CN106710249A

CN106710249A - 潮汐型可变车道及其控制方法

Info

Publication number: CN106710249A
Application number: CN201611212013.0A
Authority: CN
Inventors: 段满珍; 陈�光; 董博; 曹会云; 李峥; 李珊珊; 轧红颖; 张�林
Original assignee: North China University of Science and Technology
Current assignee: North China University of Science and Technology
Priority date: 2016-12-25
Filing date: 2016-12-25
Publication date: 2017-05-24

Abstract

一种潮汐型可变车道及其控制方法，包括中央处理单元、可变车道控制单元、可变车道指示单元，交通流检测单元，可变车道布置在中间，两侧为双向非可变车道，交通流检测单元由分别安装于可变车道双向入口上游路段的检测器组成，可变车道指示单元受控于可变车道控制单元，可变车道控制单元受控于中央控制单元。利用多个控制单元检测是否需要变换可变车道通行方向的控制：检测可变车道地埋分道线灯状态是否需要变更的控制：既避免了物理可变车道人工干预变换周期时间长，作业不安全等问题，又能根据路段车流量及时调控道路资源，减少障碍物，同时又避免了对向车流的冲突，提高道路资源的利用率。

Description

潮汐型可变车道及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种可变车道及其控制方法，特别是涉及一种满足潮汐交通的潮汐型可变车道及其控制方法。

背景技术

随着城市结构组团化发展和私家车的剧增，城市交通产生了常发型潮汐现象。同时，因节假日、大型集会的开展产生的偶发型潮汐交通也越来越明显。面对有限的城市道路资源，可变车道的研究成为缓解潮汐交通流的优选。但现有的只在交叉口进行控制的可变车道容易导致对象车冲突或产生违章，即使有物理可变车道，但因其变换方式不方便或者人工处理的不安全等因素，导致可变车道未能达到预期的理想效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种简单实用的潮汐型可变车道及其控制方法，用于缓解因潮汐交通流导致的交通拥堵，使道路资源发挥更好的作用。其控制方法通过检测双向车流的差异程度，判断是否需要改变可变车道的通行方向，以满足单向较大交通流需求，均衡利用道路资源，缓解城市交通拥堵。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:

一种潮汐型可变车道，包括中央处理单元、可变车道控制单元、可变车道指示单元，交通流检测单元，可变车道布置在中间，两侧为双向非可变车道，交通流检测单元由分别安装于可变车道双向入口上游路段的检测器组成，可变车道指示单元受控于可变车道控制单元，可变车道控制单元受控于中央控制单元。

作为优选，所述的可变车道指示单元包括地埋分道线灯组和可变车道交叉口指示灯，地埋分道线指示灯选用地埋LED条形灯，与路面等高铺设，具备亮、灭、闪烁三项功能，可变车道交叉口指示灯选用LED灯，悬挂于交叉口上方合适位置，具备通行、禁行、清空三项指示功能，地埋分道线指示灯和可变车道交叉口指示灯受控于可变车道控制单元，用于引导车辆有序通行。

作为优选，所述的交通流检测单元包括安装于上下游路段的微波车辆检测器，事先采集进入可变车道路段的车流数据。

作为优选，可变车道控制单元包括地埋可变车道分道灯控制器和可变车道交叉口指示灯控制器，用于实现地埋分道灯、可变车道交叉口指示灯的联控。

作为优选，所述的交通流检测单元采用北京川速微波科技有限公司CSR-LD双雷达微波车辆检测器，工作频率24.15GHz,作用距离2-64米，中央处理单元采用采用 68360 微处理器，可变车道控制单元采用深圳赛诺杰SW-TSC2008-48B联网式交通信号控制机。

一种潮汐型可变车道的控制方法，主要包括下述步骤：

A.检测是否需要变换可变车道通行方向的控制：

⑴布设在可变车道两端上下游路段的微波车流检测器实时检测车辆信息，将信息传输给中央处理单元；

（2）中央处理单元计算即将进入可变车道路段的各方向车流数据；

B.检测可变车道地埋分道线LED灯状态是否需要变更的控制：

将一个方向的车流设定为上行车流L₁，另一方向设定为下行车流L₂,并设定交通流方向不均匀数值△作为车道变换的阈值条件；

a. 当L₁-L₂＞△时,可变车道分道线靠近上行一侧为“亮”时，可变车道控制单元向两条地埋分道线灯组和可变车道交叉口指示灯同时发出“闪烁”指令；否则，分道线控制方式不变；

b. 当L₁-L₂＜-△时,可变车道分道线靠近下行一侧为“亮”时，可变车道控制单元向两条地埋分道线灯组和可变车道交叉口指示灯同时发出“闪烁”指令；否则，分道线控制方式不变；

c.当∣L₁-L₂∣≤△时，分道线控制方式不变。

作为优选，步骤B所述“闪烁”状态时，根据通行车道长度进行设置或者利用微波车辆检测器数据进行控制，至少保持可变车道现有车辆能够及时变道清空。

作为优选，所述可变车道的车辆已清空，且与交叉口指示灯同向直行信号灯为绿灯时，可变车道控制单元给可变车道交叉口指示灯发出状态切换指令，由“闪烁”前的“禁行”状态切换为“通行”状态，同时，对应方向的交叉口指示灯由“闪烁”前的“通行”状态切换为“禁行”状态；否则，“闪烁”状态持续，直到并排的信号灯切换“绿灯”为止.

作为优选，可变车道地埋分道线灯组状态同时发生变化，若“闪烁”之前状态为 “亮”则变更为“灭”，若为“灭”则变更为“亮”，完成可变车道通行方向变换。

采用上述技术方案，与现有技术相比，避免了物理可变车道人工干预变换周期时间长，作业不安全等问题，又能根据路段车流量及时调控道路资源，减少障碍物，同时又避免了对向车流的冲突。LED灯可以采用电能或太阳能供电，节能环保，寿命周期长，用LED灯组作为分道线夜间还能发挥照明功能。本发明与其它可变车道的区别还在于在可变车道入口外两端点路段检测车流，事先自动变更分道线，采用交叉口指示灯和地埋灯同时控制，避免以往可变车道给驾驶员带来的识别错误，有利于减少交通事故和违章驾驶。

本发明的控制操作方法是利用微波检测即将进入可变车道路段的车流，中央处理单元进行可变车道设备状态判断，通过可变车道控制单元的控制实现车道变换，既克服了现有物理可变车道占用道路资源，变更周期长，作业不安全的问题，又减少了对向车流的冲突，提高道路资源的利用率。

附图说明

图1是本发明潮汐型可变车道及相关设备布设示意图。

图2分为a、b、c,是本发明潮汐型可变车道交叉口指示灯及信号灯状态组合示意图。

图3是本发明潮汐型可变车道系统组成框图。

图4是本发明潮汐型可变车道系统控制框图。

图中标记:上行方向邻接路段1和2，可变车道路段3上行，下行方向邻接路段4和5，各邻接路段右侧安装的微波车流检测器6、7、8、9，上行方向非可变车道与可变车道分道线灯组10，下行方向非可变车道与可变车道分道线灯组11，路段1上行方向信号灯组12，可变车道交叉口指示灯13、15，路段4下行方向信号灯组14，可变车道交叉口指示灯15，交叉口指示灯黄闪状态16，交通流检测单元17，中央处理单元18，可变车道控制单元19，可变车道指示单元20。

具体实施方式：

下面结合附图及实施例对本本发明作进一步的说明。

以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，未说明的条件为常规实验中的条件。

本实施例包括中央处理单元、可变车道控制单元、可变车道指示单元，交通流检测单元，可变车道条形LED地埋灯布置在中间，两侧为双向非可变车道，交通流检测单元由分别安装于可变车道双向入口上游路段的微波车辆检测器组成，可变车道指示单元受控于可变车道控制单元，可变车道控制单元受控于中央控制单元。交通流检测单元优选北京川速微波科技有限公司CSR-LD双雷达微波车辆检测器，工作频率24.15GHz,作用距离2-64米，中央处理单元采用单片机系统工作芯片型号为ATmega16。可变车道控制单元优选深圳赛诺杰SW-TSC2008-48B联网式交通信号控制机。

图1是本发明潮汐型可变车道及相关设备布设示意图。参见附图1，可变车道及相关设备组成及布设如下：可变车道路段3（为描述方便，将车道通行方向分别规定为上行、下行），上行方向邻接路段1、2，下行方向邻接路段4、5的右侧依次安装微波车流检测器6、7、8、9，上行方向非可变车道与可变车道地埋分道线灯组10，下行方向非可变车道与可变车道地埋分道线灯组11，邻接路段1的上行方向有信号灯组12，可变车道交叉口设有可变车道交叉口指示灯13、15，邻接路段4下行方向安装信号灯组14。图3中所示出的中央处理单元18、可变车道控制单元19和供电装置等。

见图1，图2，图3，地埋分道线灯组11、10，可变车道交叉口指示灯13、15构成可变车道指示单元20。地埋分道线指示灯11、10选用条形LED地埋灯组合，与路面等高铺设，具备亮、灭、闪烁三项功能。非可变车道布置在两侧，可变车道路段3的长度和可变车道数根据道路实际情况调整。图2 中的a、b，（上行方向邻接）路段1上行方向有信号灯组12，可变车道交叉口指示灯13，可变车道交叉口指示灯13、15选用LED灯，悬挂于交叉口上方的合适位置，具备通行、禁行、清空三项指示功能。可变车道交叉口指示灯13、15分别与信号灯组12，14并排安装在可变车道上游邻接路段与可变车道对应的相应高度处，方便驾驶员准确判别可变车道通行状态。可变车道交叉口指示灯13和15有绿色↑(通行)、红色×(禁行)和黄闪○(清空)三种状态。地埋分道线灯组11、10和可变车道交叉口指示灯13、15受控于可变车道控制单元，有亮、灭、闪烁三种状态，用于引导车辆有序通行。地埋分道灯优选偏光条形可调角度地埋灯或条形LED地埋灯。

参见附图2，图2是本发明潮汐型可变车道交叉口指示灯及信号灯状态组合示意图。可变车道交叉口指示灯13、15必须在确认信号灯组12、14为绿灯时才能开启“绿色↑”，表示允许通行，如图2-a所示。可变车道交叉口指示灯13、15的“红色×”和“黄闪○”两种状态对信号灯组12、14状态无要求，如图2-b和2-c所示。可变车道交叉口指示灯13、15“黄闪○”时，图1中对应的可变车道分道线灯组11和10同时“闪烁”。可变车道交叉口指示灯13红色×时，图1中对应的可变车道分道线灯组10“亮”，11“灭”。可变车道交叉口指示灯15红色×时，图1中对应的可变车道分道线灯组11“亮”，10“灭”。

参见附图3对本发明的系统控制过程进行说明。交通流检测单元17由安装在路段1、2、4和5的微波车流检测器组成，优选北京川速微波科技有限公司CSR-LD双雷达微波车辆检测器，工作频率24.15GHz,作用距离2-64米，事先采集进入可变车道路段的车流数据。负责检测进入可变车道路段的车流信息。检测单元17将车流信息传输给中央处理单元18，由中央处理单元18进行交通流数据的分析，同时结合信号灯12和14的状态得出控制方案，然后传输给可变车道控制单元19，由可变车道控制单元19控制可变车道指示单元20的状态。

可变车道控制单元19采用深圳赛诺杰SW-TSC2008-48B联网式交通信号控制机，包括地埋可变车道分道灯控制器和可变车道交叉口指示灯控制器，用于实现地埋分道灯、可变车道交叉口指示灯的联控。所述的可变车道指示单元的可变车道指示灯，采用市面供应LED箭头信号灯；地埋分道灯优选偏光条形可调角度地埋灯或条形LED地埋灯。

本发明的供电装置采用普通电源或太阳能。

本发明的器件均为市购产品。

本发明控制方法实施例参见图1，图3和图4。

控制方法包括是否需要变换可变车道通行方向的控制：⑴布设在可变车道两端上下游路段的微波车流检测器实时检测车辆信息，并传输给中央处理单元；（2）中央处理单元计算即将进入可变车道路段的各方向车流数据。为表述方便，将一个方向的车流规定为上行车流L₁，另一方向规定为下行车流L₂,并设定交通流方向不均匀数值△作为车道变换的阈值条件；（3）可变车道地埋分道线LED灯状态是否需要变更的控制：a.当L₁-L₂＞△，且可变车道分道线靠近上行一侧为“亮”时，可变车道控制单元向两条地埋分道线灯组和可变车道交叉口指示灯同时发出“闪烁”指令；否则，分道线控制方式不变；b.当L₁-L₂＜-△，且可变车道分道线靠近下行一侧为“亮”时，可变车道控制单元向两条地埋分道线灯组和可变车道交叉口指示灯同时发出“闪烁”指令；否则，分道线控制方式不变；c.当∣L₁-L₂∣≤△时，分道线控制方式不变；（4）步骤（3）所述“闪烁”状态时长可根据通行车道长度进行设置或者利用微波车辆检测器数据进行控制，至少应保持可变车道现有车辆能够及时变道清空；（5）步骤（4）所述可变车道的车辆已清空，且与交叉口指示灯同向直行信号灯为绿灯时，可变车道控制单元给可变车道交叉口指示灯发出状态切换指令，由“闪烁”前的“禁行”状态切换为“通行”状态，同时，对应方向的交叉口指示灯由“闪烁”前的“通行”状态切换为“禁行”状态；否则，“闪烁”状态持续，直到并排的信号灯切换“绿灯”为止；（6）可变车道地埋分道线灯组状态同时发生变化，若“闪烁”之前状态为 “亮”则变更为“灭”，若为“灭”则变更为“亮”，完成可变车道通行方向变换。本发明可用于常发型潮汐可变车道管理，也可以偶发型可变车道管理。

该控制方法主要是进行可变车道及交叉口指示灯状态的判断，图中上行方向车流L₁来源于路段1的直行车道和路段2的右转车道；下行方向车流L₂来源于路段4的直行车道和路段5的右转车道，具体数值由布设在可变车道两端上下游路段的微波车流检测器提供；微波车流检测器将实时检测的车辆信息传输给中央处理单元18；中央处理单元18根据检测的车流数据做出控制方案判断，具体控制过程包括以下几个步骤：

⑴设定可变车道变化阈值△；

⑵当L₁-L₂＞△，且可变车道分道线灯组10状态为“亮”时，可变车道控制单元19向地埋分道线灯组10、11和可变车道交叉口指示灯13、15同时发出“闪烁”指令；否则，控制方式不变；

⑶若L₁-L₂＞△不成立，则进一步判断L₁-L₂＜-△是否成立，若成立，且可变车道分道线11为“亮”时，可变车道控制单元19向地埋分道线灯组10、11和可变车道交叉口指示灯13、15同时发出“闪烁”指令；否则，控制方式不变；

⑷当L₁-L₂＞△和L₁-L₂＜-△都不成立时，控制方式不变；

⑸步骤（2）和（3）所述“闪烁”状态时长可根据通行车道长度进行设置或者利用交通流检测单元17的检测数据进行控制，至少应保证可变车道内现有车辆能够及时变道清空；

⑹当步骤（5）所述可变车道的车辆已清空，所述步骤（2）可变车道由下行变更为上行的过程如下：a.此时若与交叉口指示灯13并排的信号灯组12直行绿灯状态为“亮”时，可变车道控制单元19给可变车道交叉口指示灯13发出状态切换指令，“绿↑”开启；b.同时可变车道交叉口指示灯15状态切换为“红×”；c.可变车道地埋分道线灯10组由“闪烁”变更为“灭”；d.地埋分道线灯组11由“闪烁”变更为“亮”，完成可变车道由下行到上行状态的变化。

⑺当步骤（5）所述可变车道的车辆已清空，所述步骤（3）可变车道由上行变更为下行的过程如下：a.此时若与交叉口指示灯15并排的信号灯组14直行绿灯状态为“亮”时，可变车道控制单元19给可变车道交叉口指示灯15发出状态切换指令，“绿↑”开启；b.同时可变车道交叉口指示灯13状态切换为“红×”；c.可变车道地埋分道线灯11组由“闪烁”变更为“灭”；d.地埋分道线灯组10由“闪烁”变更为“亮”，完成可变车道由上行到下行状态的变化。

⑻步骤（6）、（7）中，当与交叉口指示灯并排的信号灯组绿灯为“灭”时，所述步骤（2）、（3）的“闪烁”状态持续，直到并排的信号灯组直行绿灯状态为“亮”时才开始状态切换。

本发明适合于常发型或偶发型潮汐性可变车道管理。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种潮汐型可变车道，包括中央处理单元、可变车道控制单元、可变车道指示单元，交通流检测单元，其特征在于，可变车道布置在中间，两侧为双向非可变车道，交通流检测单元由分别安装于可变车道双向入口上游路段的检测器组成，可变车道指示单元受控于可变车道控制单元，可变车道控制单元受控于中央控制单元。

2.根据权利要求1所述的潮汐型可变车道，其特征在于，所述的可变车道指示单元包括地埋分道线灯组和可变车道交叉口指示灯，地埋分道线指示灯选用地埋LED条形灯，与路面等高铺设，具备亮、灭、闪烁三项功能，可变车道交叉口指示灯选用LED灯，悬挂于交叉口上方合适位置，具备通行、禁行、清空三项指示功能，地埋分道线指示灯和可变车道交叉口指示灯受控于可变车道控制单元，用于引导车辆有序通行。

3.根据权利要求1所述的潮汐型可变车道，其特征在于，所述的交通流检测单元包括安装于上下游路段的微波车辆检测器，事先采集进入可变车道路段的车流数据。

4.根据权利要求1所述的潮汐型可变车道，其特征在于，可变车道控制单元包括地埋可变车道分道灯控制器和可变车道交叉口指示灯控制器，用于实现地埋分道灯、可变车道交叉口指示灯的联控。

5.根据权利要求1所述的潮汐型可变车道，其特征在于，所述的交通流检测单元采用北京川速微波科技有限公司CSR-LD双雷达微波车辆检测器，工作频率24.15GHz,作用距离2-64米，中央处理单元采用采用 68360 微处理器，可变车道控制单元采用深圳赛诺杰SW-TSC2008-48B联网式交通信号控制机。

6.一种如权利要求1所述的潮汐型可变车道的控制方法，其特征在于，主要包括下述步骤：

A.检测是否需要变换可变车道通行方向的控制：

B.检测可变车道地埋分道线LED灯状态是否需要变更的控制：

c.当∣L₁-L₂∣≤△时，分道线控制方式不变。

7.根据权利要求6所述的潮汐型可变车道的控制方法，其特征在于，步骤B所述“闪烁”状态时，根据通行车道长度进行设置或者利用微波车辆检测器数据进行控制，至少保持可变车道现有车辆能够及时变道清空。

8.根据权利要求7所述的潮汐型可变车道的控制方法，其特征在于，所述可变车道的车辆已清空，且与交叉口指示灯同向直行信号灯为绿灯时，可变车道控制单元给可变车道交叉口指示灯发出状态切换指令，由“闪烁”前的“禁行”状态切换为“通行”状态，同时，对应方向的交叉口指示灯由“闪烁”前的“通行”状态切换为“禁行”状态；否则，“闪烁”状态持续，直到并排的信号灯切换“绿灯”为止。

9.根据权利要求7所述的潮汐型可变车道的控制方法，其特征在于，可变车道地埋分道线灯组状态同时发生变化，若“闪烁”之前状态为 “亮”则变更为“灭”，若为“灭”则变更为“亮”，完成可变车道通行方向变换。