CN105679030A - 基于现有道路车辆的中央控制无人驾驶交通系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于现有道路路网及车辆的中央控制的无人驾驶交通系统，由车载远程控制设备、道路监控设备、中央控制系统三部分组成。中央控制系统通过安装于每辆车上的车载远程控制设备，统一调度整个路网里的所有车辆，道路监控设备则辅助信息的采集和传输。在现有道路车辆基础上渐进的进行全局自动调度，是本发明的独特创新，也是能真正彻底解决地面交通问题的终极解决方案。因为本系统是在现有道路车辆的存量上进行改进，所以与地铁对比，本系统具有明显的性价比优势，建设成本仅为地铁的1/60。

Description

基于现有道路车辆的中央控制无人驾驶交通系统

技术领域

本发明涉及道路交通技术领域，尤其涉及一种基于现有道路路网及车辆的中央控制的无人驾驶交通系统。

背景技术

本发明涉及道路交通技术领域，尤其涉及一种基于现有道路路网及车辆的中央控制的无人驾驶交通系统。现有无人驾驶汽车技术均针对单个汽车开发，基于乘客意愿、汽车自身的位置和环境路况，来作出类似于人类驾驶员的判断和驾驶行为。这样的自动汽车在路网里面仍然是作为个体在运动，仅仅把驾驶员从人换成了人工智能，并无助于改善整个路网的交通状况。

此外也有人发明了中央控制的无人驾驶的独立交通系统，包括基于轨道和路面的系统。却都是独立自成体系，需要在自己新建的封闭系统中运行，无法应用到现有道路和现有车辆上来，也就无法解决现有路网的交通问题。其作用类似于新建地铁、轻轨，属于新建公共交通系统，与本发明有本质区别。

当前最迫切需要解决的，是对现有路面交通状况的改善。而由人类和人工智能两种汽车组成的“人机混杂”驾驶出现在现有道路的局面，或单独另外新建交通系统，都无助于此问题的解决。

唯一可能正确的解决方案，就是用一个中央控制系统来统一调度整个城市或地区的所有车辆，以形成实时的最佳车流分布状态，最大程度的减少堵塞、提高效率，如同列车调度中心所做的那样。而由于汽车出行需求的极度分散、驾驶员的习惯、水平、状态各异、车辆信息化程度不高、道路标准化欠缺、网络带宽不足、定位精度不够、中央处理能力不强等一系列问题，导致长期以来无人敢于想象和实施由中央控制调度系统内所有车辆的交通系统。

随着网络带宽、并行处理、无人驾驶控制技术的飞速发展，成本的快速下降，对城市和公路中所有入网车辆实行中央控制统一调度的时机已经逐步开始成熟，本发明正是在这个背景下得以产生，并已通过了宏观交通仿真技术的量化模拟，具备量产推广的可行性。

发明内容

本发明提出一种基于现有道路路网及车辆的中央控制的无人驾驶交通系统，由车载远程控制设备、道路监控设备、中央控制系统三部分组成。

车载远程控制设备，安装在需要进入本系统的车辆上，用于控制车辆行驶并与中央控制系统对接。包含接收中央控制信号，接收卫星和辅助定位信号，反馈自身位置、目的地、车况信息，控制油门、刹车、方向，自动离合器等模块。其中对自动驾驶汽车和自动档汽车，无须安装自动离合器。新车可以内置本设备。

道路监控设备，安装在道路路灯、电子眼、信号灯的灯杆上端，用于实时获取道路车辆状况并提供辅助定位信号和辅助通信功能。包含信号灯、摄像头、雷达和微型信号基站。

中央控制系统，负责对所有进入系统的车辆进行全局统一调度。接收来自车载远程控制设备、道路监控设备的信息，把每辆车的预计路径综合后统计出预计可能堵点，经过人工智能的海量数据计算后，实时避开可能饱和的路段及堵点，得出每辆车的实时最优行驶路线和动作，向所有车载远程控制设备发出各自的行驶指令，向所有道路信号灯发出合适的亮灯信号。本系统由位于电信骨干网上的超级计算机及相应的开发、维护人员组成。

本发明的应用是渐进式的。即首批安装车载远程控制设备后进入本系统的车辆，将行驶于道路上专门划定的某条车道。比如城市里的公交专用道，直到公交专用道不够用了，再逐步增设更多车道，直到扩展到城市里主次干道的大多数车道，仅保留一条变速车道用于车辆进出本系统及临时停车等需要。对高速公路等较宽的公路也一样，先行设置一条中央控制车道，待流量占满后再继续扩展增设。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明把整个城市或地区道路系统的交通状况作为一个整体来统一优化计算和调度控制，尽可能的保证了全路网的畅通。而现有自动汽车技术都以个单车辆的效率为重点。

（2）本发明只让接受中央控制的车辆进入系统，保证了系统内所有车辆完全服从调度指挥，基本匀速行驶，才能发挥出路网的最大效率。而现有道路路网调度技术以用信号灯指挥引导人类驾驶员为主，无法做到全部车辆服从指挥，也无法做到发出精确的路径指令。

（3）本发明通过车辆进入系统时提供的出入点位置，得出路径并综合所有车辆路径进行统计后，预先计算出未来可能饱和的路段及堵点，让车辆提前修改路径避开堵点，防患于未然，从而提高整体路网的效率。而现有的道路路网调度技术及导航技术，都是以已经存在的堵点来调整信号灯或修改导航路径，无法避免堵塞的发生和扩大，不能从根本上解决问题。

具体实施方式

下面对本发明的优选实例运转过程进行详细说明。下述说明旨在对本发明的构思进行解释，而不能理解为对本发明保护范围的一种限制。

本发明的实际运转过程如下：

已经安装车载远程控制设备的车辆，在本系统控制之外的区域，如小区内部、小型支路上，可选择自行驾驶或单车自动驾驶。驶出小区，来到主次干道后，首先匀速行驶于最外侧车道或辅路，打开车载远程控制设备，用语音或手动输入本次行驶的目的地，请求进入，等待系统的调度。

中央控制系统接收到请求信号后，系统根据用户出入点，绘制原始最优路径。然后将此原始路径归结到当前正在运行的总路径图中。对路网每个交叉口设置为交叉节点，无节点路段每隔一定距离如50米设置一个道路横截面节点。计算用户到达每个节点的大致预计时间。系统根据路径归结，提前统计出每个时刻在每个节点上的车流量。再根据设置于节点的摄像头实时修正流量数据。当某条道路的车流已经趋于饱和的时候，减少归并入的新的原始路径，将这些路径修改为经过其他相对宽松的道路的绕行路径，修改的算法仍然是时间或距离优先、拥挤度优先，直到新路径上的预期道路横截面也已经饱和。系统实时进行算法优化，使用神经网络的自学习机制，加入随机情况的蒙特卡洛算法，以及历史统计的各时段最优路径分布统计，预先调整设置给用户的原始最优路径，让整个系统更加稳定高效。

中央控制系统经过以上海量数据计算后，得出每辆车的实时最优行驶路线和动作，向所有车载远程控制设备发出各自的行驶指令，向所有道路信号灯发出合适的亮灯信号。

等待系统的调度的车辆接收到准许进入的信号后，驾驶员确认放弃自主驾驶权，中央控制系统将接管该车辆，控制它进入系统控制范围的车道内，向乘客目的地自动行驶。

途中如果乘客改变目的地，可以向系统提出，系统在重新计算后调整路径继续行驶。

到达目的地后，系统将把该车驶离中央控制范围，并提醒乘客接管驾驶车辆。如果乘客没有反应，则将车辆暂停于附近最近的可停车场地，等待乘客接管车辆。

把人工智能运用于中央控制系统，统一调度整个路网的所有车辆，正是本发明的独特创新，也是能真正彻底解决地面交通问题的终极解决方案。因为本系统是在现有道路车辆的存量上进行改进，因此与地铁对比，本系统具有明显的性价比优势，建设成本仅为地铁的1/60。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化、删减、替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于现有道路路网及车辆的中央控制无人驾驶交通系统，由车载远程控制设备、道路监控设备、中央控制系统三部分组成；中央控制系统接收来自车载远程控制设备、道路监控设备的信息，把每辆车的预计路径综合后统计出预计可能堵点，经过人工智能的海量数据计算后，实时避开可能饱和的路段及堵点，得出每辆车的实时最优行驶路线和动作，向所有车载远程控制设备发出各自的行驶指令，向所有道路信号灯发出合适的亮灯信号；以此达到中央控制系统对所有进入系统的车辆进行全局统一调度。

2.根据权利要求1所述的基于现有道路路网及车辆的中央控制无人驾驶交通系统，其特征在于，所有现有车辆及待生产车辆，都可以安装本系统的车载远程控制设备并进入本系统进行应用。

3.根据权利要求1所述的基于现有道路路网及车辆的中央控制无人驾驶交通系统，其特征在于，所有现有道路及规划建设路网，都可以安装道路监控设备并进入本系统进行应用。

4.根据权利要求1所述的基于现有道路路网及车辆的中央控制无人驾驶交通系统，其特征在于，所有进入本系统控制区域的车辆，都由中央控制系统统一调度行驶。

5.根据权利要求1所述的基于现有道路路网及车辆的中央控制无人驾驶交通系统，其特征在于，本发明的应用是渐进式的；即首批进入本系统的车辆，将行驶于道路上专门划定的某条车道；比如城市里的公交专用道，直到公交专用道不够用了，再逐步增设更多车道。

6.根据权利要求1所述的基于现有道路路网及车辆的中央控制无人驾驶交通系统，其特征在于，把整个城市或地区道路系统的交通状况作为一个整体来统一优化计算和调度控制，尽可能的保证了全路网的畅通。

7.根据权利要求1所述的基于现有道路路网及车辆的中央控制无人驾驶交通系统，其特征在于，通过车辆进入系统时提供的出入点位置，得出路径并综合所有车辆路径进行统计后，预先计算出未来可能饱和的路段及堵点，让车辆提前修改路径避开堵点，防患于未然，从而提高整体路网的效率。