CN211596227U - 一种城市道路公共交通立体化运行系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城市道路公共交通立体化运行系统，包括高架公交车、无人驾驶微型接送车和结构化公交车道；所述高架公交车和无人驾驶微型接送车可以在同一条结构化公交车道上分层通行；城市交通网络调控中心通过以道路感知基站、路口红绿灯信号控制和智能车载终端网络互联的车路协同系统，和以乘客移动网络为终端的用户系统网络互联，在全时空动态交通信息采集融合与集成数据云处理的基础上，实现对所属公交车辆安全顺畅有序的在线运营管理。本发明在不改变平面交通形态的条件下，使城市交通立体化，能够最大限度地发挥城市道路空间的容量，提高了城市道路运行效率，提高公交载客量和市民乘车质量，显著改善城市交通拥堵，减少城市空气污染。

Description

一种城市道路公共交通立体化运行系统

技术领域：

本发明涉及城市道路公共交通领域；尤其涉及一种城市道路公共交通立体化智能运行系统；进一步涉及车端智能、车路协同、物联网、云计算等新技术板块。

背景技术：

在当今中国乃至世界，城市交通拥堵给人们的出行和生活带来了极大不便，特别在一些大城市中心城区，更是车满为患。虽然许多地方采取了限时限号等诸多限行措施，但治标不治本，交通状况的日益恶化己经成为制约现代城市发展的一个严重的社会问题。

传统公交车运行时需占用大量的道路资源，且其公交模式已不能满足日益增长的乘客出行需求，特别在交通高峰期，乘车难，车速慢，车内拥挤不堪，乘车质量差；而近几年出现的快速公交，因占用专道，又使原本稀少的城市交通道路资源更加紧张。

现在的出租车和家用小轿车一般都在5座以上，但在实际出行时座位使用率较低，有数据反映，轿车的无效空载率一般在60％以上，这些无效空载的车体挤占了有限的城市道路空间，不仅造成了城市道路资源的极大浪费，使得城市交通拥堵不堪，而且浪费能源，产生大量的无效排放，严重污染了城市空气。

修建地铁和城市高架从长远看是解决城市交通的有效办法，但建造费用高，地方财政不堪重负，特别在一些中心城区，拆迁改造难度大、成本高，而且漫长的建设周期还会增加新的拥堵。

之前，本人已获得国家专利局发明专利授权有：“一种无接触供电高架公交车”(专利号：ZL 2015 1 0252466.5)，获得实用新型专利授权有：“一种自动驾驶运营车及运行方法”(专利号：ZL 2017 2 1234592.9)；另外，本人“一种小型汽车过街立交桥”的发明申请也己被受理(申请号：201810888904.0)；本次“一种城市道路公共交通立体化运行系统”的专利申请，作为一项具有独立技术特征的发明，是这三项技术在城市道路公共交通系统立体化运行的有机组合。

自动驾驶技术目前已经相对成熟，但面对复杂的城市道路交通路况仍有安全漏洞，因而限制了该技术的实际应用，而本发明城市道路公共交通立体化运行系统采用轨道线路，其行驶道路是固定的结构化环境，沿路配备有统一规范的可识别的交通标志，有路端及路侧感知基站网络和智能车载终端网络互联的车路协同系统，而且车速也相对较低，所以对感知和控制应用要求相对简单，完全可以实现自动驾驶技术在本发明的落地应用。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种建立在城市地面道路之上的新型交通系统，所述高架公交车把乘客车厢设置在车道上空，基本不占用道路资源，无人驾驶微型接送车可以在高架公交车下层道路上穿行，本发明在不改变平面交通形态的条件下，使城市交通立体化，能够最大限度地发挥城市道路空间的容量，大大加快交通流量，显著改善城市的交通拥堵。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种城市道路公共交通立体化运行系统，包括：高架公交车，无人驾驶微型接送车，结构化公交车道；所述高架公交车下层是架空层，所述无人驾驶微型接送车可以在高架公交车下层架空层道路上穿行，高架公交车和无人驾驶微型接送车可以在同一条结构化公交车道上分层通行。

所述的高架公交车整车车身分上下二层，上层是乘客车厢，下层是由左右二块支撑乘客车厢的侧立板和乘客车厢底板组成的架空层，侧立板底部装有轮毂电机车轮，通过车载计算机控制，带动整车在预埋于公交车道地面的固定轨道上自动行驶。

所述的无人驾驶微型接送车车厢内没有驾驶室，只设单人单排乘客坐位，车身小，车载感应系统对隐埋于公交车道路面下的智性轨道可以感应识别，通过车载计算机控制，车子精准沿着智性轨道线导向自动行驶。

所述城市道路公共交通立体化系统，包括公交行车道边与高架公交车上层乘客车厢高度相同的高架公交站台，高架公交车到站停车后，光电感应控制自动对位，同步开合车门和站台门，供乘客上下车；

高架公交站台的下层空间用作所述无人驾驶微型接送车的候车站台。

所述的城市道路公共交通立体化系统，包括一种无人驾驶微型车过街立交桥，主桥环型桥架设在纵向道路和横向道路交叉路口中心，引桥架设在通往交叉路口的各条地面道路的机动车道与非机动车道之间的分隔带上，环型桥及连接引桥的匝道的桥体支撑是一种斜拉桥或悬索桥的结构体系，基本不占用地面道路。

所述结构化公交车道包括对道路交通流量监测、路况动态监测的路端感知基站和路侧感知基站，以及所述感知基站系统和路口红绿灯信号控制系统网络互联，和以高架公交车、无人驾驶微型接送车智能车载终端网络互联的车路协同系统。

所述的一种城市道路公共交通立体化系统，包括把车路协同系统和以乘客移动网络手机APP为终端的用户约车、付费、服务反馈系统网络互联的城市交通网络调控中心，在全时空动态交通信息采集融合与集成数据云处理的基础上，通过物联网平台实现各系统的数据对接，建立联动机制，实现对所属区域的高架公交车和无人驾驶微型接送车车辆调度、运行线路规划、导航、车况监控等实时性、实效性和可动态保证的安全顺畅有序的在线系统运营管理。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种建立在城市地面道路之上的交通系统，在不改变平面交通形态的条件下，使城市交通立体化，实现城市交通智能化，能够最大限度地发挥城市道路空间的容量，加快交通流量，显著改善城市的交通拥堵。

本发明城市道路公共交通立体化运行系统能为公众出行提供更多、更快、更好的服务，本发明所述车辆乘坐方便舒适，快捷准点，特别是无人驾驶微型接送车，不需驾驶员，能耗少，运营成本低，其有尊严的乘车环境和快捷、价廉的比较效应，会吸引相当部分自驾族改乘高架公交车和无人驾驶微型接送车，从而逐渐改变消费者的出行习惯，减少私人汽车的使用量，有效提高城市公交的分担率，实现城市交通的良性循环。

本发明结构化公交车道系统简单，能适应现在城市特别是中心城区的道路现状，只要对现有公交车道作标化整改，即可铺设轨道和架设过街立交桥，投资成本低，而且建设工期短，见效快；

本发明除对高架公交车车道有一定的行车规定外，无须调整或改变现有的城市交通规则，容易被社会接受，方便实施。

有研究表明，机动车尾气排放是大气污染形成雾霾的主因，本发明城市道路公共交通立体化系统车辆均使用新能源，没有废气排放，无污染，是名副其实的绿色交通，本发明的实施，能减少空气污染，大大改善城市空气质量。

附图说明：

图1：高架公交车和无人驾驶微型接送车交通立体化示意图。图示1是高架公交车，图示2是在高架公交车下层架空层道路上穿行的无人驾驶微型接送车。

图2：城市公共交通立体化运行系统道路交通俯视图。图示3 是机动车道与非机动车道之间的分隔带，图示4是无人驾驶微型接送车过街立交桥引桥入口，图示5是公共交通立体化运行车道，图示6 是非机动车道，图示7是人行道，图示8是行驶在过街立交桥引桥上的无人驾驶微型接送车，图示9是无人驾驶微型接送车过街立交桥引桥，图示10是高架公交车，图示11是行人过街斑马线，图示12是无人驾驶微型接送车过街立交桥匝道，图示13是城市道路中间隔离带。

图3：高架公交车和无人驾驶微型接送车交通立体化示意图。无人驾驶微型接送车在高架公交车下层双轨道双车通行。

图4：城市道路公共交通立体化运行网络互联调控结构框架图，其中双虚线部分表示高架公交车运行网络互联。

具体实施方式：

本发明所述公共交通立体化运行系统车道简单，能适应现有城市许多中心城区的道路现状，可以利用现有快速公交车道或城市道路右边车道进行结构化整改，作为公共交通立体化车道，整改内容包括，车道道路路面、围栏、交通标志、信号灯的标化设置，铺设高架公交车的路面轨道和无人驾驶微型接送车的智性轨道，架设过街立交桥。

所述公共交通立体化运行系统属轨道交通，高架公交车和无人驾驶微型接送车行驶时不能改道，所以应严禁其它车子在这条车道上停车，除此之外，无须调整或改变其它交通规则；所述公交车道在交通高峰时段属公交专用，以保证公交运力，其他时段在不影响公交行驶的前提下，也可对其他车辆开放使用。

所述高架公交车整车宽度基本等同于城市一个车道标准宽度，车身分上下二层，上层是乘客车厢，下层是由左右二块支撑乘客车厢的侧立板和乘客车厢底板组成的架空层，侧立板底部装有轮毂电机车轮，通过车载计算机控制，带动整车在预埋于公交车道地面的固定轨道上自动行驶；高架公交车把乘客车厢设置在车道上空，基本不占用道路资源，可以取代城市现有的公交车。

在本发明城市道路交通公交立体化系统行车道边，设置与高架公交车上层乘客车厢高度相同的高架公交站台，高架公交车到站停车后，光电感应控制自动对位，同步开合车门和站台门，供乘客上下车。

高架公交站台的下层空间可以用作所述无人驾驶微型接送车的候车站台。

所述无人驾驶微型接送车车内没有驾驶室、只设单人单排坐位，车身小，车载感应系统对隐埋于公交道路之下的智性轨道可以感应识别，通过车载计算机控制，使车子精准沿着智性轨道线导向行驶，可以取代出租车自动接送乘客到达目的地。

在本发明城市道路交通立体化系统行车道上，无论高架公交车在行驶中或在公交站台停车，无人驾驶微型接送车都可以在高架公交车下层架空层构成的隧道中穿行(附图1)；在城区其它道路上，无人驾驶微型接送车可通过轨道线导向行驶，也可通过GPS、磁感应定位等导航行驶；无人驾驶微型接送车车速一般控制在40km/小时左右。

在城市道路交叉路口，架设无人驾驶微型接送车过街立交桥，提高其运行速度和效率，因为无人驾驶微型接送车车身窄，过街立交桥的引桥可以架设在通往交叉路口的各条地面道路的机动车道与非机动车道之间的分隔带上(附图2)，主桥环型桥架设在纵向道路和横向道路交叉路口中心，环型桥及连接引桥的匝道的桥体支撑是一种斜拉桥或悬索桥的结构体系，不占用地面道路，环型桥和匝道桥面下净空高度能保证地面交通车辆通行。

本发明城市道路交通立体化系统所述车辆均在固定轨道上行驶，行驶过程中不存在侧向摆动和偏移变道，所述无人驾驶微型接送车在高架公交车下正常行驶时，与高架公交车下层侧板不存在碰撞的几率，左右安全间距可以相对较小，所以在高架公交车下层空间允许的情况下，无人驾驶微型接送车也可以双轨道双车通行(附图3)，进一步增加道路交通容量。

所述无人驾驶微型接送车可以作为一般病人到医院就医或者学生上下学的自动接送车，也可以设计成和残疾人轮椅配套的供残疾人出行的接送和供快递包裹物流的接送等各种系列专用市内自动接送车。

乘坐无人驾驶微型接送车的乘客通过手机等移动互联网线上约车，如多人同时出行，可以一次约多辆车，可以人脸识别乘车，线上自动扣费；城市交通网络互联调控中心根据乘行要求自动调配车辆、规划行驶线路，无人驾驶微型接送车按规划轨道线导向自动行驶，接送乘客到达目的地。

本发明城市道路公共交通立体化运行系统所述车辆均采用新能源，可以在晚上或其它停车时间充电以保证储能。

在所述结构化公交车道路端和有进出口的路侧，部署带有传感器、雷达的感知基站，感知基站系统和路口红绿灯交通信号控制系统网络互联，和以高架公交车、无人驾驶微型接送车智能车载终端网络互联，全方位实施车路动态实时信息交互和协同感应，达成盲区预警、障碍物提前规避和路口红绿灯信号有效调控的效果，保证所述公共交通立体化运行安全顺畅，提高通行效率。

实施例：当高架公交车行驶至距路口100～200米的地方时，路端的感知基站读取设备就能采集到高架公交车的信息，准确定位车辆，信号灯控制设备会根据需要迅速调整信号灯，当高架公交车辆接近路口遇绿灯时，则适当延长当前的绿灯相位时间，保证公交车辆有充裕的时间通过路口；当高架公交车辆接近路口遇红灯时，则缩短红灯信号周期，尽可能减少高架公交车辆在交叉口的等候时间，保证城市公交运行的快速与及时，最大程度地发挥其运载主体的作用。

建立城市交通网络互联调控中心(附图4)，网络互联车路协同系统和以乘客移动网络为终端的用户约车、付费、服务反馈系统，在全时空动态交通信息采集融合与集成数据云处理的基础上，通过物联网平台实现各系统的数据对接和建立联动机制，实现对所属区域的高架公交车和无人驾驶微型接送车车辆调度、运行线路规划、导航、车况监控等实时性、实效性和可动态保证的安全顺畅有序的在线系统运营管理。

本发明城市道路公共交通立体化运行系统，所述公交立体化、乘用车小型化、交通运行智能化是现代城市公共交通切实可行、经济实用且能快速见效的选择，既能显著改善城市交通拥堵，又能减少城市空气污染，是未来智慧型城市的发展方向，而汽车新能源、车路协同、移动互联网，云计算等技术的不断完善，也己使本发明技术的实现成为可能。

Claims (6)

1.一种城市道路公共交通立体化运行系统，其特征是：包括高架公交车，无人驾驶微型接送车，结构化公交车道；所述高架公交车下层是架空层，所述无人驾驶微型接送车可以在高架公交车下层道路上穿行，高架公交车和无人驾驶微型接送车在同一条结构化公交车道上分层通行；

所述结构化公交车道包括和道路感知基站，和交通信号控制系统，和高架公交车、无人驾驶微型接送车智能车载终端网络互联的车路协同系统。

2.根据权利要求1所述的一种城市道路公共交通立体化运行系统，其特征在于：所述高架公交车整车车身分上下二层，上层是乘客车厢，下层是由左右二块支撑乘客车厢的侧立板和乘客车厢底板组成的架空层，侧立板底部装有轮毂电机车轮，通过车载计算机控制，带动整车在预埋于公交车道地面的固定轨道上自动行驶。

3.根据权利要求1所述的一种城市道路公共交通立体化运行系统，其特征在于：所述无人驾驶微型接送车车厢内没有驾驶室，只设单人单排乘客坐位，车载感应系统对隐埋于公交车道路面下的智性轨道可以感应识别，通过车载计算机控制，车子精准沿着智性轨道线导向自动行驶。

4.根据权利要求1所述的一种城市道路公共交通立体化运行系统，其特征在于：包括在所述公交车道边与高架公交车上层乘客车厢高度相同的高架公交站台，高架公交车到站停车后，光电感应控制自动对位，同步开合车门和站台门。

5.根据权利要求1所述的一种城市道路公共交通立体化运行系统，其特征在于：包括一种无人驾驶微型车过街立交桥，主桥环型桥架设在纵向道路和横向道路交叉路口中心，引桥架设在通往交叉路口的各条地面道路的机动车道与非机动车道之间的分隔带上，环型桥及其连接引桥的匝道的桥体支撑是一种斜拉桥或悬索桥的结构体系。

6.根据权利要求1所述的一种城市道路公共交通立体化运行系统，其特征在于：包括把车路协同系统和以移动网络为终端的用户线上约车、付费、服务反馈系统网络互联的城市交通网络调控中心。

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