CN113903182B - 一种十车道及以上高速公路分流区标线引导方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种十车道及以上高速公路分流区标线引导方法，在十车道及以上高速公路分流区前某断面待变道车道上布设第一地磁感应器，以检测该断面车辆通过车头时距与车速，并且在顺车流方向距离第一地磁感应器一定距离断面的变道车道布设第二地磁感应器，以检测变道车道车辆存在及速度；控制器依据地磁感应器检测的车头时距与可穿越间隙下的车头时距进行对比，确定是否改变车道分界线状态；控制器根据所得分界线状态指导道钉的显示状态。本发明能够根据分流区前实时交通流高效进行车辆分流引导，有效缓解车辆在分流区由于需跨越多条车道导致驾驶任务过重的问题，缓解分流区压力；解决驾驶人在分流区由于需跨越多条车道导致驾驶任务过重的问题。

Description

一种十车道及以上高速公路分流区标线引导方法

技术领域

本发明涉及交通安全的技术领域，尤其涉及一种十车道及以上高速公路分流区标线引导方法。

背景技术

改革开放以来，我国高速公路建设取得了飞速的发展，为国民经济快速发展起到了重要的基础性保障作用。然而随着交通需求的日益增长，部分早期建设的高速公路，特别是部分四车道高速公路，呈现出通行能力饱和、服务水平降低、安全事故增多的状况，建设十车道及以上的高速公路已成为我国交通基础设施建设中的一项重要而紧迫的任务，多车道高速公路今后将越来越普遍，然而多车道高速公路车道数增多，对于分流区有分流需求的驾驶人来说，需要短时间内跨越多条车道，这将造成驾驶人驾驶任务增加，且对主线交通流造成不利影响，甚至不利于交通安全。

为解决此类问题，常规所采取的措施为加大分流区长度。但面对越来越密集的互通立交，分流区长度增大将导致交织区增多，车辆非预定驾驶行为增加，不利于交通安全，因此，如若在分流区前就引导需要分流的车辆向外侧车道变换车道，将大大减轻驾驶人负荷，提高道路运行效率及安全性。

发明内容

基于上述现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种十车道及以上高速公路分流区标线引导方法，能够根据分流区前实时交通流高效进行车辆分流引导，有效缓解车辆在分流区由于需跨越多条车道导致驾驶任务过重的问题，缓解分流区压力；解决驾驶人在分流区由于需跨越多条车道导致驾驶任务过重的问题。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种十车道及以上高速公路分流区标线引导方法，其步骤如下：

S1、在十车道及以上高速公路分流区前某断面待变道车道上布设第一地磁感应器，用于检测该断面车辆通过车头时距与车速，并且在顺车流方向距离第一地磁感应器一定距离断面的变道车道布设第二地磁感应器，用于检测变道车道车辆存在及速度；

S2、控制器依据地磁感应器检测的车头时距与可穿越间隙下的车头时距进行对比，确定是否改变车道分界线状态；

S3、控制器根据所得分界线状态指导道钉的显示状态。

在步骤S1中，第一地磁感应器的布设位置在分流预告标志后；

第二地磁感应器的布设位置满足以下公式：

式中：L为该路段第一地磁感应器后方一定距离，(m)；

V_85％为该路段车辆运行速度的百分之85，(km/h)；

α为驾驶人知觉反映时间，(s)；

L₀为停车后安全距离，(m)；

φ为车轮与路面附着系数；

i为该路段的道路纵坡。

优选的，步骤S2的可穿越间隙的公式如下：

S_t＝(3.875+0.213×V)÷1.727

式中：S_t为t时刻的可接受穿越间隙；

V为第一地磁感应器所检测到的通过车辆速度。

进一步的，步骤S3中的控制器根据所得分界线状态指导道钉的显示状态，其控制机制如下：

当t₀时刻，第二地磁感应器检测到有第三辆车辆存在，速度为V₃，t₁时刻，第一辆车辆通过第一地磁感应器的速度为V₁；t₂时刻，第二辆车辆通过第一地磁感应器的速度为V₂，此时若车头时距T大于S_t，则控制器按如下公式计算间隙到达第三辆车辆的时间，并且控制道钉改变状态：

式中：T_可为道钉变化状态的时间；

t₀、t₁、t₂分别为第二地磁感应器检测到第三辆车辆存在的时间及第一地磁感应器检测到第一辆车辆、第二辆车辆通过的时间；

V₃为t₀时刻第三辆车辆通过第二地磁感应器的速度。

与现有技术相比，本发明的有益效果和优点在于：

本发明通过地磁感应器获取分流区前待换道道路断面的车头时距，根据与可穿越间隙下的车头时距对比确定车道分界线的状态，并通过道钉向驾驶人传达信息，引导车辆进行分流。本发明从十车道及以上高速公路实时交通状态出发，能够有效的从提前分流角度增加分流区通行能力，提高多车道高速公路运营效率和安全性。

本发明具有可扩展性和移植性，可在本发明的基础上进行扩展，也可与其它检测系统进行联动，提高现有高速公路的运营安全水平；能够根据分流区前实时交通流高效进行车辆分流引导，有效缓解车辆在分流区由于需跨越多条车道导致驾驶任务过重的问题，缓解分流区压力。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的十车道及以上高速公路分流区标线引导方法的工作原理图。

图2为本发明的十车道及以上高速公路分流区标线引导方法的流程图。

图3为十车道及以上高速公路分流区标线引导设备布设示意图。

图4为十车道及以上高速公路分流区标线引导控制原理图。

图中：1、第一地磁感应器；2、第二地磁感应器；3、控制器；4、道钉。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。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。

如图1所示，本发明提供了一种十车道及以上高速公路分流区标线引导方法，包括：获取道路分流区前一定断面待变道车道车辆车头时距，道路分流区前一定断面待变道车道车辆车头时距为经过待变道地磁感应器的前后两辆车的时间差；依据可穿越间隙理论，根据当前道路断面车头时距确定是否改变车道分界线状态，上述是否改变车道分界线状态通过当前道路断面车头时距与可穿越间隙理论下的车头时距对比获得；通过变化道钉的状态改变车道分界线状态，分车道分界线变化是为了车辆在分流区前适时进行换道。

本发明的十车道及以上分流区标线情况为：内侧两个车道与外侧三个车道之间用黄色实线分隔开。

本发明的十车道及以上高速公路分流区标线引导方法所采用的部件包括：第一地磁感应器1、第二地磁感应器2、控制器3、道钉4。第一地磁感应器1、第二地磁感应器2与控制器3通过有线方式连接，控制器3与道钉4通过有线方式连接。

第一地磁感应器1布设在十车道及以上高速公路分流区前某一断面的待变道车道。第二地磁感应器2布设在顺车流方向距离第一地磁感应器一定距离断面的变道车道。

第一地磁感应器1检测待变道车道车辆的车速及车头时距。第二地磁感应器2检测变道车辆的存在及速度。

其中，第一地磁感应器1选型为恒达智慧交通地磁感应器；第二地磁感应器2选型为恒达智慧交通地磁感应器；

道钉4选用拓安太阳能道钉，其技术参数如下：

太阳能板：单晶硅0.36W 2V/180mA

电池：1.2V/1200mAH NI-MH耐高温电池

尺寸：120*120*50mm

重量：800g/个

显示方式：闪烁(90±10次/分钟)或常亮。

显示颜色：红、黄、蓝、白、绿。

工作方式：光控

设计寿命：>3年。

工作环境：-30℃～70℃。

防护等级：IP68

可视距离：>500米

抗压能力：静态承受压力>10吨

如图2和图3所示，本发明的十车道及以上高速公路分流区标线引导方法，包括以下步骤：

步骤1：在十车道及以上高速公路分流区前某断面待变道车道上布设第一地磁感应器1，用于检测该断面车辆通过车头时距与车速，并且在顺车流方向距离第一地磁感应器一定距离断面的变道车道布设第二地磁感应器2，用于检测变道车道车辆存在及速度；

步骤2：控制器3依据地磁感应器检测的车头时距与可穿越间隙下的车头时距进行对比，确定是否改变车道分界线状态；

步骤3：控制器3根据所得分界线状态指导道钉4的显示状态。

其中，第一地磁感应器1的布设位置在分流预告标志后；

第二地磁感应器2的布设位置满足以下公式：

式中：L为该路段第一地磁感应器后方一定距离，(m)；

V_85％为该路段车辆运行速度的百分之85，(km/h)；

α为驾驶人知觉反映时间，(s)；

L₀为停车后安全距离，(m)；

φ为车轮与路面附着系数；

i为该路段的道路纵坡。

步骤1中，第一地磁感应器1的检测数据为：

t₁时刻，第一辆车辆通过的速度为V₁；

t₂时刻，第二辆车辆通过的速度为V₂；

车头时距为T＝t₂-t₁；

第二地磁感应器2的检测数据为：

t₀时刻，检测到有第三辆车辆存在，并且通过速度为V₃。

作为优选，步骤2的可穿越间隙的公式如下：

S_t＝(3.875+0.213×V)÷1.727

式中：S_t为t时刻的可接受穿越间隙；

V为第一地磁感应器1所检测到的车辆速度；

此处列出几个常用速度下的可穿越间隙：

当V＝60(km/h)，对应S_t为4.24s；

当V＝80(km/h)，对应S_t为4.94s；

当V＝100(km/h)，对应S_t为5.62s；

改变道钉状态机制为：当实时车头时距>可穿越间隙车头时距，则改变道钉状态；否则不改变道钉显示状态；

作为优选，步骤3中的道钉布设范围为第二地磁感应器到分流鼻端；

步骤3中道钉状态如下：初始状态：不亮；改变状态：呈现黄色。

步骤3中的控制器根据所得分界线状态指导道钉的显示状态，其控制机制如下如图4所示：

当t₀时刻，第二地磁感应器2检测到有第三辆车辆存在，且速度为V₃，t₁时刻，第一辆车辆通过第一地磁感应器1的速度为V₁，t₂时刻，第二辆车辆通过第一地磁感应器1的速度为V₂，此时若车头时距T大于S_t，则控制器3按如下公式计算间隙到达第三辆车辆的时间，并且控制道钉4改变状态：

式中：T_可为道钉变化状态的时间；

t₀、t₁、t₂分别为第二地磁感应器检测到第三辆车辆存在的时间及第一地磁感应器检测到第一辆车辆、第二辆车辆通过的时间；

L为该路段第一地磁感应器与第二地磁感应器的距离；

V₁为t₁时刻第一辆车辆通过第一地磁感应器的速度；

V₂为t₂时刻第二辆车辆通过第一地磁感应器的速度；

V₃为t₀时刻第三辆车辆通过第二地磁感应器的速度。

与现有技术相比，本发明通过磁感应线圈获取分流区前待换道道路断面的车头时距，根据与可穿越间隙下的车头时距对比确定车道分界线的状态，并通过道钉向驾驶人传达信息，引导车辆进行分流。本发明从十车道及以上高速公路实时交通状态出发，能够有效的从提前分流分角度增加分流区通行能力，提高多车道高速公路运营效率和安全性。

本发明具有可扩展性和移植性，可在本发明的基础上进行扩展，也可与其它检测系统进行联动，提高现有高速公路的运营安全水平。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解得到的变换或者替换，都应该涵盖在本发明的包含范围之内。

Claims (1)

1.一种十车道及以上高速公路分流区标线引导方法，其特征在于，其步骤如下：

S1、在十车道及以上高速公路分流区前某断面待变道车道上布设第一地磁感应器，用于检测该断面车辆通过车头时距与车速，并且在顺车流方向距离第一地磁感应器一定距离断面的变道车道布设第二地磁感应器，用于检测变道车道车辆存在及速度；

S2、控制器依据地磁感应器检测的车头时距与可穿越间隙下的车头时距进行对比，确定是否改变车道分界线状态；

S3、控制器根据所得分界线状态指导道钉的显示状态；

步骤S1中，第一地磁感应器的布设位置在分流预告标志后；

第二地磁感应器的布设位置满足以下公式：

式中：L为第一地磁感应器后方一定距离，单位为：m；

V为第一地磁感应器所检测到的通过车辆速度；

V_85%为车辆运行速度的百分之85，单位为：km/h；

α为驾驶人知觉反映时间，单位为：s；

L ₀为停车后安全距离，单位为：m；

φ为车轮与路面附着系数；

i为道路纵坡；

步骤S2的可穿越间隙的公式如下：

式中：S_t为t时刻的可接受穿越间隙；

V为第一地磁感应器所检测到的通过车辆速度；

步骤S3中的控制器根据所得分界线状态指导道钉的显示状态，其控制机制如下：

当t₀时刻，第二地磁感应器检测到有第三辆车辆存在，t₁时刻，第一辆车辆通过第一地磁感应器的速度为V₁，t₂时刻，第二辆车辆通过第一地磁感应器的速度为V₂，此时若车头时距T大于S_t，则控制器按如下公式计算间隙到达第三辆车辆的时间，并且控制道钉改变状态：

式中：T_可为道钉变化状态的时间；

t₀、t₁、t₂分别为第二地磁感应器检测到第三辆车辆存在的时间及第一地磁感应器检测到第一辆车辆、第二辆车辆通过的时间；

V₃为t₀时刻第三辆车辆通过第二地磁感应器的速度。

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