CN110047306A - 一种智能交通网络 - Google Patents

Abstract

本发明公开了交通网络技术领域的一种智能交通网络，该智能交通网络包括：道路系统、实时路况地图、交通工具、系统管理中心和道路设施，所述实时路况地图以高精度数字地图为模型的数据展示平台，自身不采集与处理数据，由所述系统管理中心控制其数据的更新，每0.01秒执行一次数据更新，所述道路系统通过不定期数据更新，记录在实时路况地图内，所述交通工具通过网络实时反馈给所述系统管理中心，本发明为具备自动驾驶、遥控驾驶功能的汽车和轮式机器人设计，为一个封闭式的道路组成的交通网络，具备人车分流、通行效率高、安全性高、平均速度快、不间断运作、实时路况反馈、道路充电和实时调度等特征。

Description

一种智能交通网络

技术领域

本发明涉及交通网络技术领域，具体为一种智能交通网络。

背景技术

我国的公路作为现代交通工具的主要路径，已经有数十年的发展，形成相 对成熟的道路网络体系和相对完善的交通制度。包含靠右侧行驶、市区道路限 速50KM/H、高速公路限速100KM/H至120KM/H、高速公路不可逆行，酒驾被定 为刑事犯罪等。

自动驾驶技术作为第四次工业革命的技术之一，在我国部分地方有试点运行自动驾驶技术的道路，按照国际标准，目前我国已经发展有符合美国汽车工程师协会和美国高速公路安全管理局联合制定的L4标准的自动驾驶车辆。

我国城市堵车严重，一线城市的高峰期平均速度只有25KM/H至30KM/H， 全国一年因交通拥堵造成的损失约1700亿元，并逐年上升。

随着自动驾驶技术发展，目前人车不分流、人工驾驶车辆与自动驾驶车辆混流、环境可变因素多，数据分析与数据采集存在误差，对自动驾驶技术的发展造成巨大困难；且因为未知因素多，造成安全隐患巨大，使得自动驾驶难以大规模、低成本地普及；现阶段自动驾驶同时需要激光雷达、摄像头、超声波雷达等设备进行信息采集，还需要软件3D模拟成像，所以设备成本高、研发成本高、研发周期长和实用性不足。

在人车不分流的道路环境下，即便道路上都是自动驾驶车辆，也可能会产生车祸或者拥堵；人类司机驾驶的车辆与自动驾驶车辆会造成道路行驶权的冲突，因此要提升自动驾驶技术，就需要突破现在的交通环境导致的技术限制和条件限制。

如果无法为自动驾驶的交通工具构建一个清除环境限制的交通网络，那么自动驾驶技术的实用性和潜力就得不到发挥，限制了自动驾驶技术能为人类交通和制造业带来变革的能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能交通网络，以解决上述背景技术中提出的随着自动驾驶技术发展，目前人车不分流、人工驾驶车辆与自动驾驶车辆混流、环境可变因素多，数据分析与数据采集存在误差，对自动驾驶技术的发展造成巨大困难；且因为未知因素多，造成安全隐患巨大，使得自动驾驶难以大规模、低成本地普及；现阶段自动驾驶同时需要激光雷达、摄像头、超声波雷达等设备进行信息采集，还需要软件3D模拟成像，所以设备成本高、研发成本高、研发周期长和实用性不足，在人车不分流的道路环境下，即便道路上都是自动驾驶车辆，也可能会产生车祸或者拥堵；人类司机驾驶的车辆与自动驾驶车辆会造成道路行驶权的冲突，因此要提升自动驾驶技术，就需要突破现在的交通环境导致的技术限制和条件限制。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能交通网络，其特征在于，该智能交通网络包括：道路系统、实时路况地图、交通工具、系统管理中心和道路设施，所述实时路况地图为包含路况状态、密度级别、控制指令和高精度数字地图的数据展示平台，自身不采集与处理数据，由所述系统管理中心控制其数据的更新，每0.01秒更新一次数据，所述道路系统以数据形式记录在实时路况地图内，所述交通工具通过网络实时反馈给所述系统管理中心，所述系统管理中心实时更新所述的实时路况地图，所述实时路况地图通过网络实时向所述交通工具展示信息，所述交通工具通过网络实时接收并反馈所述道路设施的信号，所述道路设施通过网络对所述系统管理中心传递信号；

实时路况地图：所述实时路况地图包括路况状态、密度级别、控制指令和高精度数字地图；

路况状态：所述路况状态为每一条道路或者每一个分岔路口的路况状态信息，有四个状态：正常状态、堵塞状态、故障状态和险情状态，系统管理中心可以依据道路上交通工具发送的信息，更改道路的路况状态，并展示于实时路况地图；

正常状态：所述的正常状态为道路上没有存在任何地面障碍、阻断情况或者因故障而停止的交通工具；

堵塞状态：所述的堵塞状态为当因等待通行而停止的交通工具填满单条道路或者分岔路口分道时，系统管理中心将该道路或者分岔路口分道标记为堵塞状态；

故障状态：所述的故障状态为当发生碰撞事故、交通工具因故障而停止、道路上超过五个交通工具存在通讯故障、交通工具侦测到路面发生破损等任何阻断正常行驶的情况，并且系统管理中心判定阻断的路况无法在600-2400秒内改变，或者需要撤离道路上的所有交通工具才能处理阻断的路况时，则将该道路或者分岔路口分道标记为故障状态，并展示于实时路况地图，引导在问题状态道路以外的交通工具改变线路，避开此道路，已经在故障状态道路内的交通工具执行撤离道路；

险情状态：所述的险情状态为当道路出现灾难导致道路破损、淹水、火灾等物理阻断、通讯完全阻断的情况，影响交通工具继续行驶，且无法换道或者撤离道路时，道路上的交通工具发送紧急状况信息给系统管理中心和临近的其他交通工具，单条道路的紧急状况信息多于两个时，系统管理中心标记该道路为险情状态，并展示于实时路况地图，引导在险情状态道路以外的交通工具改变线路；

密度级别，所述密度级别为展示道路内交通工具需要遵守的速度和间距规则的方法，所述密度级别包括五个：

甲级，所述甲级是最高的密度级别，代表行驶速度的限制最小，用于低密度的状态，从道路分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量不多于7个，速度上限为200KM/H；

乙级，所述乙级代表中高限速，用于中低密度的路况，从道路分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量不多于12个，速度上限为100KM/H；

丙级，所述丙级代表中低限速，用于中高密度的路况，从道路分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量不多于18个，速度上限为60KM/H；

丁级，所述丁级代表低限速，用于高密度的路况，从道路分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量大于18个，少于50个；

管制模式，所述管制模式为从道路的分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量不少于50个，则该道路进入管制模式，速度上限为15KM/H-40KM/H；

控制指令，所述的控制指令由所述的系统管理中心发出，并展示在实时路况地图，具备强制性，用于对特定的交通工具进行行驶状态的控制，控制指令包含指令对象的编号、交通工具要执行的操作、要求确认的信息等。控制指令可以控制交通工具的速度、行驶线路、刹车、通讯或者改变设备状态等；

高精度数字地图，所述的高精度数字地图为高分辨率的道路地理数据，包含每一个道路和分岔路口分道的地理位置、行驶方向、长度、宽度、高度、道路类型和数量，上坡或者下坡的宽度、长度、角度，弯道曲率半径等、路面减速带、路面装置等作用于交通工具的行驶路线和行驶状态的信息；

道路选择：所述道路选择为所述交通工具在预备道路、调整道路或者临界道路向其他道路换道时；

换道选择，所述换道选择为所述交通工具则根据条件中符合交通工具行驶状态的其中一个，执行与条件所描述的相应的操作；

行驶规则，所述的行驶规则为当所述的交通工具在执行道路选择或者换道选择时要遵守的行驶规则；

撤离道路，所述撤离道路为当所述的交通工具进入故障状态或者险情状态的道路或者分岔路口分道，且受到阻碍，无法换道时，对行驶状态做出调整：道路上所有交通工具都停止后，在保持5至20米的间距，同时以20KM/H-60KM/H的速度倒退至前进入该道路的上一个分岔路口分道的调整道路或者进入分岔路口分道之前的调整道路，最先进入调整道路的交通工具选择其他分岔路口分道行驶，其他交通工具依次执行相同操作；

故障处理，所述的故障处理为当发生碰撞、通信中断、设备故障或者软件故障，而导致失去行驶能力或者继续行驶存在危险时，交通工具原地停止，并向系统管理中心和临近车辆发送故障状况信息，如果失去通讯能力，则交通工具以编码程序控制照明灯闪烁或者喇叭声响，以此作为图像信号或者声音信号，表示该交通工具存在故障状况，与该交通工具相邻的其他交通工具，如果检测到这类故障状况的信息，将存在此信息的交通工具的位置上传给系统管理中心，临近的交通工具会自动换道，以避开出现故障状况的交通工具，系统管理中心会将故障状况的交通工具所在的道路标记为故障状态；

道路设施：所述道路设施包括道路供电网络、路面标识、出口和入口检测设备和分岔路口分道；

道路供电网络：所述的道路供电网为临界道路的边界线处、顶部或者路面设置悬空或者镶嵌于地表的输电线路，包括火线和备用的线路，临近输电线路的交通工具可以通过自带的受电弓串联火线，获取电能，交通工具的用电量信息会在受电弓或者内部的电表上记录，并在每次交通工具离开智能交通网络时，发送用电量信息给系统管理中心；

路面标识：所述的路面标识为在路面上的信息媒介，为交通工具提供测量距离、识别定位、识别其他交通工具行驶状态、感知路况的功能。路面标识的形状包含但不限于点、线、条形码、二维码或者其他二维图形，球体、正方体、椎体或者其他形体的三维物体，路面标识在每段道路范围内以平均间距分布，路面标识的材料包含但不限于磁性物质、金属物质、有色油漆或者其他涂料物质、发光物质，也可为无线电装置或者光波装置；

出口和入口检测设备：所述的入口和出口的检测设备为设立在每一个预备道路的入口或者出口处的一个或者多个检测设备，检测设备由一个或者多个硬件组成，包含但不限于：图像传感器、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达、广播、红外图像传感器、温度传感器、红外热成像仪、振动传感器等，检测设备的功能为识别交通工具的类型、编号和外形，检测交通工具的设备运行状态和通讯信号，对交通工具的音频信号或者图像信号进行识别分析等，非状态正常情况的交通工具的信息会被传送给所述系统管理中心；

分岔路口分道：所述的分岔路口分道为在多条道路相互交汇处，根据可通行的方向对交通工具进行分流的独立道路，方向包括掉头、直行、左转或者右转，分道数量至少两个，也包含环岛形态；

道路系统包括预备道路、普通道路、公共道路、临界道路和调整道路；

预备道路：所述预备道路为所有交通工具的临时停放、超车、加速或者离开自动驾驶网络的专用道路；

普通道路：所述普通道路为所有类型的交通工具都可以通行的道路；

公共道路：所述公共道路为公交车辆、市政车辆和军用车辆的优先选择的道路，公交车辆、市政车辆和军用车辆不按照密度级别切换道别的道路，仅在公共道路处于非正常状态时，才切换道路；

临界道路：所述临界道路与所述预备道路相距最远，与反方向道路或者不可通行的一侧相连的道路，道路边界线处设有所述道路供电网络；

调整道路：所述调整道路为距离所述分岔路口分道边界线100至500米范围内的道路，所有类型的交通工具都可以通行。

优选的，所述交通工具为按照所述的智能交通网络的环境和条件要求，进行系统设计和硬件配置而实现全自动驾驶功能的交通工具。包含目前符合美国汽车工程师协会和美国高速公路安全管理局联合制定的L3至L5自动驾驶等级的交通工具。

优选的，所述交通工具配备有以下设备中的一个或者多个，包括：行车电脑、控制系统、无线通讯设备、毫米波雷达、图像传感器、激光雷达、超声波雷达、红外热成像仪、温度传感器、陀螺仪和震动传感器。

优选的，所述交通工具的软件系统具备以下功能中的一个或者多个，包括：驾驶辅助系统、控制器局域网络、卫星定位、高精度数字地图、无线通讯的程序语言、图像识别与分析、模拟成像分析、红外热成像分析、声音识别与分析、震动分析。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明为具备自动驾驶、遥控驾驶功能的汽车和轮式机器人设计，为一个封闭式的道路组成的交通网络，具备人车分流、通行效率高、安全性高、平均速度快、不间断运作、实时路况反馈、道路充电和实时调度等特征，在此交通网络中的交通工具通过采集、上传与行驶相关的信息到系统管理中心，系统管理中心对上传的信息分析并处理成每一条道路和分岔路口分道的路况信息，并将路况信息发布到实时路况地图，交通工具通过获取实时路况地图的信息，对行驶状态和行驶路线做动态调整，从而形成一个高速、高效、安全、灵活、不间断行驶的智能交通网络。

附图说明

图1为本发明结构框图；

图2为本发明实时路况地图框图；

图3为本发明路况状态框图；

图4为本发明密度级别框图；

图5为本发明道路选择框图；

图6为本发明换道选择框图；

图7为本发明行驶规则框图；

图8为本发明道路设施框图；

图9为本发明道路系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种智能交通网络，其特征在于，该智能交通网络包括：道路系统、实时路况地图、交通工具、系统管理中心和道路设施，所述实时路况地图为包含路况状态、密度级别、控制指令和高精度数字地图的数据展示平台，自身不采集与处理数据，由所述系统管理中心控制其数据的更新，每0.01秒更新一次数据，所述道路系统以数据形式记录在实时路况地图内，所述交通工具通过网络实时反馈给所述系统管理中心，所述系统管理中心实时更新所述的实时路况地图，所述实时路况地图通过网络实时向所述交通工具展示信息，所述交通工具通过网络实时接收并反馈所述道路设施的信号，所述道路设施通过网络对所述系统管理中心传递信号；

实时路况地图：所述实时路况地图包括路况状态、密度级别、控制指令和高精度数字地图；

路况状态：所述路况状态为每一条道路或者每一个分岔路口的路况状态信息，有四个状态：正常状态、堵塞状态、故障状态和险情状态，系统管理中心可以依据道路上交通工具发送的信息，更改道路的路况状态，并展示于实时路况地图；

正常状态：所述的正常状态为道路上没有存在任何地面障碍、阻断情况或者因故障而停止的交通工具；

堵塞状态：所述的堵塞状态为当因等待通行而停止的交通工具填满单条道路或者分岔路口分道时，系统管理中心将该道路或者分岔路口分道标记为堵塞状态；

故障状态：所述的故障状态为当发生碰撞事故、交通工具因故障而停止、道路上超过五个交通工具存在通讯故障、交通工具侦测到路面发生破损等任何阻断正常行驶的情况，并且系统管理中心判定阻断的路况无法在600-2400秒内改变，或者需要撤离道路上的所有交通工具才能处理阻断的路况时，则将该道路或者分岔路口分道标记为故障状态，并展示于实时路况地图，引导在问题状态道路以外的交通工具改变线路，避开此道路，已经在故障状态道路内的交通工具执行撤离道路；

险情状态：所述的险情状态为当道路出现灾难导致道路破损、淹水、火灾等物理阻断、通讯完全阻断的情况，影响交通工具继续行驶，且无法换道或者撤离道路时，道路上的交通工具发送紧急状况信息给系统管理中心和临近的其他交通工具，单条道路的紧急状况信息多于两个时，系统管理中心标记该道路为险情状态，并展示于实时路况地图，引导在险情状态道路以外的交通工具改变线路；

密度级别，所述密度级别为展示道路内交通工具需要遵守的速度和间距规则的方法，所述密度级别包括五个：

甲级，所述甲级是最高的密度级别，代表行驶速度的限制最小，用于低密度的状态，从道路分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量不多于7个，速度上限为200KM/H；

乙级，所述乙级代表中高限速，用于中低密度的路况，从道路分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量不多于12个，速度上限为100KM/H；

丙级，所述丙级代表中低限速，用于中高密度的路况，从道路分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量不多于18个，速度上限为60KM/H；

丁级，所述丁级代表低限速，用于高密度的路况，从道路分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量大于18个，少于50个；

管制模式，所述管制模式为从道路的分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量不少于50个，则该道路进入管制模式，速度上限为15KM/H-40KM/H；

控制指令，所述的控制指令由所述的系统管理中心发出，并展示在实时路况地图，具备强制性，用于对特定的交通工具进行行驶状态的控制，控制指令包含指令对象的编号、交通工具要执行的操作、要求确认的信息等。控制指令可以控制交通工具的速度、行驶线路、刹车、通讯或者改变设备状态等；

高精度数字地图，所述的高精度数字地图为高分辨率的道路地理数据，包含每一个道路和分岔路口分道的地理位置、行驶方向、长度、宽度、高度、道路类型和数量，上坡或者下坡的宽度、长度、角度，弯道曲率半径等、路面减速带、路面装置等作用于交通工具的行驶路线和行驶状态的信息；

道路选择：所述道路选择为所述交通工具在预备道路、调整道路或者临界道路向其他道路换道时，根据其中一个条件进行选择道路，若全部条件不可选，则交通工具在预备道路上临时停放、原地停止或者离开交通系统，所述道路选择的条件包括：

条件1. 公共车辆、市政车辆和军用车辆进入公共道路；

条件2. 蓄电量低于10%时需要充电，或者高功率设备需要供电才能工作时，并具备通电能力时，进入临界道路；

条件3. 选择密度等级最低的正常状态的普通道路；

条件4. 当可通行的普通道路都为丁级时，进入临界道路；

条件5. 临界道路和普通道路都不低于丁级时，进入公共道路；

条件6. 临界道路、公共道路、普通道路都不低于丁级时，进入临界道路；

条件7. 临界道路为管制模式，普通道路不为管制模式时，进入密度级别最低的普通道路，如果普通道路的密度级别相同，则选择其中一条；

条件8. 临界道路和普通道路都为管制模式时，进入公共道路；

条件9.距离目的地的出口处100至300米，进入预备道路；

换道选择，所述换道选择为所述交通工具则根据条件中符合交通工具行驶状态的其中一个，执行与条件所描述的相应的操作，按照条件序号进行优先度选择，所述换道选择的条件包括：

条件1.蓄电量低于3%，且无法进行充电时，从预备道路上最近的出口离开，若无法换道到预备道路，则原地停止，并发送故障信号到系统管理中心；

条件2.蓄电量低于10%，且可以进行充电时，进入临界道路；

条件3.在临界道路上进行充电，在未到达目的地出口之前，充电量达到20-30%或者在临界道路上行驶时间累计超过3000-3600秒，则撤出临界道路，执行一次道路选择；

条件4.选择密度等级最低的普通道路；

条件5.当可通行的普通道路都为丁级时，进入临界道路；

条件6.临界道路和普通道路都不低于丁级时，若此时位于临界道路上，则选择不换道，否则进入公共道路；

条件7. 临界道路为管制模式，普通道路不为管制模式时，进入密度级别最低的普通道路，若此时的普通道路的密度级别相同，则随机选择其中一条道路或者不换道；

条件8. 临界道路、普通道路都同时为管制模式时，选择公共道路；

条件9. 所有可通行道路同时都为管制模式时，或者存在阻碍或者非正常状态道路而导致无法切换到其他可通行道路时，选择不换道，继续行驶；

条件10.距离目的地的出口处100至300米，进入预备道路；

行驶规则，所述的行驶规则为当所述的交通工具在执行道路选择或者换道选择时要遵守的行驶规则；

规则1.交通工具在每一条道路上切换道路耗时不超过30-100秒；

规则2.交通工具在完成一次换道选择之后，100-1800秒内不可因为密度级别原因而换道；

规则3. 在执行一次道路选择或者换道选择之后，在道路上行驶超过300-600秒，则再执行一次换道选择；

规则4.当遭遇临时停止等待时，暂停规则1、规则2和规则3的限制，当可以继续行驶时，再恢复执行；

撤离道路，所述撤离道路为当所述的交通工具进入故障状态或者险情状态的道路或者分岔路口分道，且受到阻碍，无法换道时，对行驶状态做出调整：道路上所有交通工具都停止后，在保持5至20米的间距，同时以20KM/H-60KM/H的速度倒退至前进入该道路的上一个分岔路口分道的调整道路或者进入分岔路口分道之前的调整道路，最先进入调整道路的交通工具选择其他分岔路口分道行驶，其他交通工具依次执行相同操作；

故障处理，所述的故障处理为当发生碰撞、通信中断、设备故障或者软件故障，而导致失去行驶能力或者继续行驶存在危险时，交通工具原地停止，并向系统管理中心和临近车辆发送故障状况信息，如果失去通讯能力，则交通工具以编码程序控制照明灯闪烁或者喇叭声响，以此作为图像信号或者声音信号，表示该交通工具存在故障状况，与该交通工具相邻的其他交通工具，如果检测到这类故障状况的信息，将存在此信息的交通工具的位置上传给系统管理中心，临近的交通工具会自动换道，以避开出现故障状况的交通工具，系统管理中心会将故障状况的交通工具所在的道路标记为故障状态；

道路设施，所述道路设施包括道路供电网络、路面标识、出口和入口检测设备和分岔路口分道；

道路供电网络：所述的道路供电网为临界道路的边界线处、顶部或者路面设置悬空或者镶嵌于地表的输电线路，包括火线和备用的线路，临近输电线路的交通工具可以通过自带的受电弓串联火线，获取电能，交通工具的用电量信息会在受电弓或者内部的电表上记录，并在每次交通工具离开智能交通网络时，发送用电量信息给系统管理中心；

路面标识：所述的路面标识为在路面上的信息媒介，为交通工具提供测量距离、识别定位、识别其他交通工具行驶状态、感知路况的功能。路面标识的形状包含但不限于点、线、条形码、二维码或者其他二维图形，球体、正方体、椎体或者其他形体的三维物体，路面标识在每段道路范围内以平均间距分布，路面标识的材料包含但不限于磁性物质、金属物质、有色油漆或者其他涂料物质、发光物质，也可为无线电装置或者光波装置；

出口和入口检测设备：所述的入口和出口的检测设备为设立在每一个预备道路的入口或者出口处的一个或者多个检测设备，检测设备由一个或者多个硬件组成，包含但不限于：图像传感器、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达、广播、红外图像传感器、温度传感器、红外热成像仪、振动传感器等，检测设备的功能为识别交通工具的类型、编号和外形，检测交通工具的设备运行状态和通讯信号，对交通工具的音频信号或者图像信号进行识别分析等，非状态正常情况的交通工具的信息会被传送给所述系统管理中心；

分岔路口分道：所述的分岔路口分道为在多条道路相互交汇处，根据可通行的方向对交通工具进行分流的独立道路，方向包括掉头、直行、左转或者右转，分道数量至少两个，也包含环岛形态；

道路系统包括预备道路、普通道路、公共道路、临界道路和调整道路；

预备道路：所述预备道路为所有交通工具的临时停放、超车、加速或者离开自动驾驶网络的专用道路；

普通道路：所述普通道路为所有类型的交通工具都可以通行的道路；

公共道路：所述公共道路为公交车辆、市政车辆和军用车辆的优先选择的道路，公交车辆、市政车辆和军用车辆不按照密度级别切换道别的道路，仅在公共道路处于非正常状态时，才切换道路；

临界道路：所述临界道路与所述预备道路相距最远，与反方向道路或者不可通行的一侧相连的道路，道路边界线处设有所述道路供电网络；

调整道路：所述调整道路为距离所述分岔路口分道边界线100至500米范围内的道路，所有类型的交通工具都可以通行。

综合以上，本发明本发明为具备自动驾驶、遥控驾驶功能的汽车和轮式机器人设计，为一个封闭式的道路组成的交通网络，具备人车分流、通行效率高、安全性高、平均速度快、不间断运作、实时路况反馈、道路充电和实时调度等特征。

在此交通网络中的交通工具通过采集、上传与行驶相关的信息到系统管理中心，系统管理中心对上传的信息分析并处理成每一条道路和分岔路口分道的路况信息，并将路况信息发布到实时路况地图，交通工具通过获取实时路况地图的信息，对行驶状态和行驶路线做动态调整，从而形成一个高速、高效、安全、灵活、不间断行驶的智能交通网络。

虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (4)

1.一种智能交通网络，其特征在于，该智能交通网络包括：道路系统、实时路况地图、交通工具、系统管理中心和道路设施，所述实时路况地图为包含路况状态、密度级别、控制指令和高精度数字地图的数据展示平台，自身不采集与处理数据，由所述系统管理中心控制其数据的更新，每0.01秒更新一次数据，所述道路系统以数据形式记录在实时路况地图内，所述交通工具通过网络实时反馈给所述系统管理中心，所述系统管理中心实时更新所述的实时路况地图，所述实时路况地图通过网络实时向所述交通工具展示信息，所述交通工具通过网络实时接收并反馈所述道路设施的信号，所述道路设施通过网络对所述系统管理中心传递信号；

实时路况地图：所述实时路况地图包括路况状态、密度级别、控制指令和高精度数字地图；

路况状态：所述路况状态为每一条道路或者每一个分岔路口的路况状态信息，有四个状态：正常状态、堵塞状态、故障状态和险情状态，系统管理中心可以依据道路上交通工具发送的信息，更改道路的路况状态，并展示于实时路况地图；

正常状态：所述的正常状态为道路上没有存在任何地面障碍、阻断情况或者因故障而停止的交通工具；

堵塞状态：所述的堵塞状态为当因等待通行而停止的交通工具填满单条道路或者分岔路口分道时，系统管理中心将该道路或者分岔路口分道标记为堵塞状态；

故障状态：所述的故障状态为当发生碰撞事故、交通工具因故障而停止、道路上超过五个交通工具存在通讯故障、交通工具侦测到路面发生破损等任何阻断正常行驶的情况，并且系统管理中心判定阻断的路况无法在600-2400秒内改变，或者需要撤离道路上的所有交通工具才能处理阻断的路况时，则将该道路或者分岔路口分道标记为故障状态，并展示于实时路况地图，引导在问题状态道路以外的交通工具改变线路，避开此道路，已经在故障状态道路内的交通工具执行撤离道路；

险情状态：所述的险情状态为当道路出现灾难导致道路破损、淹水、火灾等物理阻断、通讯完全阻断的情况，影响交通工具继续行驶，且无法换道或者撤离道路时，道路上的交通工具发送紧急状况信息给系统管理中心和临近的其他交通工具，单条道路的紧急状况信息多于两个时，系统管理中心标记该道路为险情状态，并展示于实时路况地图，引导在险情状态道路以外的交通工具改变线路；

密度级别，所述密度级别为展示道路内交通工具需要遵守的速度和间距规则的方法，所述密度级别包括五个：

甲级，所述甲级是最高的密度级别，代表行驶速度的限制最小，用于低密度的状态，从道路分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量不多于7个，速度上限为200KM/H；

乙级，所述乙级代表中高限速，用于中低密度的路况，从道路分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量不多于12个，速度上限为100KM/H；

丙级，所述丙级代表中低限速，用于中高密度的路况，从道路分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量不多于18个，速度上限为60KM/H；

丁级，所述丁级代表低限速，用于高密度的路况，从道路分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量大于18个，少于50个；

管制模式，所述管制模式为从道路的分岔路口界线算起的每1公里范围内，交通工具的平均数量不少于50个，则该道路进入管制模式，速度上限为15KM/H-40KM/H；

控制指令，所述的控制指令由所述的系统管理中心发出，并展示在实时路况地图，具备强制性，用于对特定的交通工具进行行驶状态的控制，控制指令包含指令对象的编号、交通工具要执行的操作、要求确认的信息等；

控制指令可以控制交通工具的速度、行驶线路、刹车、通讯或者改变设备状态等；

高精度数字地图，所述的高精度数字地图为高分辨率的道路地理数据，包含每一个道路和分岔路口分道的地理位置、行驶方向、长度、宽度、高度、道路类型和数量，上坡或者下坡的宽度、长度、角度，弯道曲率半径等、路面减速带、路面装置等作用于交通工具的行驶路线和行驶状态的信息；

道路选择：所述道路选择为所述交通工具在预备道路、调整道路或者临界道路向其他道路换道时；

换道选择，所述换道选择为所述交通工具则根据条件中符合交通工具行驶状态的其中一个，执行与条件所描述的相应的操作；

行驶规则，所述的行驶规则为当所述的交通工具在执行道路选择或者换道选择时要遵守的行驶规则；

撤离道路，所述撤离道路为当所述的交通工具进入故障状态或者险情状态的道路或者分岔路口分道，且受到阻碍，无法换道时，对行驶状态做出调整：道路上所有交通工具都停止后，在保持5至20米的间距，同时以20KM/H-60KM/H的速度倒退至前进入该道路的上一个分岔路口分道的调整道路或者进入分岔路口分道之前的调整道路，最先进入调整道路的交通工具选择其他分岔路口分道行驶，其他交通工具依次执行相同操作；

故障处理，所述的故障处理为当发生碰撞、通信中断、设备故障或者软件故障，而导致失去行驶能力或者继续行驶存在危险时，交通工具原地停止，并向系统管理中心和临近车辆发送故障状况信息，如果失去通讯能力，则交通工具以编码程序控制照明灯闪烁或者喇叭声响，以此作为图像信号或者声音信号，表示该交通工具存在故障状况，与该交通工具相邻的其他交通工具，如果检测到这类故障状况的信息，将存在此信息的交通工具的位置上传给系统管理中心，临近的交通工具会自动换道，以避开出现故障状况的交通工具，系统管理中心会将故障状况的交通工具所在的道路标记为故障状态；

道路设施：所述道路设施包括道路供电网络、路面标识、出口和入口检测设备和分岔路口分道；

道路供电网络：所述的道路供电网为临界道路的边界线处、顶部或者路面设置悬空或者镶嵌于地表的输电线路，包括火线和备用的线路，临近输电线路的交通工具可以通过自带的受电弓串联火线，获取电能，交通工具的用电量信息会在受电弓或者内部的电表上记录，并在每次交通工具离开智能交通网络时，发送用电量信息给系统管理中心；

路面标识：所述的路面标识为在路面上的信息媒介，为交通工具提供测量距离、识别定位、识别其他交通工具行驶状态、感知路况的功能；

路面标识的形状包含但不限于点、线、条形码、二维码或者其他二维图形，球体、正方体、椎体或者其他形体的三维物体，路面标识在每段道路范围内以平均间距分布，路面标识的材料包含但不限于磁性物质、金属物质、有色油漆或者其他涂料物质、发光物质，也可为无线电装置或者光波装置；

出口和入口检测设备：所述的入口和出口的检测设备为设立在每一个预备道路的入口或者出口处的一个或者多个检测设备，检测设备由一个或者多个硬件组成，包含但不限于：图像传感器、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达、广播、红外图像传感器、温度传感器、红外热成像仪、振动传感器等，检测设备的功能为识别交通工具的类型、编号和外形，检测交通工具的设备运行状态和通讯信号，对交通工具的音频信号或者图像信号进行识别分析等，非状态正常情况的交通工具的信息会被传送给所述系统管理中心；

分岔路口分道：所述的分岔路口分道为在多条道路相互交汇处，根据可通行的方向对交通工具进行分流的独立道路，方向包括掉头、直行、左转或者右转，分道数量至少两个，也包含环岛形态；

道路系统包括预备道路、普通道路、公共道路、临界道路和调整道路；

预备道路：所述预备道路为所有交通工具的临时停放、超车、加速或者离开自动驾驶网络的专用道路；

普通道路：所述普通道路为所有类型的交通工具都可以通行的道路；

公共道路：所述公共道路为公交车辆、市政车辆和军用车辆的优先选择的道路，公交车辆、市政车辆和军用车辆不按照密度级别切换道别的道路，仅在公共道路处于非正常状态时，才切换道路；

临界道路：所述临界道路与所述预备道路相距最远，与反方向道路或者不可通行的一侧相连的道路，道路边界线处设有所述道路供电网络；

调整道路：所述调整道路为距离所述分岔路口分道边界线100至500米范围内的道路，所有类型的交通工具都可以通行。

2.根据权利要求1所述的一种智能交通网络，其特征在于：所述交通工具为按照所述的智能交通网络的环境和条件要求，进行系统设计和硬件配置而实现全自动驾驶功能的交通工具；

包含目前符合美国汽车工程师协会和美国高速公路安全管理局联合制定的L3至L5自动驾驶等级的交通工具。

3.根据权利要求1所述的一种智能交通网络，其特征在于：所述交通工具配备有以下设备中的一个或者多个，包括：行车电脑、控制系统、无线通讯设备、毫米波雷达、图像传感器、激光雷达、超声波雷达、红外热成像仪、温度传感器、陀螺仪和震动传感器。

4.根据权利要求1所述的一种智能交通网络，其特征在于：所述交通工具的软件系统具备以下功能中的一个或者多个，包括：驾驶辅助系统、控制器局域网络、卫星定位、高精度数字地图、无线通讯的程序语言、图像识别与分析、模拟成像分析、红外热成像分析、声音识别与分析、震动分析。