CN110517513A - 一种动态路权系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种动态路权系统，通过设置在优先车辆上的车载单元向路侧信号单元及后台传输车辆信号，路侧信号单元同时接收交通信号机的信号灯配时信息，并发送新信号灯配时信息，从而调节优先车辆的信号灯等待时间；流量检测器将道路实时流量数据发送给后台，后台根据接收到的数据计算后续路段的路权措施并将结果指令发送给动态车道线及动态优先车道信号指示牌。本发明的一种动态路权系统控制方法，通过动态路权系统收集到的车辆信息计算和预测优先车辆能否达到其目标速度。如无法达标则开启优先路权车道的优先路权，并进行相应提示防止公共车辆进入；如能达标或已通过，则不开启优先路权或将优先路权变回为公共路权，从而最大限度的利用道路资源。

Description

一种动态路权系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及用于道路管控领域的一种动态路权系统及其控制方法

背景技术

传统的公交系统是不享有优先路权的，与其它行驶在道路上的车辆共享路权。这种行驶方式下，公交车辆的运行为了保证准点高效，常常需要与其它车辆争夺路权，而争夺路权的方式目前只能依靠驾驶员人工驾驶来实现，无规律、无法预测因此也无法承诺服务的高效准点。

公交专用车道或者公共汽车专用车道，是指专门为公交车设置的独立路权车道。在交通资源紧张的区域，公交专用车道的设置提高了公交车的通行效率，但是道路整体利用率低，可能造成社会车辆的拥堵情况。理想状态下道路的路权是尽最大可能的共享。该方案仅仅是在优先车辆即将驶入下一个路段时去申请路权，在优先车辆驶离以后，该路权又将恢复成所有车辆共同使用的共享路权。这种情况我们称之为动态路权。动态路权既可以保证服务优先级别较高的优先车辆运行的高效连续，又仍然可以在优先车辆不占用时保证道路资源的最大利用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种动态路权系统及其控制方法，能够实现对于路权的动态化管控，从而最大程度上高效的利用道路资源。

实现上述目的的一种技术方案是：一种动态路权系统，用以动态分配优先车辆和非优先车辆的路权，包括车载单元、道路端路权分配组件以及智能分配与信号管理中心；

所述车载单元设置在优先车辆上，收集该优先车辆的位置信息、当前车道信息和当前车速信息；

所述道路端路权分配组件设置在各个拥有优先路权车道的路段，包括流量监测雷达、交通信号机、动态车道线、动态优先车道信号指示牌和路侧信号单元；所述路侧信号单元设置于路段的一侧，接收途经的所述优先车辆的所述车载单元的信号，并将该信号发送给智能分配与信号管理中心，所述路侧信号单元同时与所处路段的后续路段的所述交通信号机连接，接收该交通信号机的预定的信号灯配时信息，计算动态调控信号灯配时，并将新的信号灯配时信息发送给智能分配与信号管理中心；流量检测器将道路实时流量数据发送给智能分配与信号管理中心，智能分配与信号管理中心根据接收到的数据计算后续路段的路权措施并将结果指令发送给动态车道线及动态优先车道信号指示牌，用以指示当前车道是否拥有优先路权。

进一步的，所述动态车道线为沿道路方向设置在路段表面的优先路权车道内的发光LED器件，任意一个路段上的发光LED器件相互连接并与一个信号接收器连接，所述信号接收器获取智能分配与信号管理中心的指令控制发光LED器件的发光，通过改变颜色来标记当前路段的优先路权车道是否拥有优先路权。

进一步的，所述动态优先车道信号指示牌设置于道口的道路指示牌横担上，对应所处路段的优先路权车道，其正面设有LED信号灯图案，其背面设有信号接收器，所述信号接收器获取智能分配与信号管理中心的指令，通过控制LED信号灯图案来标记当前路段的优先路权车道是否拥有优先路权。

进一步的，所述智能分配与信号管理中心包括依次连接的数据库、算法服务器和指令服务器。

本发明还提供了一种动态路权系统控制方法，首先，定义AC为当前路段，CD为后续路段，DE为下一后续路段，V_当前为优先车辆的当前车速，V_目标为优先车辆的目标车速，V_预测为预测优先车辆在后续路段的车速，车辆位于AC的B处，其具体步骤如下：

步骤1，比较V_当前与V_目标，如果V_当前≥V_目标，则不激发优先路权申请，CD的优先路权车道不拥有优先路权保持共享路权；如果V_当前＜V_目标,但V_预测≥V_目标，则不激发优先路权申请，CD的优先路权车道不拥有优先路权保持共享路权；如果V_当前＜V_目标，且V_预测＜V_目标，激发优先路权申请进入后续步骤；

步骤2，智能分配与信号管理中心计算优先车辆从B驶入CD所需时间t_优先车辆；

步骤3，智能分配与信号管理中心计算CD的优先路权车道改变为优先路权后，V_预测＝V_目标所需准备时间t_准备，如果位于C的信号灯当前为绿灯，当前行驶在AC的优先路权车道的优先车辆继续行驶到CD的优先路权车道；如果位于C的信号灯当前为红灯，当前行驶在AC的优先路权车道的优先车辆在位于C的停车线前排队；此时CD的优先路权车道的动态车道线变为优先路权车道颜色，位于C的动态优先车道信号指示牌显示优先路权车道标志,CD的普通车道的非优先车辆不允许再进入优先路权车道，持续进入DE的普通车道；

步骤4，如果t_优先车辆＞t_准备，则延迟CD的优先路权车道的路权改变时间t_改变＝t_优先车辆-t_准备；如果t_优先车辆≤t_准备，即刻改变CD的优先路权车道的路权，并且继续计算下一后续路段的优先路权车道的V_预测,如果V_预测≥V_目标，不激发优先路权申请，DE的优先路权车道保持共享路权；如果V_预测＜V_目标，计算DE的优先路权车道的t_准备以及优先车辆从B驶入DE所需时间t_优先车辆，如果t_优先车辆＞t_准备,则延迟DE的优先路权车道的优先路权改变时间t_改变＝t_优先车辆-t_预约；如果t_准备≤t_优先车辆，即刻发起DE的优先路权车道的优先路权，并且继续计算下一后续路段的V_预测，直到V_预测≥V_目标，保持该路段共享路权并停止计算；

步骤5，当优先车辆行驶离开CD时，CD的优先路权车道的优先路权改变为共享路权，CD的动态车道线改变为共享车道颜色，位于C的动态优先车道信号指示牌显示共享车道标志。

本发明的一种动态路权系统，通过设置在优先车辆上的车载单元设置向路侧信号单元传输车辆信号，路侧信号单元将信号向后台的智能分配与信号管理中心传输，同时与后续路段的交通信号机连接，接收该交通信号机的预定的信号灯配时信息，并计算新的信号灯配时信息从而调节优先车辆的信号灯等待时间；流量检测器将道路实时流量数据发送给智能分配与信号管理中心，智能分配与信号管理中心根据接收到的数据计算后续路段的路权措施并将结果指令发送给动态车道线及动态优先车道信号指示牌，用以指示当前车道是否拥有优先路权。本发明的一种动态路权系统控制方法，通过动态路权系统收集到的车辆信息，从而计算和预测优先车辆是否无法达到其目标速度，如果无法达标则将路段的优先路权车道设定为具有优先路权，并进行相应提示防止公共车辆进入；如果优先车辆的速度能够达到目标速度，或者已经通过优先路权车道，则不开启优先路权车道的优先路权或将优先路权车道变回为公共路权，从而最大限度的利用道路资源。

附图说明

图1为本发明的一种动态路权系统的拓扑结构示意图；

图2为本发明的一种动态路权系统的信号传输关系图；

图3为本发明的一种动态路权系统控制方法的具体实施例中的车辆与各路段的位置关系图；

图4为本发明的一种动态路权系统控制方法的流程图。

具体实施方式

请参阅图1至图4，为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：

请参阅图1和图2，本发明的一种动态路权系统，用以动态分配优先车辆和非优先车辆的路权，优先车辆为社会公共车辆，例如公交车或其他社会服务车辆。其包括车载单元1、道路端路权分配组件2以及智能分配与信号管理中心3。道路端路权分配系统包括流量监测雷达21、交通信号机22、动态车道线23、动态优先车道信号指示牌24、路侧信号单元25和信号灯26。信号管理中心3包括依次连接的数据库31、算法服务器32和指令服务器33。

车载单元1设置在优先车辆上，应以收集该优先车辆的位置信息、当前车道信息和当前车速信息。

各个拥有优先路权车道的路段均单独配备一套道路端路权分配组件2。其中，流量监测雷达21设置在道路支架横担上，对当前路段的车流量和车速进行监测，并将信号向智能分配与信号管理中心3传输；路侧信号单元25设置于路段的一侧，接收途经的优先车辆的车载单元1的信号，并将该信号发送给智能分配与信号管理中心3，路侧信号单元25同时与所处路段的后续路段的交通信号机22连接，接收该交通信号机22的预定的信号灯配时信息，计算动态调控信号灯配时，并将新的信号灯配时信息发送给智能分配与信号管理中心3,从而缩短优先车辆的等待时间。交通信号机22对信号灯26进行控制。

智能分配与信号管理中心3，通过数据库31对各类信号进行保存及分类，通过算法服务器32对路权措施进行计算和分析，并将结果通过指令服务器33向动态车道线23、动态优先车道信号指示牌24发送路权分配指令，用以指示当前车道是否拥有优先路权。

动态车道线23为沿道路方向设置在路段表面的优先路权车道内的发光LED器件，任意一个路段上的发光LED器件相互连接并与一个信号接收器连接，信号接收器获取智能分配与信号管理中心3的指令控制发光LED器件的发光，通过改变颜色来标记当前路段的优先路权车道是否拥有优先路权。

动态优先车道信号指示牌24设置于道口的道路指示牌横担上，对应所处路段的优先路权车道，其正面设有LED信号灯图案，其背面设有信号接收器，信号接收器获取智能分配与信号管理中心3的指令，通过控制LED信号灯图案来标记当前路段的优先路权车道是否拥有优先路权。

请参阅图3和图4，下面用具体实施例模拟本发明的一种动态路权系统控制方法。首先，定义AC为当前路段，CD为后续路段，DE为下一后续路段，V_当前为优先车辆的当前车速，V_目标为优先车辆的目标车速，V_预测为预测优先车辆在后续路段的车速，车辆位于AC的B处，其具体步骤如下：

步骤1，比较V_当前与V_目标，如果V_当前≥V_目标，则不激发优先路权申请，CD的优先路权车道不拥有优先路权保持共享路权；如果V_当前＜V_目标,但V_预测≥V_目标，则不激发优先路权申请，CD的优先路权车道不拥有优先路权保持共享路权；如果V_当前＜V_目标，且V_预测＜V_目标，激发优先路权申请进入后续步骤；

步骤2，智能分配与信号管理中心计算优先车辆从B驶入CD所需时间t_优先车辆；

步骤3，智能分配与信号管理中心计算CD的优先路权车道改变为优先路权后，V_预测＝V_目标所需准备时间t_准备，如果位于C的信号灯当前为绿灯，当前行驶在AC的优先路权车道的优先车辆继续行驶到CD的优先路权车道；如果位于C的信号灯当前为红灯，当前行驶在AC的优先路权车道的优先车辆在位于C的停车线前排队；此时CD的优先路权车道的动态车道线变为优先路权车道颜色，位于C的动态优先车道信号指示牌显示优先路权车道标志,CD的普通车道的非优先车辆不允许再进入优先路权车道，持续进入DE的普通车道；

步骤4，如果t_优先车辆＞t_准备，则延迟CD的优先路权车道的路权改变时间t_改变＝t_优先车辆-t_准备；如果t_优先车辆≤t_准备，即刻改变CD的优先路权车道的路权，并且继续计算下一后续路段的优先路权车道的V_预测,如果V_预测≥V_目标，不激发优先路权申请，DE的优先路权车道保持共享路权；如果V_预测＜V_目标，计算DE的优先路权车道的t_准备以及优先车辆从B驶入DE所需时间t_优先车辆，如果t_优先车辆＞t_准备,则延迟DE的优先路权车道的优先路权改变时间t_改变＝t_优先车辆-t_预约；如果t_准备≤t_优先车辆，即刻发起DE的优先路权车道的优先路权，并且继续计算下一后续路段的V_预测，直到V_预测≥V_目标，保持该路段共享路权并停止计算；

步骤5，当优先车辆行驶离开CD时，CD的优先路权车道的优先路权改变为共享路权，CD的动态车道线改变为共享车道颜色，位于C的动态优先车道信号指示牌显示共享车道标志。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种动态路权系统，用以动态分配优先车辆和非优先车辆的路权，其特征在于，包括车载单元、道路端路权分配组件以及智能分配与信号管理中心；

所述车载单元设置在优先车辆上，收集该优先车辆的位置信息、当前车道信息和当前车速信息；

所述道路端路权分配组件设置在各个拥有优先路权车道的路段，包括流量监测雷达、交通信号机、动态车道线、动态优先车道信号指示牌和路侧信号单元；所述路侧信号单元设置于路段的一侧，接收途经的所述优先车辆的所述车载单元的信号，并将该信号发送给智能分配与信号管理中心，所述路侧信号单元同时与所处路段的后续路段的所述交通信号机连接，接收该交通信号机的预定的信号灯配时信息，计算动态调控信号灯配时，并将新的信号灯配时信息发送给智能分配与信号管理中心；流量检测器将道路实时流量数据发送给智能分配与信号管理中心，智能分配与信号管理中心根据接收到的数据计算后续路段的路权措施并将结果指令发送给动态车道线及动态优先车道信号指示牌，用以指示当前车道是否拥有优先路权。

2.根据权利要求1所述的一种动态路权系统，其特征在于，所述动态车道线为沿道路方向设置在路段表面的优先路权车道内的发光LED器件，任意一个路段上的发光LED器件相互连接并与一个信号接收器连接，所述信号接收器获取智能分配与信号管理中心的指令控制发光LED器件的发光，通过改变颜色来标记当前路段的优先路权车道是否拥有优先路权。

3.根据权利要求1所述的一种动态路权系统，其特征在于，所述动态优先车道信号指示牌设置于道口的道路指示牌横担上，对应所处路段的优先路权车道，其正面设有LED信号灯图案，其背面设有信号接收器，所述信号接收器获取智能分配与信号管理中心的指令，通过控制LED信号灯图案来标记当前路段的优先路权车道是否拥有优先路权。

4.根据权利要求1所述的一种动态路权系统，其特征在于，所述智能分配与信号管理中心包括依次连接的数据库、算法服务器和指令服务器。

5.一种动态路权系统控制方法，首先，定义AC为当前路段，CD为后续路段，DE为下一后续路段，V_当前为优先车辆的当前车速，V_目标为优先车辆的目标车速，V_预测为预测优先车辆在后续路段的车速，车辆位于AC的B处，其具体步骤如下：

步骤1，比较V_当前与V_目标，如果V_当前≥V_目标，则不激发优先路权申请，CD的优先路权车道不拥有优先路权保持共享路权；如果V_当前＜V_目标,但V_预测≥V_目标，则不激发优先路权申请，CD的优先路权车道不拥有优先路权保持共享路权；如果V_当前＜V_目标，且V_预测＜V_目标，激发优先路权申请进入后续步骤；

步骤2，智能分配与信号管理中心计算优先车辆从B驶入CD所需时间t_优先车辆；

步骤3，智能分配与信号管理中心计算CD的优先路权车道改变为优先路权后，V_预测＝V_目标所需准备时间t_准备，如果位于C的信号灯当前为绿灯，当前行驶在AC的优先路权车道的优先车辆继续行驶到CD的优先路权车道；如果位于C的信号灯当前为红灯，当前行驶在AC的优先路权车道的优先车辆在位于C的停车线前排队；此时CD的优先路权车道的动态车道线变为优先路权车道颜色，位于C的动态优先车道信号指示牌显示优先路权车道标志,CD的普通车道的非优先车辆不允许再进入优先路权车道，持续进入DE的普通车道；

步骤4，如果t_优先车辆＞t_准备，则延迟CD的优先路权车道的路权改变时间t_改变＝t_优先车辆-t_准备；如果t_优先车辆≤t_准备，即刻改变CD的优先路权车道的路权，并且继续计算下一后续路段的优先路权车道的V_预测,如果V_预测≥V_目标，不激发优先路权申请，DE的优先路权车道保持共享路权；如果V_预测＜V_目标，计算DE的优先路权车道的t_准备以及优先车辆从B驶入DE所需时间t_优先车辆，如果t_优先车辆＞t_准备,则延迟DE的优先路权车道的优先路权改变时间t_改变＝t_优先车辆-t_预约；如果t_准备≤t_优先车辆，即刻发起DE的优先路权车道的优先路权，并且继续计算下一后续路段的V_预测，直到V_预测≥V_目标，保持该路段共享路权并停止计算；

步骤5，当优先车辆行驶离开CD时，CD的优先路权车道的优先路权改变为共享路权，CD的动态车道线改变为共享车道颜色，位于C的动态优先车道信号指示牌显示共享车道标志。