交通运输基础/配时

匝道配时通过将交通保持在略低于容量的水平来工作，处于自由流速度和最大吞吐量的最佳点。

配时（或匝道配时）是将交通控制应用于高速公路匝道以限制进入高速公路路段的流量速率。

配时有几个目的。主要目的是优化交通流量。配时使交通以自由流速度或接近自由流速度，以及以最大流量或接近最大流量的速度运行。由于它正好低于最大流量，因此可以认为它是风险规避的。您将配时流量设置为低于最大流量的程度是风险规避的指标（避免交通拥堵有多重要）。但是，通过最大化总输出流量，同时避免减少吞吐量的交通拥堵，配时流量也应最大化其他设施的交通流量。

配时还有其他目标，包括分解进入高速公路的排队车辆。限制同时进入高速公路的车辆数量增加了每辆车辆找到合适空隙并合并的可能性，从而减少了在高速公路匝道上产生冲击波的可能性。

配时同样通过减少所需的停车启动操作并降低碰撞的可能性来提高安全性。

最后，配时提供了一种动态管理事件条件的工具。事件可能会阻塞车道，配时限制了流入，从而减少了高速公路上的拥堵。如果匝道排队时间足够长，车辆可能会改道到其他路线。

配时并非免费的，它会产生成本，即匝道延误增加。在确定合适的配时率时，必须考虑产生的匝道延误以及减少的高速公路延误。

配时控制瓶颈流量

明尼苏达算法是实施匝道配时的一种策略。目标是满足每个“区域”的目标流量，该区域是瓶颈上游的一组匝道。

匝道配时中使用的流量平衡方程如下所示，其中 $M$ 和 $F$ 是控制变量。该方法是调整流入以满足目标流出。

$A+U+M+F=X+B+S$

其中

$A$ 上游主线流量（测量变量）；
$U$ 未配时入口匝道流量总和（测量变量）；
$M$ 配时本地连接匝道流量总和（控制变量）；
$F$ 配时高速公路到高速公路连接匝道流量总和（控制变量）；
$X$ 出口匝道流量总和（测量变量）；
$B$ 下游瓶颈容量流量（常数）；
$S$ 区域内可用空间（基于测量变量的体积）。

双子城匝道配时假日

时间线

20世纪90年代后期：一些匝道出现长时间延误（最长达20分钟）；
1999年，来自明尼苏达州奥沃托纳的共和党州参议员迪克·戴伊，“每年驾驶超过70,000英里”，推动了“驾驶自由”计划：关闭配时器，恢复HOV车道，左车道仅供超车使用。
1999年11月28日：明星论坛报对匝道配时进行了大型的周日头版报道。
2000年初：明尼苏达州交通局委托明尼苏达大学进行3项研究（Levinson、Michalopoulos、Kwon）以评估配时器。明尼苏达州交通局工程师认为结果将对交通造成“灾难性”的影响。
2000年5月，立法机构坚持进行关闭实验，至少持续4周。
聘请剑桥系统公司进行研究（外部人员）。
2000年10月至12月，配时器关闭8周。

匝道配时关闭的后果

取消匝道计量导致大多数旅行者的高速公路系统（高速公路加匝道）行程时间增加（速度降低）。然而，短途旅行受益，因为他们无需在匝道计量处等待即可使用高速公路系统。高速公路系统的行程时间变化性增加，因为高速公路拥堵更加频繁（尽管匝道延误现在已不存在）。然而，系统的公平性有所提高，因为延误分布更加均匀。

使用高速公路系统的出行次数趋于增加。高速公路系统上平均工作日高峰时段的出行长度下降。我们可以推断，在此期间有更多非工作出行使用了高速公路。

控制逻辑

事实证明，最有效的匝道计量控制逻辑是计量最靠近关键高速公路路段的入口匝道，以使该路段的流量严格低于容量。这也是最不公平的，因为它意味着来自一个匝道的旅行者可能会承受所有延误，而其他人则不会。

在确定控制策略时，公平性和效率之间需要权衡。有一些实施方面的考虑因素。

控制 - 如何“使该路段的流量严格低于容量”。
控制变量：流量与密度，
反馈与前馈，
线性与非线性
控制器阈值的选择
可靠性：风险规避与风险寻求
公平性考虑 - 是否只能计量“最近的入口匝道”？

有一套实用的协调机制

最大延误/排队长度限制
协调组：区域、辅助组、无协调
理论方法：最小化非线性加权行程时间
可选约束：操作平滑等。

参考文献

维基百科在 匝道计量 中提供相关信息。