CN105261223A - 一种客货分离式多车道高速公路交通引导方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种客货分离式多车道高速公路交通引导方法和系统，以客货分离式多车道高速公路为研究对象，以引导客车、货车在进入客货分离式道路前完成分离行为为目标，将客货分离式高速公路按区段划分为客货混行基本路段、收费广场区、收费通道区、汇入主线区和客货分离基本路段五部分；并在此基础上，针对每一区段的特征，以及相应区段内的驾驶行为特性，提出对应的引导策略。本发明系统主要填补了客货分离式多车道高速公路引导方面研究，通过分区段、分层次的引导策略，保障客车、货车有序、安全、高效地完成分离，避免误驶车辆的出现，从而充分体现了客货分离式多车道高速公路行驶安全性高、通行效率高、驾驶舒适度高等特点。

Description

一种客货分离式多车道高速公路交通引导方法和系统

技术领域

本发明涉及一种高速公路交通引导方法和系统，适用于客货分离式多车道高速公路，属于高速公路交通管理与控制领域。

背景技术

高速公路按车辆组织形式划分，可以分为客货混行式和客货分离式，现阶段以客货混行式为主，部分地区采用了客货分离的形式(例如美国的I-95号公路)。但已有的高速公路管理与控制均是基于客货混行式多车道高速公路，鲜有关于客货分离式多车道高速公路的管理与控制方法研究。对于高速公路交通管理与控制，交通引导是其核心内容之一，是提高交通安全和运行效率的重要手段之一，有效的交通引导是综合考虑驾驶者心理特征和生理特征，以人为本，分区段、有层次地对车辆进行引导分离。

针对现有研究较为欠缺的情况，本发明设计出一种适用于客货分离式多车道高速公路的交通引导方法和系统。

发明内容

本发明所要解决的问题是，填补客货分离式高速公路交通引导方面的空白，提出一种适用于客货分离式多车道高速公路的交通引导方法和系统。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种客货分离式多车道高速公路交通引导方法，包括如下步骤：

(1)将高速公路沿车流方向依次划分为客货混行基本路段、收费广场区、收费通道区、汇入主线区和客货分离基本路段；

(2)在不同物理区分别设置引导，通过多级引导设施引导车辆进行客货分离，具体为：在客货混行基本路段设第一、第二两级引导，在收费广场区、收费通道区、汇入主线区和客货分离基本路段分别设置一级引导。

作为优选，步骤(1)中收费广场区和收费通道区分界点的确定方法为：根据公式L₁＝L₀+d确定收费广场区和收费通道区分界点与收费岛最左侧之间的距离，其中，L₀是收费岛内部引导措施影响范围内可容纳的车辆折算长度，d是排队收费时车辆的平均车头间距；

步骤(1)中收费通道区与汇入主线区分界点的确定方法为：根据公式L₂＝L₀－(v₀×t₀)/2－d确定收费通道区与汇入主线区分界点与收费岛最右侧之间的距离，其中，v₀是所有车辆在客货分离基本路段上的平均车速，t₀是驾驶员对引导信息注视的平均时间。

作为优选，所述L₀的取值参照下表：

货车所占比例p	p≤20％	20％＜p≤30％	30％＜p≤40％	40％＜p≤50％
					L0取值(单位：m)	10	11	12	13
货车所占比例p	50％＜p≤60％	60％＜p≤70％	70％＜p≤80％	p≥80％
					L0取值(单位：m)	14	15	16	17

作为优选，步骤(2)中，在距离收费广场区起始端L₄处，设第一级引导，

用于提示车辆提前进行客货分离，所述第一级引导包括可变情报板和无线广播；

其中L₄的计算方法为：

L₄＝v₂×t₂

v₂：所有车辆在客货混行基本路段的平均车速；

t₂：根据驾驶员的短时记忆特性和信息接收程度确定，取值3～5分钟。

作为优选，步骤(2)中，在距离收费广场区起始端L₅处，设第二级引导，提示车辆提前进行客货分离，所述第二级引导包括可变情报板、无线广播和标志标线；其中L₅的计算方法为：

L₅＝v₂×t₃

v₂：所有车辆在客货混行基本路段的平均车速；

t₃：根据驾驶员的瞬时记忆特性确定，取值10～30秒。

一种客货分离式多车道高速公路交通引导系统，该系统包括高速公路上沿车流方向依次划分的客货混行基本路段、收费广场区、收费通道区、汇入主线区和客货分离基本路段，所述客货混行基本路段设有两级引导，所述收费广场区、收费通道区和汇入主线区分别设有一级引导。

作为优选，收费广场区和收费通道区的分界点与收费岛最左侧的距离为L₁＝L₀+d；收费通道区和汇入主线区的分界点与收费岛最右侧的距离为L₂＝L₀－(v₀×t₀)/2－d。

作为优选，所述客货混行基本路段的第一级引导包括可变情报板和无线广播，设置在距离收费广场区起始端L₄处。

作为优选，所述客货混行基本路段的第一级引导包括可变情报板、无线广播和标志标线，设置在距离收费广场区起始端L₅处。

有益效果：本发明提供的客货分离式多车道高速公路交通引导方法和系统，以客货分离式多车道高速公路为研究对象，以引导客车、货车在进入客货分离式道路前完成分离行为为目标，将客货分离式高速公路按区段划分为五部分，在此基础上，针对每一区段的特征，以及相应区段内的驾驶行为特性，提出对应的引导策略。本发明系统主要填补了客货分离式多车道高速公路引导方面研究，通过分区段、分层次的引导策略，保障客车、货车有序、安全、高效地完成分离，避免误驶车辆的出现，从而充分体现了客货分离式多车道高速公路行驶安全性高、通行效率高、驾驶舒适度高等特点。

附图说明

图1为本发明提出的客货分离式高速公路物理区划分示意图。

图2为本发明提出的客货分离式高速公路引导方法示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明实施例提出的一种客货分离式多车道高速公路交通引导方法主要包括两个步骤，S1：客货分离物理区划分；S2：在不同物理区分别设置引导，通过多级引导设施引导车辆进行客货分离。

步骤S1中将客货分离式多车道高速公路划分为客货混行基本路段、收费广场区、收费通道区、汇入主线区和客货分离基本路段，共五个部分。

附图1中四个分界点说明：

A点：客货混行基本路段与收费广场区的分界点，即为两个区域线形几何变化的交点。

B点：收费广场区与收费通道区的分界点。该分界点由收费通道区的引导控制手段决定。按照车辆行驶方向，收费通道区的起点与设计平面图中收费岛起点之间的距离为L₁：

L₁＝L₀+d(1)

L₁：受到收费岛内部引导措施影响的范围，其沿车流方向上游的长度，单位m；

L₀：L₁所述中影响范围内可容纳的车辆折算长度，单位m，其取值由货车比例决定，具体取值请参照下表：

货车所占比例p	p≤20％	20％＜p≤30％	30％＜p≤40％	40％＜p≤50％
					L0取值(单位：m)	10	11	12	13
货车所占比例p	50％＜p≤60％	60％＜p≤70％	70％＜p≤80％	p≥80％
					L0取值(单位：m)	14	15	16	17

d：排队收费时，车辆的平均车头间距，单位m，一般取值1～2m。

C点：收费通道区与汇入主线区的分界点。该分界点由收费通道区的引导控制手段决定。按照车辆行驶方向，汇入主线的起点与设计平面图中收费岛终点之间的距离为L₂：

L₂＝L₀－(v₁×t₁)/2－d(2)

L₂：受到收费岛内部引导措施影响的范围，其沿车流方向下游的长度，单位m，L₂≥0；

L₀：含义同(1)式；

v₁：所有车辆(客车和货车)在客货分离基本路段上的平均车速，单位m/s；

t₁：驾驶员对引导信息注视的平均时间，单位s，一般取0.4s；

d：含义同(1)式。

L₃的长度根据《高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》(JTGD80-2006)等相关规范以及具体工程设计决定。

D点：汇入主线区与客货分离基本路段的分界点，即为两个区域线形几何变化的交点。

收费广场区和汇入主线区的长度根据《高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》(JTGD80-2006)等相关设计规范和实际工程设计而决定。

如图2所示，步骤S2中基于步骤S1的客货分离物理区的划分情况，结合驾驶者对引导信息识别能力和记忆特性，采用了分级引导的思想，一种分为五级引导。其中每一级都包含各自的组合措施：

第一级引导：可变情报板、无线广播

第二级引导：可变情报板、无线广播、标志标线

第三级引导：无线广播、标志标线

第四级引导：无线广播、语音喇叭、宣传标语

第五级引导：可变情报板、无线广播、标志标线

各级引导具体的实施方法为：

第一级引导：设置在客货混行基本路段。在距离收费广场区起始端L₄处，利用龙门架上的可变情报板，同时在高速公路路侧建设无线通信基站，开通固定频段的广播频道，提示所有车辆，提前进行客货分离，此为第一级引导。

其中L₄的计算方法为：

L₄＝v₂×t₂(3)

v₂：所有车辆在客货混行基本路段的平均车速，单位km/h；

t₂：根据驾驶员的短时记忆特性和信息接收程度，交通信息的效果一般可以保存时间为5分钟，其中3分钟的强化记忆是最为有效，t₂通常取值为3min，即1/20h。

第二级引导：设置在客货混行基本路段。在距离收费广场区起始端L₅处，利用龙门架上的可变情报板，同时在高速公路路侧建设无线通信基站，开通固定频段的广播频道，提示所有车辆，提前进行客货分离，此为第二级引导。

其中L₅的计算方法为：

L₅＝v₂×t₃(4)

v₂：所有车辆在客货混行基本路段的平均车速，单位m/s；

t₃：根据驾驶员的瞬时记忆特性，推荐t₃通常范围为10～30s，推荐取值为20s。

第三级引导：设置在收费广场区。采用第二级引导中固定频段的无线广播频道进行语音信息播报，引导车辆提前分离；同时，配以标志标线，引导客车靠左行驶，货车靠右行驶。

第四级引导：设置在收费通道区。车辆在收费通道区需要降低速度，ETC检测或是等待取卡、缴费，在低速行驶的车辆中，驾驶员可以有充足的时间去识别放行杆上的文字提示，例如“客货分离，客车靠左，货车靠右”等标语；针对未听车载无线广播的司机，每个收费通道都安装喇叭，用以强制性的语音播报。

第五级引导：设置在汇入主线区。引导手段参考收费广场区，采取“无线广播+标志标线”形式；为完成对全部车辆的客货分离，在汇入主线区设立一龙门架，用于安装可变情报板，警告司机必须进行客货分离。

对于客货分离基本路段，此路段的交通引导策略以及引导设施设计可以参照《高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》(JTGD80-2006)、《公路交通标志和标线设置规范》(JTGD82-2009)、《道路交通标志和标线》(GB5768-2009)等公路工程行业设计规范。

本发明实施例公开的一种客货分离式多车道高速公路交通引导系统，包括高速公路上沿车流方向依次划分的客货混行基本路段、收费广场区、收费通道区、汇入主线区和客货分离基本路段。其中，收费广场区和收费通道区的分界点与收费岛最左侧的距离为L₁＝L₀+d；收费通道区和汇入主线区的分界点与收费岛最右侧的距离为L₂＝L₀－(v₀×t₀)/2－d。客货混行基本路段上在距离收费广场区起始端L₄处设有第一级引导，该第一级引导包括可变情报板和无线广播；客货混行基本路段上在距离收费广场区起始端L₅处设有第二级引导，该第二级引导包括可变情报板、无线广播和标志标线；收费广场区设有第三级引导，该第三级引导包括无线广播和标志标线，收费通道区设有第四级引导，该第四级引导包括无线广播、语音喇叭和宣传标语，汇入主线区设有第五级引导，该第五级引导包括可变情报板、无线广播和标志标线。本发明系统通过分区段、分层次的引导策略，保障客车、货车有序、安全、高效地完成分离，避免误驶车辆的出现，从而充分体现了客货分离式多车道高速公路行驶安全性高、通行效率高、驾驶舒适度高等特点。

下面结合具体的交通情景，对本发明实施例作进一步阐述。

具体交通情景的参数：客货混行基本路段限速120公里/小时，平均车速是90公里/小时，货车比例为37％。客货分离基本路段，左侧是客车专用车道，其限速是120公里/小时；右侧是货车专用车道，其限速是100公里/小时，所有车辆的平均车速是106公里/小时。经调查，排队收费时，车辆的平均车头间距为1m，该路段内驾驶员对引导信息注视的平均时间为0.4s。

结合上述交通参数，本发明实施例的客货分离式多车道高速公路交通引导系统中主要分界点和引导设施的位置及实施方式如下：

(1)分界点B点，对照参照表，L₀取12m，根据已知条件，d为1m。因此

L₁＝L₀+d＝12+1＝13m

(2)分界点C点，根据已知条件，t₀为0.4s，同时注意v₀的单位是m/s，其余参数含义和取值同步骤1。

L₂＝L₀－(v₀×t₁)/2－d＝12－(106÷3.6×0.4)/2－1≈5m

(3)第一级引导的位置

L₄＝v₂×t₂＝90×1/20＝4.5km≈5km

因此在距离收费广场区5公里，设置第一级引导，提示驾驶者5公里后为客货分离路段，请提前变道，左侧是客车专用车道，右侧是货车专用车道；可变情报板循环播放“5公里后为客货分离路段，请提前变道，客车靠左，货车靠右”。

(4)第二级引导的位置

L₅＝v₂×t₃＝90÷3.6×20＝500m

因此应在距离收费广场区500米处实施第二级引导，利用龙门架上的可变情报板，提示所有车辆，提前进行客货分离。同时，在第一级和第二级引导区域之间，开通固定频段的广播频道，通过路侧的无线通信基站，播报客货分离式多车道高速公路的相关介绍和引导信息。并且，配以标志标线，引导客车靠左行驶，货车靠右行驶。

(5)第三级引导

在收费广场区实施第三级引导，采用第二级引导中固定频段的无线广播频道进行语音信息播报，引导车辆提前分离；同时，配以标志标线，引导客车靠左行驶，货车靠右行驶。

(6)第四级引导

在收费通道区内实施第四级引导，车辆需要降低速度来进行ETC检测或是等待取卡、缴费，充分利用该段时间，使驾驶员主动去识别放行杆上的文字提示，例如“客货分离，客车靠左，货车靠右”等标语；每个收费通道都安装喇叭，给以未听车载无线广播的司机强制性的语音诱导，播报内容包括“该条高速公路为客货分离式高速公路，请主动变道，左侧是客车专用车道，右侧是货车专用车道”。

(7)第五级引导

在汇入主线区内实施第五级引导。采用第二级引导中固定频段的无线广播频道进行语音信息播报，引导车辆提前分离；同时，配以标志标线，引导客车靠左行驶，货车靠右行驶。为完成对全部车辆的客货分离，在汇入主线区设立一龙门架，用于安装可变情报板，警告司机必须进行客货分离。

Claims (10)

1.一种客货分离式多车道高速公路交通引导方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将高速公路沿车流方向依次划分为客货混行基本路段、收费广场区、收费通道区、汇入主线区和客货分离基本路段；

(2)在不同物理区分别设置引导，通过多级引导设施引导车辆进行客货分离，具体为：在客货混行基本路段设第一、第二两级引导，在收费广场区、收费通道区、汇入主线区和客货分离基本路段分别设置一级引导。

2.根据权利要求1所述的一种客货分离式多车道高速公路交通引导方法，其特征在于：

步骤(1)中收费广场区和收费通道区分界点的确定方法为：根据公式L₁＝L₀+d确定收费广场区和收费通道区分界点与收费岛最左侧之间的距离，其中，L₀是收费岛内部引导措施影响范围内可容纳的车辆折算长度，d是排队收费时车辆的平均车头间距；

步骤(1)中收费通道区与汇入主线区分界点的确定方法为：根据公式L₂＝L₀－(v₀×t₀)/2－d确定收费通道区与汇入主线区分界点与收费岛最右侧之间的距离，其中，v₀是所有车辆在客货分离基本路段上的平均车速，t₀是驾驶员对引导信息注视的平均时间。

3.根据权利要求2所述的一种客货分离式多车道高速公路交通引导方法，其特征在于：所述L₀的取值参照下表：

货车所占比例p p≤20％ 20％＜p≤30％ 30％＜p≤40％ 40％＜p≤50％ L₀取值 10 11 12 13 货车所占比例p 50％＜p≤60％ 60％＜p≤70％ 70％＜p≤80％ p≥80％ L₀取值 14 15 16 17

其中L₀的单位是m。

4.根据权利要求1所述的一种客货分离式多车道高速公路交通引导方法，其特征在于：步骤(2)中，在距离收费广场区起始端L₄处，设第一级引导，用于提示车辆提前进行客货分离，所述第一级引导包括可变情报板和无线广播；

其中L₄的计算方法为：

L₄＝v₂×t₂

v₂：所有车辆在客货混行基本路段的平均车速；

t₂：根据驾驶员的短时记忆特性和信息接收程度确定，取值3～5分钟。

5.根据权利要求1所述的一种客货分离式多车道高速公路交通引导方法，其特征在于：步骤(2)中，在距离收费广场区起始端L₅处，设第二级引导，提示车辆提前进行客货分离，所述第二级引导包括可变情报板、无线广播和标志标线；其中L₅的计算方法为：

L₅＝v₂×t₃

v₂：所有车辆在客货混行基本路段的平均车速；

t₃：根据驾驶员的瞬时记忆特性确定，取值10～30秒。

6.一种客货分离式多车道高速公路交通引导系统，其特征在于，该系统包括高速公路上沿车流方向依次划分的客货混行基本路段、收费广场区、收费通道区、汇入主线区和客货分离基本路段，所述客货混行基本路段设有两级引导，所述收费广场区、收费通道区和汇入主线区分别设有一级引导。

7.根据权利要求6所述的一种客货分离式多车道高速公路交通引导系统，其特征在于，收费广场区和收费通道区的分界点与收费岛最左侧的距离为L₁＝L₀+d，其中，L₀是收费岛内部引导措施影响范围内可容纳的车辆折算长度，d是排队收费时车辆的平均车头间距；

收费通道区和汇入主线区的分界点与收费岛最右侧的距离为L₂＝L₀－(v₀×t₀)/2－d，其中，v₀是所有车辆在客货分离基本路段上的平均车速，t₀是驾驶员对引导信息注视的平均时间。

8.根据权利要求6所述的一种客货分离式多车道高速公路交通引导系统，其特征在于：所述L₀的取值参照下表：

货车所占比例p p≤20％ 20％＜p≤30％ 30％＜p≤40％ 40％＜p≤50％ L₀取值 10 11 12 13 货车所占比例p 50％＜p≤60％ 60％＜p≤70％ 70％＜p≤80％ p≥80％ L₀取值 14 15 16 17

其中L₀的单位是m。

9.根据权利要求6所述的一种客货分离式多车道高速公路交通引导系统，其特征在于：所述客货混行基本路段的第一级引导包括可变情报板和无线广播，设置在距离收费广场区起始端L₄处，其中L₄的计算方法为：

L₄＝v₂×t₂

v₂：所有车辆在客货混行基本路段的平均车速；

t₂：根据驾驶员的短时记忆特性和信息接收程度确定，取值3～5分钟。

10.根据权利要求6所述的一种客货分离式多车道高速公路交通引导系统，其特征在于：所述客货混行基本路段的第一级引导包括可变情报板、无线广播和标志标线，设置在距离收费广场区起始端L₅处，其中L₅的计算方法为：

L₅＝v₂×t₃

v₂：所有车辆在客货混行基本路段的平均车速；

t₃：根据驾驶员的瞬时记忆特性确定，取值10～30秒。