CN111785022B - 城市快速路主辅系统交通布置结构及控制方法 - Google Patents

城市快速路主辅系统交通布置结构及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了城市快速路主辅系统交通布置结构及控制方法，包括交通信息采集系统、可变车道线显示系统和电子屏信息发布系统；交通信息采集系统包括上匝道车速感应线圈、拼宽车道车速感应线圈、主线交织段车速感应线圈、交织段后车速感应线圈和下匝道车速感应线圈；可变车道线显示系统包括交织段可变车道线电子屏信息发布系统包括匝道信息发布屏、主线信息发布屏和综合信息发布屏；根据交通信息采集系统采集到的数据，通过可变车道线显示系统控制匝道和主线间车辆流动，通过电子屏信息发布系统发布不同的信息。本发明实现主线和辅道系统联动控制，在车流高峰时，能够避免匝道拥堵状态进一步加剧，保障通行效率。

Description

城市快速路主辅系统交通布置结构及控制方法
技术领域
本发明涉及交通管理技术领域，特别涉及城市快速路主辅系统交通布置结构及控制方法。
背景技术
城市快速路作为城市骨干道路系统的重要组成，主要承担城市长距离快速交通出行，以有限的道路里程分担了大量的城市交通周转量，对于支撑城市发展至关重要。
然而，随着城市交通需求的不断增加，快速路系统能力趋于饱和，交通运行效率下降，节点拥堵问题时有发生，特别是在快速路与城市地面道路主辅系统衔接处，上下匝道分流合流区段内，并入主线和驶离主线交通流交织现象严重，交通运行效率低。
现有的快速路系统交织段一般是根据设计标准要求，设置一定长度的交织缓冲段，供车辆交织使用。
但由于实际交通需求量大、交织段长度不足、主辅系统联动控制不足等原因，造成交织段进出车辆运行效率低，进而造成匝道和主线拥堵，影响快速路系统整体通行效率。
因此，如何对城市快速路进行有效控制，提高通行效率，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供城市快速路主辅系统交通布置结构及控制方法，实现的目的是实现主线和辅道系统联动控制，在车流高峰时，能够避免匝道拥堵状态进一步加剧，保障通行效率。
为实现上述目的，本发明公开了城市快速路主辅系统交通布置结构，包括交通信息采集系统、可变车道线显示系统和电子屏信息发布系统。
其中，所述交通信息采集系统包括上匝道车速感应线圈、拼宽车道车速感应线圈、主线交织段车速感应线圈、交织段后车速感应线圈和下匝道车速感应线圈；
所述上匝道车速感应线圈设置于上匝道的起坡处，用于采集上匝道车速v1；
所述拼宽车道车速感应线圈设置于交织段的拼宽车道，用于采集拼宽车道车速v2；
所述主线交织段车速感应线圈设置于所述交织段的主线，用于采集交织段主线的车速v3；
所述交织段后车速感应线圈设置于所述交织段之后的所述主线，用于采集交织段之后主线的车速v4；
所述下匝道车速感应线圈设置于与下匝道连接的地面道路，用于采集地面道路的辅道交通运行车速v5；
所述可变车道线显示系统包括交织段可变车道线；所述交织段可变车道线设置于整个所述交织段的所述拼宽车道和所述主线之间的区域；
所述电子屏信息发布系统包括匝道信息发布屏、主线信息发布屏和综合信息发布屏；
所述匝道信息发布屏设置于所述上匝道靠近所述交织段的位置，用于发布匝道控制相关信息；
所述主线信息发布屏设置于所述主线位于所述交织段的合流点之前的位置，用于发布交织段拥堵信息提示；
所述综合信息发布屏设置于所述主线位于所述交织段的合流点之后的位置，用于发布交织段管理及信息提示。
优选的，所述拼宽车道车速感应线圈和所述主线交织段车速感应线圈均按照200m间距均匀设置在所述交织段。
优选的，所述交织段后车速感应线圈设置于所述交织段之后200m以外位置。
优选的，所述交织段可变车道线包括两列互相间隔的连续LED地灯组成；
每一组所述连续LED地灯均显示“亮”和“暗”两种状态中的任意一种，其中“亮”的状态为激活状态，显示为实际车道线的亮白色，“暗”的状态为熄灭状态的暗灰色。
更优选的，两列互相间隔的连续LED地灯之间间距最少20cm；每一组所述连续LED地灯的宽度均为15cm，长度均为200cm和400cm交替布置。
优选的，所述匝道信息发布屏距离所述交织段的所述合流点最少10米。
优选的，所述主线信息发布屏和所述综合信息发布屏均距离所述交织段的所述合流点最少100米。
本发明还提供城市快速路主辅系统交通布置结构的控制方法，根据所述交通信息采集系统采集到的数据，通过所述可变车道线显示系统控制匝道和主线间车辆流动，通过电子屏信息发布系统发布不同的信息，具体如下：
当所述交织段主线的车速v3≥0.75倍所述交织段之后主线的车速v4，且所述上匝道车速v1和所述拼宽车道车速v2均≥20km/h时，为第一状态：畅通，所述交织段可变车道线显示为两条虚线，所述匝道信息发布屏、所述主线信息发布屏和所述综合信息发布屏全部熄灭；
当所述交织段主线的车速v3≥0.75倍所述交织段之后主线的车速v4，且所述上匝道车速v1和所述拼宽车道车速v2均＜20km/h，或者所述上匝道车速v1≤0.75倍所述拼宽车道车速v2时，为第二状态：仅辅道拥堵，所述交织段可变车道线靠近所述主线侧显示为实线，靠近所述拼宽车道侧显示为虚线，禁止主线车辆进入匝道，所述主线信息发布屏显示“辅道拥堵，请至下一出口驶出”，所述综合信息发布屏显示“辅道拥堵，主线车辆禁止变道”；
当所述交织段主线的车速v3＜0.75倍所述交织段之后主线的车速v4，且所述上匝道车速v1和所述拼宽车道车速v2均≥20km/h时，为第三状态：仅主线拥堵，所述交织段可变车道线靠近所述主线侧显示为虚线，靠近所述拼宽车道侧显示为实线，禁止匝道车辆进入主线，所述匝道信息发布屏显示“主线拥堵、禁止汇入”，所述综合信息发布屏显示“主线拥堵，匝道车辆请至前方驶出”；
当所述交织段主线的车速v3＜0.75倍所述交织段之后主线的车速v4，所述交织段之后主线的车速v4≤3倍所述地面道路的辅道交通运行车速v5，且所述上匝道车速v1和所述拼宽车道车速v2均＜20km/h，或者所述上匝道车速v1≤0.75倍所述拼宽车道车速v2时，为第四状态：拥堵，所述交织段可变车道线显示为两条实线，所述匝道信息发布屏显示“前方拥堵、禁止汇入”、所述主线信息发布屏显示“前方拥堵、请至下一出口驶出”、所述综合信息发布屏显示“禁止变道”。
本发明的有益效果：
本发明实现主线和辅道系统联动控制，在车流高峰时，能够避免匝道拥堵状态进一步加剧，保障通行效率。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1示出本发明一实施例的结构示意图。
图2示出本发明一实施例中交织段可变车道线的结构示意图。
图3示出本发明一实施例的控制流程图。
图4示出本发明一实施例中交织段可变车道线在状态一的示意图。
图5示出本发明一实施例中交织段可变车道线在状态二的示意图。
图6示出本发明一实施例中交织段可变车道线在状态三的示意图。
图7示出本发明一实施例中交织段可变车道线在状态四的示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示，城市快速路主辅系统交通布置结构，包括交通信息采集系统、可变车道线显示系统和电子屏信息发布系统。
其中，交通信息采集系统包括上匝道车速感应线圈1、拼宽车道车速感应线圈2、主线交织段车速感应线圈3、交织段后车速感应线圈4和下匝道车速感应线圈5；
上匝道车速感应线圈1设置于上匝道的起坡处，用于采集上匝道车速v1；
拼宽车道车速感应线圈2设置于交织段的拼宽车道，用于采集拼宽车道车速v2；
主线交织段车速感应线圈3设置于交织段的主线，用于采集交织段主线的车速v3；
交织段后车速感应线圈4设置于交织段之后的主线，用于采集交织段之后主线的车速v4；
下匝道车速感应线圈5设置于与下匝道连接的地面道路，用于采集地面道路的辅道交通运行车速v5；
可变车道线显示系统包括交织段可变车道线6；交织段可变车道线6设置于整个交织段的拼宽车道和主线之间的区域；
电子屏信息发布系统包括匝道信息发布屏7、主线信息发布屏8和综合信息发布屏9；
匝道信息发布屏7设置于上匝道靠近交织段的位置，用于发布匝道控制相关信息；
主线信息发布屏8设置于主线位于交织段的合流点之前的位置，用于发布交织段拥堵信息提示；
综合信息发布屏9设置于主线位于交织段的合流点之后的位置，用于发布交织段管理及信息提示。
本发明的原理如下：
本发明是针对上匝道和下匝道之间间距不大(一般≤2km)的快速路区段，整个交织段的拼宽车道和主线之间的区域设置交织段可变车道线6，通过对匝道及主线处的交通信息采集，判断当前道路运行状态，根据拥堵情况，以一定标准和变化速度调整车道线功能显示，并同步在电子屏系统发布控制信息，避免匝道、主线交通拥堵进一步恶化，最大限度保障主线的交通运行效率。
在某些实施例中，拼宽车道车速感应线圈2和主线交织段车速感应线圈3均按照200m间距均匀设置在交织段。
在某些实施例中，交织段后车速感应线圈4设置于交织段之后200m以外位置。
在某些实施例中，交织段可变车道线6包括两列互相间隔的连续LED地灯组成；
每一组连续LED地灯均显示“亮”和“暗”两种状态中的任意一种，其中“亮”的状态为激活状态，显示为实际车道线的亮白色，“暗”的状态为熄灭状态的暗灰色。
在某些实施例中，两列互相间隔的连续LED地灯之间间距最少20cm；每一组连续LED地灯的宽度均为15cm，长度均为200cm和400cm交替布置。
在某些实施例中，匝道信息发布屏7距离交织段的合流点最少10米。
在某些实施例中，主线信息发布屏8和综合信息发布屏9均距离交织段的合流点最少100米。
如图3至图7所示，本发明还提供城市快速路主辅系统交通布置结构的控制方法，根据交通信息采集系统采集到的数据，通过可变车道线显示系统控制匝道和主线间车辆流动，通过电子屏信息发布系统发布不同的信息，具体如下：
当交织段主线的车速v3≥0.75倍交织段之后主线的车速v4，且上匝道车速v1和拼宽车道车速v2均≥20km/h时，为第一状态：畅通，交织段可变车道线6显示为两条虚线，匝道信息发布屏7、主线信息发布屏8和综合信息发布屏9全部熄灭；
当交织段主线的车速v3≥0.75倍交织段之后主线的车速v4，且上匝道车速v1和拼宽车道车速v2均＜20km/h，或者上匝道车速v1≤0.75倍拼宽车道车速v2时，为第二状态：仅辅道拥堵，交织段可变车道线6靠近主线侧显示为实线，靠近拼宽车道侧显示为虚线，禁止主线车辆进入匝道，主线信息发布屏8显示“辅道拥堵，请至下一出口驶出”，综合信息发布屏9显示“辅道拥堵，主线车辆禁止变道”；
当交织段主线的车速v3＜0.75倍交织段之后主线的车速v4，且上匝道车速v1和拼宽车道车速v2均≥20km/h时，为第三状态：仅主线拥堵，交织段可变车道线6靠近主线侧显示为虚线，靠近拼宽车道侧显示为实线，禁止匝道车辆进入主线，匝道信息发布屏7显示“主线拥堵、禁止汇入”，综合信息发布屏9显示“主线拥堵，匝道车辆请至前方驶出”；
当交织段主线的车速v3＜0.75倍交织段之后主线的车速v4，交织段之后主线的车速v4≤3倍地面道路的辅道交通运行车速v5，且上匝道车速v1和拼宽车道车速v2均＜20km/h，或者上匝道车速v1≤0.75倍拼宽车道车速v2时，为第四状态：拥堵，交织段可变车道线6显示为两条实线，匝道信息发布屏7显示“前方拥堵、禁止汇入”、主线信息发布屏8显示“前方拥堵、请至下一出口驶出”、综合信息发布屏9显示“禁止变道”。
畅通状态下，匝道车辆可自由并入主线、主线车辆可自由驶离主线，交通交织对交通效率的影响不显著；
通过上匝道车速感应线圈1、拼宽车道车速感应线圈2、主线交织段车速感应线圈3、交织段后车速感应线圈4和下匝道车速感应线圈5的车速识别，判定主线畅通和拥堵状态。
然后通过控制交织段可变车道线6控制车辆流动，通过匝道信息发布屏7、主线信息发布屏8和综合信息发布屏9发布信息，禁止主线车辆驶出，避免匝道拥堵状态进一步加剧；主线拥堵、匝道畅通状态下，实现主线和辅道系统联动控制，避免主线拥堵进一步加剧，同时也保障了辅道通行效率。
实施例2
某城市高架快速路上匝道和下一下匝道之间间距1000m，现状主线单向3车道，交织段拼宽1车道，交织段为虚线分隔状态，允许主线和匝道车辆转换。通过采用本专利交通布置结构和控制方法，晚高峰时段，检测到上匝道车速v1＝14km/h，拼宽车道车速v2＝16km/h，交织段主线的车速v3＝25km/h，交织段之后主线的车速v4＝35km/h，地面道路的辅道交通运行车速v5＝16km/h，因此可以判断当前为第四状态：拥堵，主线和匝道均拥堵。
执行操作，可变标线以20km/h的速度由当前双虚线状态变换为主线一侧单虚线装填，允许主线车辆驶离匝道，禁止匝道车辆并入主线，匝道信息屏显示“主线拥堵、禁止汇入”，交织段信息屏显示“主线拥堵，匝道车辆请至前方驶出”，通过匝道实现主线和辅道系统的联动控制，从而避免了主线拥堵状态的进一步加剧，保障了高架快速路的运行效率。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.城市快速路主辅系统交通布置结构的控制方法，包括交通信息采集系统、可变车道线显示系统和电子屏信息发布系统；其特征在于：
所述交通信息采集系统包括上匝道车速感应线圈(1)、拼宽车道车速感应线圈(2)、主线交织段车速感应线圈(3)、交织段后车速感应线圈(4)和下匝道车速感应线圈(5)；
所述上匝道车速感应线圈(1)设置于上匝道的起坡处，用于采集上匝道车速v1；
所述拼宽车道车速感应线圈(2)设置于交织段的拼宽车道，用于采集拼宽车道车速v2；
所述主线交织段车速感应线圈(3)设置于所述交织段的主线，用于采集交织段主线的车速v3；
所述交织段后车速感应线圈(4)设置于所述交织段之后的所述主线，用于采集交织段之后主线的车速v4；
所述下匝道车速感应线圈(5)设置于与下匝道连接的地面道路，用于采集地面道路的辅道交通运行车速v5；
所述可变车道线显示系统包括交织段可变车道线(6)；所述交织段可变车道线(6)设置于整个所述交织段的所述拼宽车道和所述主线之间的区域；
所述电子屏信息发布系统包括匝道信息发布屏(7)、主线信息发布屏(8)和综合信息发布屏(9)；
所述匝道信息发布屏(7)设置于所述上匝道靠近所述交织段的位置，用于发布匝道控制相关信息；
所述主线信息发布屏(8)设置于所述主线位于所述交织段的合流点之前的位置，用于发布交织段拥堵信息提示；
所述综合信息发布屏(9)设置于所述主线位于所述交织段的合流点之后的位置，用于发布交织段管理及信息提示；
根据所述交通信息采集系统采集到的数据，通过所述可变车道线显示系统控制匝道和主线间车辆流动，通过电子屏信息发布系统发布不同的信息，具体如下：
当所述交织段主线的车速v3≥0.75倍所述交织段之后主线的车速v4，且所述上匝道车速v1和所述拼宽车道车速v2均≥20km/h时，为第一状态：畅通，所述交织段可变车道线(6)显示为两条虚线，所述匝道信息发布屏(7)、所述主线信息发布屏(8)和所述综合信息发布屏(9)全部熄灭；
当所述交织段主线的车速v3≥0.75倍所述交织段之后主线的车速v4，且所述上匝道车速v1和所述拼宽车道车速v2均＜20km/h，或者所述上匝道车速v1≤0.75倍所述拼宽车道车速v2时，为第二状态：仅辅道拥堵，所述交织段可变车道线(6)靠近所述主线侧显示为实线，靠近所述拼宽车道侧显示为虚线，禁止主线车辆进入匝道，所述主线信息发布屏(8)显示“辅道拥堵，请至下一出口驶出”，所述综合信息发布屏(9)显示“辅道拥堵，主线车辆禁止变道”；
当所述交织段主线的车速v3＜0.75倍所述交织段之后主线的车速v4，且所述上匝道车速v1和所述拼宽车道车速v2均≥20km/h时，为第三状态：仅主线拥堵，所述交织段可变车道线(6)靠近所述主线侧显示为虚线，靠近所述拼宽车道侧显示为实线，禁止匝道车辆进入主线，所述匝道信息发布屏(7)显示“主线拥堵、禁止汇入”，所述综合信息发布屏(9)显示“主线拥堵，匝道车辆请至前方驶出”；
当所述交织段主线的车速v3＜0.75倍所述交织段之后主线的车速v4，所述交织段之后主线的车速v4≤3倍所述地面道路的辅道交通运行车速v5，且所述上匝道车速v1和所述拼宽车道车速v2均＜20km/h，或者所述上匝道车速v1≤0.75倍所述拼宽车道车速v2时，为第四状态：拥堵，所述交织段可变车道线(6)显示为两条实线，所述匝道信息发布屏(7)显示“前方拥堵、禁止汇入”、所述主线信息发布屏(8)显示“前方拥堵、请至下一出口驶出”、所述综合信息发布屏(9)显示“禁止变道”。
2.根据权利要求1所述的城市快速路主辅系统交通布置结构的控制方法，其特征在于，所述拼宽车道车速感应线圈(2)和所述主线交织段车速感应线圈(3)均按照200m间距均匀设置在所述交织段。
3.根据权利要求1所述的城市快速路主辅系统交通布置结构的控制方法，其特征在于，所述交织段后车速感应线圈(4)设置于所述交织段之后200m以外位置。
4.根据权利要求1所述的城市快速路主辅系统交通布置结构的控制方法，其特征在于，所述交织段可变车道线(6)包括两列互相间隔的连续LED地灯组成；
每一组所述连续LED地灯均显示“亮”和“暗”两种状态中的任意一种，其中“亮”的状态为激活状态，显示为实际车道线的亮白色，“暗”的状态为熄灭状态的暗灰色。
5.根据权利要求4所述的城市快速路主辅系统交通布置结构的控制方法，其特征在于，两列互相间隔的连续LED地灯之间间距最少20cm；每一组所述连续LED地灯的宽度均为15cm，长度均为200cm和400cm交替布置。
6.根据权利要求1所述的城市快速路主辅系统交通布置结构的控制方法，其特征在于，所述匝道信息发布屏(7)距离所述交织段的所述合流点最少10米。
7.根据权利要求1所述的城市快速路主辅系统交通布置结构的控制方法，其特征在于，所述主线信息发布屏(8)和所述综合信息发布屏(9)均距离所述交织段的所述合流点最少100米。
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