CN102182128A - 城市智能数字化神经交通系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种未来城市智能数字化神经交通系统，本智能交通系统分三层，上层为多功能通道，中层为公共交通系统，下层为其他车辆行驶通道。在不同层面融合物联网概念的应用。系统含有智能中央控制系统以及可与其相连接的各类终端、新型运输单元、覆盖整个系统的有线无线通讯系统、道路宽度调整系统、电能及信号传输系统、太阳能发电系统，雨水净化再利用系统，尾气处理系统、泊车休闲娱乐系统、可以与整个系统相连的单个单位内部的小系统等，可以称之为真正意义上的以数字化为基础的集交通出行及多种功能于一体的数字化交通多功能系统。

Description

城市智能数字化神经交通系统

技术领域

本发明属于城市交通领域，特别是一种适合未来城市发展的城市智能数字化神经交通系统。

背景技术

目前全球较大城市均面临交通拥堵的问题，除了道路设计方面的问题外尚有一些其他因素影响城市交通及其发展，总的来讲存在但不仅限于以下方面：

1.交通线路发展跟不上城市的经济发展以及人口的爆发性增长，城市交通系统处于超负荷运行状态；

2.路面规划不合理，不能充分利用道路资源，比如有时公交专用车道空闲但小客车行驶路段拥堵，上下班高峰进城或出城方向单向拥堵；

3.公交车辆与社会车辆混合行驶，即使部分路段有公交专用车道，但在车道变换时仍然导致拥堵，特别是左转弯后即向右侧路面站点停靠，或在路面右侧站点停靠后接着左转弯等；

4.驾驶员不遵守交规造成拥堵，如抢道导致刮蹭事故，因而阻塞交通；随意变换车道，造成行车缓慢等；

5.公交系统不完善，运力不够，不同形式间衔接不畅，不够便捷；

6.没有建立智能化管理控制系统；

7.没有真正意义上的各类专用车道及人行道；

8.雨雪等天气导致路面湿滑造成车辆行驶缓慢，甚至事故频发，阻塞交通；

9.路灯及各类线缆占用路面空间；

10.红绿灯及其不合理的待转时间造成车辆聚集拥堵；

11.车辆拥堵不但造成时间、油耗等成本的提高，城市运行系统效率大大降低，而且加重了尾气造成的空气污染；

12.交通混乱影响城市形象；

13.空驶的出租车大量占用路面资源；

14.停车位置不足；

15.非高峰期有的公交线路即使没有乘客仍旧照跑，占用路面资源，浪费人力物力。

发明内容

本发明除了解决现有交通系统存在的问题，更立足于城市的未来发展，旨在建立便捷、高效、舒适、环保的未来城市智能数字化神经交通系统。

顾名思义，本系统类似于人的神经系统，由类似于大脑的智能控制中心，相当于中枢神经系统的交通主干道，以及延伸到城市各个角落的类似于末梢神经系统的子系统有机组成，是适合未来城市发展的一种综合性的交通出行系统。

本发明采用如下技术方案：

本智能交通系统分三层，上层为多功能通道，中层为公共交通系统，下层为其他车辆行驶通道。在不同层面融合物联网概念的应用。系统含有智能中央控制系统以及可与其相连接的各类终端、新型运输单元、覆盖整个系统的有线无线通讯系统、道路宽度调整系统、电能及信号传输系统、太阳能发电系统，雨水净化再利用系统，尾气处理系统、泊车休闲娱乐系统、可以与整个系统相连的单个单位内部的小系统等，可以称之为真正意义上的以数字化为基础的基交通出行及多种功能于一体的数字化交通多功能系统。

采用本系统以后，可以达到如下有益效果：

1.交通线路设计更为科学合理，控制实现智能化；

2.路面规划更加合理，能充分利用道路资源；

3.彻底将公交系统与其它社会车辆分离，去掉了造成拥堵的重要根源之一；

4.先进的车辆终端能够提供行车建议，并及时提醒驾驶员遵章驾驶。

5.科学合理规划行车路线，控制车流量不超过道路的有效承载负荷；

6.公交系统完善便捷，直接通达目的地，不同形式间衔接顺畅，而且杜绝了空驶现象；

7.智能神经数字化管理控制系统，使得一切合理、有序、高效、便捷；

8.真正实现各类专用车道及人行道的彻底分离；

9.雨雪等天气对交通几乎没有影响；

10.省去了路灯杆，节省了大量的成本及土地资源；

11.有些路段不再需要红绿灯，使得通行更为顺畅；

12.城市运行系统效率大大提高，更为节能、环保、高效；

13.可减少相当数量的出租车及全部公交车；

14.上层成为城市景观大道，成为城市的空中花园，休闲购物场所扩大化，并提供大量泊车位，节省大量土地资源；

15.可以利用现有的路面进行改造，造价相对低廉；

16.拼装式设计，施工便捷，施工时间短。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是斜坡升降结构示意图以及运输单元外观

图3是运输单元切面示意图

图4是上层功能区域布置图

图5是交叉路口上层布局示意图

图中，１-上层，2-顶层，3-上中层隔层，4-中层，5-运输单元，6-路灯，7-中下层隔层，8下层，9-防护栏，10-慢速车道，11-中速车道，12-快速车道，13-左侧道路隔离桩，14-中心线隔离桩，15-右侧道路隔离桩，16-路灯，17-立柱，18-绿化带，19-三轮车、摩托车道，20-人行便道，21-隔离栏，22-排水管，23-立柱，24-中层外侧，25-上层外侧，201-斜坡上轨，202-运输单元平开门，203-运输单元侧轮，204-运输单元行驶轮，205-上层待车区，206-中层行驶轨道，207-上层闸门，208-中层闸门，61-步行观光专用道，62-绿色植物带，63-自行车专用道，65-停车场，66-休闲购物场所，67-自行车租赁中转站，68-备用运输单元停放处，69-候车区，70-慢速车道候车区，71-中速车道候车区。

具体实施方式

1.本系统分上中下三层见图1，上层1为多功能通道，中层4为公共交通系统，下层8为其他车辆行驶通道。层数以及每层的行车道数均可以根据路面及实际环境做增减。将结构设计成拼装式，使得能够快速高效施工。

2.上层1的平面布局图见图4，可以为封闭系统，有步行观光专用道61，自行车专用道63，停车场65，休闲购物场所66及绿色植物带62等。顶层2覆盖太阳能电池板并设置快速的排水体系及融雪设计。两侧24、25为透明设计，可以用于广告等。内部设置通风系统和温度控制系统，太阳能可以为此系统供电。在上层设置专门的自行车租赁中转站67，创造更为绿色、环保、健康、便捷的出行方式。在重要站点设置备用运输单元停放处68，并通过轨道与待车区205接轨。旅客可在候车区69安全候车。各功能区域可以根据实际情况做增减。

3.中层4全封闭，为公共交通系统。全封闭并有吸收噪音设计，有效地隔绝行车产生的噪音。可以根据路面情况设置一至三车道。图1所示为三车道。一车道设计为单行道，二车道设计分快速和慢速车道，三车道设计分快速、中速、慢速车道，图1所示为三车道。运输工具为全新概念的设计，称之为运输单元5，见图2，第5条是关于运输单元5的具体介绍。快速车道12供中途不停的运输单元行驶，中速车道11供中途有较少停靠点的运输单元行驶，慢速车道10供有较多停靠点的运输单元行驶。在三车道间有可转换轨道。另一侧道路设置对称相同。

当运输单元抵达停靠车站时，可以通过调整侧轮203沿斜坡轨道201而升至上层停车待车区05；若不需停车，则沿原来的中层轨道206穿行而过。在上层至中层的过渡轨道处的上层和中层分别设置自动闸门207和208，两个闸门反向关闭，上层闸门207开时中层闸门208关，中层闸门208开时上层闸门207关，即当中层有运输单元穿行通过时，上层闸门207关闭，上层的车辆不能下来；当上层的车辆下到中层时，中层闸门208关闭，中层的车辆不能通过，避免碰撞。

当运输单元经过交叉路口时，可以根据道路实际情况设置纵向运输单元5走上层，横向运输单元5走中层，或者纵向走中层横向走上层，以保证运输单元畅行无阻。图5所示，为纵向运输单元5升至上层示意图，中速车道11和慢速车道10的旅客候车区分别为71和70，乘客若需转至横向车道，直接至横向候车区69乘车即可。

4.下层8为半封闭式，可以根据路面情况设置一至三车道，图1所示为三车道。在所有路口设置简单明了的指示牌。在两侧的立柱17与23之间为绿化带18，起到美化环境及净化空气的作用，并有半封闭式防护栏9将一层道路封闭。在立柱外设置机动三轮车及摩托车道19，最外侧设置人行便道20，摩托车道19与人行便道20之间设置隔离栏21。在需要的路段或路面宽度足够的路段可在摩托车道19的内侧位置加设机动车辅路，并在二者之间设置隔离栏。顶部装尾气吸附净化系统，除了可以利用太阳能驱动外，顶部尾气吸附还可以利用中层公交系统产生的负压带动吸附装置运转，吸附装置要有逆止阀。照明可以采用自然光源与太阳能电源，并备有常用电源。路灯照明系统16和6亦设置在顶层及其外侧，省去电线杆等，大大降低了城市路灯的安装维护费用，节省土地资源。

在一定距离范围内设出租车停靠港，在此点有人行通道与上层相连。

每隔一定距离设电动汽车充电点满足未来城市电动汽车的使用。

在相关区域设直通上层停车场的升降泊车系统。

5.运输单元：设计形状如图2中的5，为轨道式电动车，双向行驶，可有人或无人驾驶，无人驾驶尽量以小型为主，可搭载10至20人。运输单元运行完全通过电脑控制，可以根据客流量派发相应运输单元，解决空驶以及超员的问题。有距离感应及减速停车功能，可远程控制，两单元之间有距离保持设计。每个运输单元均有电子显示牌及输入端，可显示整条线路的经过和停靠站点，并可以方便查询其他线路。当到达停靠点时有斜坡制动提升装置及穿行设置见图2、3。运输单元6的侧轮203类似于飞机的可收放轮胎，侧轮203伸出时，运输单元会沿斜坡轨道201自动升至上层停车待车区205，此时行驶轮204脱离运行轨道206处于悬空状态，当运输单元回到原轨道206时，行驶轮204恢复运行。若侧轮203保持收起状态，则运输单元5会沿原来的中层轨道穿行而过。202为运输单元的感应平开门，方便乘客快速上下。

6.智能控制中心：可以根据各类终端的反馈信息，控制车流量，给出路线选择建议，控制红绿灯等，分为公交控制部分和其他车辆控制部分。

a)公交控制部分：站点终端有电子显示牌及输入端，电子显示牌可显示沿途经过站点及全程路线，输入端可以查询线路并给出线路选择建议。也可以通过其他终端查询相关目的地路线信息(电脑终端、手机等)。在乘车前须将目的地信息通过终端输入并支付车票款，控制中心可以根据所有数据合理安排调度运输单元。输入信息以简单化为宜，以适应所有人群，当乘客点按所欲到达站点斤，系统自动给出应乘坐的运输单元班次、座号以及价格等相关信息，服务更为人性化。控制中心对整个系统内的运输单元科学合理调配，保证系统高效、优质运行。

b)其他车辆控制部分：根据路面反馈系统(含智能传感器及监视系统)及车辆终端设备提供的数据，调控车流量，给出最佳行车路线，调控路面隔离桩，起到智能监控及疏导作用。路面反馈系统由闭路监控及路面感应系统组成，可以提供路面的车行速度和车辆数量。车辆终端设备为集导航、缴费、提醒、求助功能于一体的设备，可与控制中心互联互通。控制中心可以提供相关线路的车流速度，当车流速度低于X公里时或超过本路段的有效通过车辆数负荷时，给出选择路线建议。其建议可以直接发往车载终端，指导车辆行驶。车辆终端还可及时提醒驾驶员遵章驾驶，按其所在道路行驶，不随意变换车道，如有违章时及时警示；及时告知路面情况的变化，如路面隔离系统的调整。

7.道路宽度的隔离调整系统：根据往来车辆多少及上下班高峰调整双向道路宽度的隔离调整系统见图1之13、14、15。隔离桩13、14、15为电动升降控制。也可以用调节隔离桩13、14、15所在位置的交通警示线颜色来调整不同方向的路面宽度，这种警示线用一种特殊的发光体制作，可以控制变化颜色。如早晨上班高峰，进城方向车辆较多(假定左侧道路隔离桩13所在一侧道路为进城方向)，出城方向车辆较少，此时可以将双向三车道调整为进城方向四车道出城方向两车道，即将中心线隔离桩14落下，将右侧道路隔离桩15升起，如果是警示线的话也按相同的线路做变化。下班高峰时做反向调节，或者其他特殊时间或特殊需要时调整路面的隔离状况。

8.城市输电、信号传输通讯系统可以集成在上中层或中下层之间的隔层3或7中，既美化了城市，又增加了安全性，同时大大降低了线路的铺设成本和维护成本。

9.顶层2太阳能板的铺设：可以产生大量清洁能源并用之于本系统，节约大量的运行成本。顶层2为平层还是微拱形及太阳能电池板的铺设角度，可以根据道路的方向及具体情况设计。

10.雨雪水收集利用系统：在绿色植物带18设置水分保持系统，其下设置蓄水池。顶层的雨雪水经排泄管道22到达绿色植物带，饱和后多余的水经过滤流入蓄水池，来不及经过绿色植物带的水直接流入地下排水系统。蓄水池满后，其余水排入地下排水系统。蓄水池中的水可以灌溉绿植，清洗路面等，循环利用。

11.与各类交通形式、商业场所、休闲场所、学校、机关单位等的无缝衔接，让人们的出行变得便捷、舒适，甚至比较而言更愿意选择公共交通而不是开车出行。在大型单位内部可以建立与本系统连接的小型系统，使得出行更为便捷，并相对疏散站点候车人群。

12.有利于WiFi及WAPI等无线局域通讯技术的利用，可以在沿途布置覆盖整个系统区域的热点，让人们即使在乘车或候车时都可以享受无线局域通讯的便捷和乐趣。连接控制中心也会更为便捷。

上述具体实施实例是对本发明的说明但不限制本发明，在与本发明权利要求书相当的含义和范围内的任何改变和组合，都应认为是在权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种城市智能数字化交通系统，其特征是，所述智能交通系统分三层，上层为多功能通道，中层为公共交通系统，下层为其他车辆行驶通道，在不同层面融合物联网概念的应用，系统含有智能中央控制系统以及可与其相连接的各类终端、新型运输单元、覆盖整个系统的有线无线通讯系统、道路宽度调整系统、电能及信号传输系统、太阳能发电系统，雨水净化再利用系统，尾气处理系统、泊车休闲娱乐系统、可以与整个系统相连的单个单位内部的小系统等，是真正意义上的以数字化为基础的基交通出行及多种功能于一体的数字化交通多功能系统。

2.根据权利要求1所述的城市智能数字化神经交通系统，其特征是，所述智能交通系统的上层可以为封闭或半封闭系统，设有步行观光专用道、自行车专用道、停车场、旅客候车区、休闲购物场所及绿色植物带等；顶层设置覆盖太阳能电池板的太阳能发电系统并设置快速的排水体系及融雪设计；两侧为透明设计，可以用于广告等；内部设置通风系统和温度控制系统，太阳能可以为此系统供电；在上层设置专门的自行车租赁中转站；在重要站点设置备用运输单元停放处，并通过轨道与待车区接轨。

3.根据权利要求1所述的城市智能数字化神经交通系统，其特征是，所述智能交通系统的中层为公共交通系统，全封闭并有吸收噪音设计，可以根据路面情况设置一至三车道，一车道设计为单行道，二车道设计分快速和慢速车道，三车道设计分快速、中速、慢速车道；其间运行新型运输单元，当运输单元抵达停靠车站时，可以通过调整侧轮沿中上层之间的斜坡轨道而升至上层停车待车区或沿原来的中层轨道穿行而过；在交叉路口，不同方向的运输单元分别沿中层和上层通过，互不影响。

4.根据权利要求1所述的城市智能数字化神经交通系统，其特征是，所述智能交通系统的下层为半封闭式，可以根据路面情况设置—至三车道；在一定距离范围内设出租车停靠港并有人行通道与上层相连；每隔一定距离设电动汽车充电点及直通上层停车场的升降泊车系统；在道路两侧的立柱间设绿化带，并有半封闭式防护栏将一层道路封闭；在立柱外设置机动车行驶辅路和机动三轮车及摩托车道，最外侧设置人行便道，机动车行驶辅路与摩托车道以及摩托车道与人行便道之间设置隔离栏；顶部装尾气吸附净化系统，吸附装置有逆止阀；照明可以采用自然光源与太阳能电源，并备有常用电源；路灯照明系统设置在顶层及其外侧。

5.根据权利要求1、3所述的城市智能数字化神经交通系统，其特征是，所述智能交通系统的中层运输工具为全新概念的设计，称之为运输单元，为轨道式电动车，双向行驶；运输单元运行完全通过电脑控制，可以根据客流量派发相应运输单元；有距离感应及减速停车功能，可远程控制，两单元之间有距离保持设计；每个运输单元均有电子显示牌及输入端，可显示整条线路的经过和停靠站点，并可以方便查询其他线路；当到达停靠点或十字路口时有斜坡制动提升装置及穿行设置；运输单元的侧轮类似于飞机的可收放轮胎，侧轮伸出时，运输单元会沿轨道自动升至上层；若侧轮保持收起状态，则运输单元会沿原来的二层轨道继续行驶。

6.根据权利要求1所述的城市智能数字化神经交通系统，其特征是，所述智能交通系统设有智能控制中心，可以根据各类终端的反馈信息，控制车流量，给出路线选择建议，控制红绿灯等，分为公交控制部分利其他车辆控制部分：

a)公交控制部分：站点终端有电子显示牌及输入端，电子显示牌可显示沿途经过站点及全程路线，输入端可以查询线路并给出线路选择建议，也可以通过其他终端查询相关目的地路线信息(电脑终端、手机等)，控制中心可以根据所有数据合理安排调度运输单元；

b)其他车辆控制部分：根据路面反馈系统(含智能传感器及监视系统)及车辆终端设备提供的数据，调控车流量，给出最佳行车路线，调控路面隔离桩，起到智能监控及疏导作用；路面反馈系统由闭路监控及路面感应系统组成，可以提供路面的车行速度和车辆数量；车辆终端设备为集导航、缴费、提醒、求助等功能于一体的设备，可与控制中心互联互通；控制中心可以提供相关线路数据给出选择路线建议；车辆终端还可及时提醒驾驶员遵章驾驶及路面情况的变化；车辆终端还具备即时缴纳道路收费、停车费、违章罚款等功能。

7.根据权利要求1所述的城市智能数字化神经交通系统，其特征是，所述智能交通系统的下层设有道路宽度的隔离调整系统，隔离桩为电动升降控制，可以通过调节不同位置的隔离桩改变道路中心线的位置；也可以用调节隔离桩所在位置的交通警示线颜色来调整不同方向的路面宽度，所述警示线由特殊材料制成，可以控制变换颜色。

8.根据权利要求1所述的城市智能数字化神经交通系统，其特征是，城市输电、信号传输通讯系统可以集成在所述智能交通系统的上中层或中下层之间的隔层中。

9.根据权利要求1所述的城市智能数字化神经交通系统，其特征是，所述智能交通系统采用WiFi及WAP等无线局域通讯技术，可以在沿途布置覆盖整个系统区域的热点。

10.根据权利要求1所述的城市智能数字化神经交通系统，其特征是，所述智能交通系统设有雨雪水收集利用系统，在绿色植物带设置水分保持系统，其下设置蓄水池；顶层的雨雪水经排泄管道到达绿色植物带，饱和后多余的水经过滤流入蓄水池，来不及经过绿色植物带的水直接流入地下排水系统。

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