指示釋放車輛p然而不再產生綠波帶，並打開交匯警告信號。
3.定時計量狀態
當高速公路交通量進一步增加，而且車速已下降到停止可接受車間隙狀態範圍以下，這時，交匯控制系統要轉換到定時計量狀態。當斜坡車輛到達檢測器時，在取決於計量率的一段短的延時後，交通信號從紅燈轉到綠燈。當車輛已經越過離開檢測器以後，交通信號再轉回紅色。
上坡車輛的閉環控制
在這類控制中，計算機通過沿斜坡安裝的雙迴路感測器來監視斜坡車輛的運動。這樣，計算機就能識別出車隊長度、速度和交匯點所期望的時間以及由間隙求得的運動參數與算準值的偏差。為了使這個偏差最小，使用了所謂組合信號燈。這些組合信號燈是左道邊安裝的單個信號燈的前導。此前導能連續照亮，以便配合車輛速度，給司機一種只有一個燈亮的幻覺。因此，這種顯示器可以給司機顯示最優指定車間隙，使司機來確定自己最恰當的車速。如果計算機不能在高速公路交通中找到一個可能接受的車間隙，那么，交通信號燈轉到紅色，使斜坡上的車停下，直到找出一個可接受的間隙為止。可能會發生這樣的情況：在預先調整好的時間內，沒有可接受車間隙被識別出來。在這種情況下，不使用組合信號燈來釋放停止的車輛，交匯警告信號在車輛穿過後一對檢測器時接通。
開環和閉環控制系統的效率
通過試驗可以得出：兩種控制系統效率大致是相等的。這可以由逐漸增加感測器的占有時間，相應的斜坡上等待時間，以及斜坡上流量之間的關係來加以說明。由上節圖中可清楚地看到，無交匯挖制的曲線是急劇上升的，而有交匯控制則可以縮短延誤和增加上坡容量。
目前，交匯控制系統還沒有得到普遍套用，其主要原因是成本昂貴。相對來說，簡單的定時計量系統更受歡迎，該系統不需要綠波帶和步進燈。
