CN114220269A - 一种十车道及以上高速公路动态车道划分方法及系统 - Google Patents

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邓敏
闵泉
王恩师
郭志杰
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Wuhan Cccc Traffic Engineering Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种十车道及以上高速公路动态车道划分方法及系统，在十车道及以上高速公路某断面布设雷达检测器，检测断面的由交通量及车型组成的交通数据；控制器依据实时交通数据通过通行能力计算公式确定车道划分方案；控制器根据所得车道划分方案指导可变信息标志板的显示状态，引导车辆按照规则行驶。本发明通过雷达检测器获取当前道路断面的交通数据，根据当前道路断面的交通数据结合通行能力计算分公式确定分车道方案并通过可变信息标志板发布分车道方案，实时引导车辆按照规则行驶。本发明从实时交通状态出发，能够有效的从车道划分角度增加道路通行能力，提高高速公路运营效率和安全性，对目前国内在高速公路车道划分方面是有力的补充。

Description

一种十车道及以上高速公路动态车道划分方法及系统
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动态车道划分方法及系统。
背景技术
目前，我国高速公路多为六车道以下，仅在一些交通量较大区域，将原有高速公路拓宽为双向八车道及以上高速公路，而改扩建之后的高速公路也多采用客货混行的交通组织方式。随着货运量的逐年增长，高速公路货车占比不断提高，客货混行已成为我国高速公路的一个基本特征。相对于小型车辆，大型货车由于车身尺寸大、动力性能差、车速较低，使其成为高速公路的“移动瓶颈”和“屏障”，易引起交通堵塞，降低高速公路的运行效率及服务水平；同时，受大货车的影响，周围驾驶员易产生紧张感、压迫感等心理，致使驾驶员产生频繁换道及加减速行为，对道路交通安全产生不利影响。相关研究表明：在高速公路上发生的事故中，与大型车相关的占比高达48％，由大型货车参与的致死交通事故比例也高达40％。对重大交通事故致因的研究表明：小型客车与大型货车间存在的速度差，易引发超车行为，是导致事故的关键因素。
为解决此类问题所采取的措施为客货分离行驶，即使不同种类的交通流各行其道，消除客货车流混合行驶的不利影响。但国内外大部分有关客货分离的理论和实践都是基于静态客货分离的管理方法而进行的研究应用，由于道路交通流具有多变性和不均匀性，在不同的时段和位置差别较大，单一的静态管理办法会导致部分时段和位置客货分离车道划分不合理，道路的通行能力得不到充分发挥，道路资源被浪费。而动态控制方式可以有效地提升高速公路交通服务能力，缓解交通供需压力，进一步保证我国高速公路运营的安全性和高效性。因此，基于道路交通的实时变化而采取相应的动态控制很有必要。
发明内容
基于上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种十车道及以上高速公路动态车道划分方法及系统，以解决现有静态系统导致道路通行能力得不到充分发挥的问题，实时交通流高效进行车流动态引导，有效地提升高速公路交通服务能力，减少道路资源浪费，缓解交通供需压力。
为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：
一方面，本发明的十车道及以上高速公路动态车道划分方法，其步骤如下：
S1、在十车道及以上高速公路某断面布设雷达检测器，用于检测断面的由交通量及车型组成的交通数据；
S2、控制器依据实时交通数据通过通行能力计算公式确定车道划分方案；
S3、控制器根据所得车道划分方案指导可变信息标志板的显示状态，引导车辆按照规则行驶。
所述步骤S2中的通行能力计算公式如下：
Figure BDA0003416000820000021
式中：Qi为大型车或小型车的实时交通量；Ni为大型车或小型车所需的车道数；Ci为单车道设计通行能力。
优选的，所述步骤S2中的车道划分方案如下：
当Nb不足整数，则取小于该值的最大整数为大车型的专用道数量；
当Na+Nb<5，则5-(Na+Nb)个车道为混合车道，Na≥2；
Na为小型车专用道，Nb为大型车专用道。
进一步的，所述步骤S3中的可变信息标志板包括门架式支撑架和设置在所述门架式支撑架上的LED显示板，所述LED显示板的板面采用绿底白字，且由LED显示当前车道允许通过的车辆类型。
进一步的，所述步骤1中的车型的划分如下：
小型车满足三个条件：车长不超过6m、车宽不超过2m、车身重不超过4.5t；其余车型为大型车。
另一方面，本发明的十车道及以上高速公路动态车道划分系统，包括：
雷达检测器，布设在十车道及以上高速公路某一断面，用于获取当前道路断面的由交通量及车型组成的交通数据；
控制器，与所述雷达检测器有线连接，用于依据实时交通数据通过通行能力计算公式确定车道划分方案；
可变信息标志板，与所述控制器有线连接，用于实时引导车辆按照规则行驶。
与现有技术相比，本发明的有益效果和优点在于：
本发明通过雷达检测器获取当前道路断面的交通数据，根据当前道路断面的交通数据结合通行能力计算分公式确定分车道方案并通过可变信息标志板发布分车道方案，实时引导车辆按照规则行驶。本发明从十车道及以上高速公路实时交通状态出发，能够有效的从车道划分角度增加道路通行能力，提高高速公路运营效率和安全性，对目前国内在高速公路车道划分方面是有力的补充。
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。本发明能够根据实时交通流高效进行车流动态引导，有效地提升高速公路交通服务能力，减少道路资源浪费，缓解交通供需压力。
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动态车道划分系统的工作原理图。
图2为本发明的十车道及以上高速公路动态车道划分方法的流程图。
图3为十车道及以上高速公路动态车道划分系统的设备布设图。
图4为可变信息标志板的示意图。
图中：1-雷达检测器；2-控制器；3-可变信息标志板。
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至图2所示，本发明的十车道及以上高速公路的动态车道划分方法及系统包括：获取当前道路断面的交通数据，所述当前道路断面交通数据是通过布设在一般路段某断面的雷达检测器获得的；根据所述当前道路断面交通数据确定分车道方案，所述分车道方案根据当前道路断面交通数据计算获得；通过可变信息标志板发布分车道方案，分车道方案用于实时引导车辆按照规则行驶。
本发明的十车道及以上高速公路动态车道划分系统包括：雷达检测器1、控制器2、可变信息标志板3。其中，雷达检测器1与控制器2通过有线方式连接，控制器2与可变信息标志板3通过有线方式连接。
雷达检测器1布设在十车道及以上高速公路某一断面，以检测断面的由交通量及车型组成的交通数据。雷达检测器1选取慧尔视雷观1000。
控制器2依据实时交通数据通过通行能力计算公式确定车道划分方案，并根据所得车道划分方案指导可变信息标志板3的显示状态，引导车辆按照规则行驶。
如图2所示，本发明的十车道及以上高速公路动态车道划分方法的流程图，包括以下步骤：
步骤1：在十车道及以上高速公路某断面布设雷达检测器1，用于检测断面的由交通量及车型组成的交通数据；
步骤2：控制器2依据实时交通数据通过通行能力计算公式确定车道划分方案；
步骤3：控制器2根据所得的车道划分方案指导可变信息标志板3的显示状态，引导车辆按照规则行驶。
整体系统的设备布设如图3所示。
作为优选，步骤1的雷达检测车流周期为5分钟；
步骤1中的车型划分依据如下：
小型车需满足三个条件：(1)车长不超过6m；(2)车宽不超过2m；(3)车身重不超过4.5t。其余车型为大型车；
步骤2中的通行能力计算公式如下：
Figure BDA0003416000820000041
式中：Qi为大型车或小型车的实时交通量；Ni为大型车或小型车所需的车道数；Ci为单车道设计通行能力。
车道划分方案的规定如下：
小型车专用道Na，大型车专用道Nb；
当Nb不足整数，则取小于该值的最大整数为大车型的专用道数量；
当Na+Nb<5，则5-(Na+Nb)个车道为混合车道；
且考虑超车需求，小型车专用道Na≥2。
步骤3中的可变信息标志板3选取LED显示，包括门架式支撑架和设置在门架式支撑架上的LED显示板。在一实施例中，步骤3中的可变信息标志板为五车道分别示意允许通行的车辆类型。以内侧2车道为小型车专用道、中间车道为混行车道、右侧两车道为货车专用道为例，LED显示板的板面采用绿底白字，且由LED显示当前车道允许通过的车辆类型，便于动态变化。
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 (6)

1.一种十车道及以上高速公路动态车道划分方法，其特征在于，其步骤如下：
S1、在十车道及以上高速公路某断面布设雷达检测器，用于检测断面的由交通量及车型组成的交通数据；
S2、控制器依据实时交通数据通过通行能力计算公式确定车道划分方案；
S3、控制器根据所得车道划分方案指导可变信息标志板的显示状态，引导车辆按照规则行驶。
2.根据权利要求1所述的十车道及以上高速公路动态车道划分方法，其特征在于，所述步骤S2中的通行能力计算公式如下：
Figure FDA0003416000810000011
式中：Qi为大型车或小型车的实时交通量；Ni为大型车或小型车所需的车道数；Ci为单车道设计通行能力。
3.根据权利要求1所述的十车道及以上高速公路动态车道划分方法，其特征在于，所述步骤S2中的车道划分方案如下：
当Nb不足整数，则取小于该值的最大整数为大车型的专用道数量；
当Na+Nb＜5，则5-(Na+Nb)个车道为混合车道，Na≥2；
Na为小型车专用道，Nb为大型车专用道。
4.根据权利要求1所述的十车道及以上高速公路动态车道划分方法，其特征在于，所述步骤S3中的可变信息标志板包括门架式支撑架和设置在所述门架式支撑架上的LED显示板，所述LED显示板的板面采用绿底白字，且由LED显示当前车道允许通过的车辆类型。
5.根据权利要求1所述的十车道及以上高速公路动态车道划分方法，其特征在于，所述步骤1中的车型的划分如下：
小型车满足三个条件：车长不超过6m、车宽不超过2m、车身重不超过4.5t；其余车型为大型车。
6.一种十车道及以上高速公路动态车道划分系统，其特征在于，包括：
雷达检测器，布设在十车道及以上高速公路某一断面，用于获取当前道路断面的由交通量及车型组成的交通数据；
控制器，与所述雷达检测器有线连接，用于依据实时交通数据通过通行能力计算公式确定车道划分方案；
可变信息标志板，与所述控制器有线连接，用于实时引导车辆按照规则行驶。
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