基于LED交通标识的自适应式潮汐车道及路口转换系统及控制方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610149072.1

申请日:

2016.03.15

公开号:

CN105632199A

公开日:

2016.06.01

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G08G 1/08申请日:20160315|||公开

IPC分类号:

G08G1/08; E01C1/00; E01F9/582(2016.01)I

主分类号:

G08G1/08

申请人:

西南交通大学

发明人:

王德胜; 许明昊; 王超宇; 刘一仝; 朱玉霖; 杨窈慧; 韩菲

地址:

610031 四川省成都市二环路北一段111号西南交通大学科技处

优先权:

专利代理机构:

成都信博专利代理有限责任公司 51200

代理人:

张澎

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内容摘要

本发明提出了一种基于LED交通标识的自适应式潮汐车道及路口转换系统及控制方法,通过车流信息采集设备C采集实时车流数据,将车流信息发送到车道划分分析计算设备H;接着,车道划分分析计算设备H分析计算得出实时的道路车道划分方案,将方案继续下达到显示控制设备X;最后,路面标线LMB及路口导向标志显示LKX展示出清道过程及转换后的车道和路口。本发明实现了依据车流量信息道路自适应动态切换。自适应式车道转换系统比人工转换,更加符合智能交通理念,可最大限度地解决潮汐道路拥挤现象和路口交通流集中问题,从而节约能源、减少排放。

权利要求书

1.一种基于LED交通标识的自适应式潮汐车道及路口转换系统,其特征在于,包括
车流信息采集设备C、车道划分分析计算设备H、显示控制设备X和路面标线LMB及路
口导向标志显示LKX;其中:
车流信息采集设备C,用于采集路段和路口的信息;
车道划分分析计算设备H,用于得出实时的道路车道划分方案;
显示控制设备X,用于对路面标线LMB及路口导向标志显示LKX的控制;
路面标线LMB及路口导向标志显示LKX,用于显示转换前后的车道和路口划分方式;
其中路面标线LMBLM由敷设在车道表面的LED标识构成。
2.根据权利要求1所述的基于LED交通标识的自适应式潮汐车道及路口转换系统,
所述车流信息采集设备C具体包括:路段采集装置LD:用于采集路段车流量以及车速、
平均车头时距离;路口采集装置LK:用于采集各个方向的车流量。
3.根据权利要求1所述的基于LED交通标识的自适应式潮汐车道及路口转换系统,
所述显示控制设备X具体包括:自动控制设备ZK,用于根据车道划分分析计算设备H
控制信号自动进行路口及车道的转换;手动控制设备SK,利用红外线以手动遥控方式进
行路口及车道的转换。
4.根据权利要求1所述的基于LED交通标识的自适应式潮汐车道及路口转换系统,
所述路面标线LMB及路口导向标志显示LKX具体包括:标线——通过LED灯构成,设置
白实线BS、白虚线BX、双黄线SH、闪烁黄虚线HX、清道导向箭头J等;路口导向标志
——通过LED构成路口的导向箭头J。
5.一种基于权利要求1或2或3或4所述系统的自适应式潮汐车道及路口控制方法,
实现依据车流量信息道路自适应动态切换,采用以下步骤控制城市交通路口的潮汐变道
信号指示:
步骤1:车流信息采集设备C采集实时车流数据,将车流信息发送到车道划分分析
计算设备H;
步骤2:车道划分分析计算设备H分析计算得出实时的道路车道划分方案,将方案
继续下达到显示控制设备X;
步骤3:显示控制设备X将控制命令发送给路面标线LMB及路口导向标志显示LKX;
步骤4:路面标线LMB及路口导向标志显示LKX展示出清道过程,及转换后的车道
和路口。
6.根据权利要求5所述的方法,步骤4中的清道过程具体为:
步骤1:待转换车道的双黄实线不变,单白虚线BX变为虚实黄线,且虚实黄线间的
导向箭头J和闪烁虚黄线HX闪烁,提醒司机换道;
步骤2:清道后,待转换车道的双黄实线变为单白虚线BX,虚实黄线变为双黄线SH,
换道完成。
7.根据权利要求5所述的方法,步骤4中的显示控制设备X采用自动控制和人员
遥控协助两种方式。

说明书

基于LED交通标识的自适应式潮汐车道及路口转换系统及控制方法

技术领域

本发明涉电气控制及交通运输规划领域,尤其是城市道路路口交通控制及指示设备
的控制方法。

背景技术

交通拥堵导致的高能耗和高排放,对环境了产生巨大污染。目前,针对该问题的研
究主要集中在优化交通信号系统、修建交通基础设施、构建基于油耗最小的最优路径和
汽车自身改进等方面。对于交通拥堵较明显的地方,如有潮汐现象的道路、路口,虽已
存在潮汐车道和可变导向车道,但大部分是人工控制转换、转换方式不合理且转换时段
固定。

其中转换车道的方式主要有以下三类:

人工搬移交通墩:繁琐、耗时、人力耗费大、智能化程度低;

车辆转换交通墩:车辆转换交通墩来回一次较耗时、成本大;

仅通过龙门架信号灯来进行车道转换:仅通过信号灯来判断驶入车道,地面标线不
变,容易产生误闯车道、犹豫不敢过的问题。

如何根据车流量实时自动地转换潮汐车道的方向和路口的导向,使得转换车道更加
直观易懂,便于投入实际使用;尤其是突发事件造成的交通拥堵,如车祸现场,如何快
速疏散车辆,解决拥堵问题;如何设计快速、便捷、安全的清道方案;如何使方案有效
提高道路通行能力、节约能源、减少排放,更加符合智能交通和节能减排的理念。这是
值得我们思考的问题。

发明内容

鉴于现有涂料标线以及龙门架式车道系统的以上不足,本发明提出了基于LED交通
标线及导向标志的自适应式潮汐车道及路口转换系统。通过车流采集设备采集路段及路
口各方向实时的车流量、平均车速等信息,利用LED灯构成的路面标线LMB以及路口处
的导向标志,实现自动切换车道,以提高道路通行能力,符合智能交通的理念。

本发明目的的实现手段如下:一种基于LED交通标识的自适应式潮汐车道及路口转
换系统,包括车流信息采集设备C、车道划分分析计算设备H、显示控制设备X和路面
标线LMB及路口导向标志显示LKX;其中:车流信息采集设备C,用于采集路段和路口
的信息;车道划分分析计算设备H,用于得出实时的道路车道划分方案。显示控制设备
X,用于对路面标线LMB及路口导向标志显示LKX的控制。路面标线LMB及路口导向标
志显示LKX,用于显示转换前后的车道和路口划分方式;其中路面标线LMBLM由敷设在
车道表面的LED标识构成。

车流信息采集设备C在路段和路口分别设置,路段采集装置LD利用微波测量技术
或者视频处理技术,采集得到车流量以及车速、平均车头时距离信息;路口采集装置LK
在路段采集装置LD的基础上,进一步采集各个方向的车流量信息。

车道划分分析计算设备HH通过接口读取采集设备数据,依据最大通行能力计算模
型,得出实时的道路车道划分方案,包括切换时机,清道时长,道路切换数量。

显示控制设备X,控制模式有两种,自动控制设备ZK:该设备接入车道划分分析计
算设备H获取车道划分方案,利用逻辑电路实现对路面标线LMB及路口导向标志显示LKX
的控制;手持控制设备SK,该设备利用红外控制,手动遥控方式切换车道划分方案,显
示控制设备X读取红外信息,利用逻辑电路实现对路面标线LMB及路口导向标志显示LKX
的控制。

路面标线LMB及路口导向标志显示LKX,显示设备由LED及光信号放大模具组成,
用以显示不同线型和颜色的标线以及不同方向的导向标志,供电采用太阳能供电为主和
市网供电为辅的制式。

本发明的目的还在为上述系统提供控制方法,其具体手段为:一种基于LED交通标
识的自适应式潮汐车道及路口转换系统的控制方法,采用以下步骤控制城市交通路口的
潮汐变道信号指示:

步骤1:车流信息采集设备C采集实时车流数据,将车流信息发送到车道划分分析
计算设备H;

步骤2:车道划分分析计算设备H分析计算得出实时的道路车道划分方案,将方案
继续下达到显示控制设备X;

步骤3:显示控制设备X将控制命令发送给路面标线LMB及路口导向标志显示LKX;

步骤4:路面标线LMB及路口导向标志显示LKX展示出清道过程,及转换后的车道
和路口。

通过以上技术方案,车流信息采集设备C采集实时车流数据,将车流信息发送到车
道划分分析计算设备H,分析计算得出实时的道路车道划分方案,将方案继续下达到显
示控制设备X,控制设备采用自动控制和人员遥控协助两种方式,将控制命令发送给路
面标线LMB及路口导向标志显示LKX和龙门架信号灯,显示设备展示出清道过程及转换
后的车道和路口,龙门架信号灯显示转换道路及转换方向。通过以上过程,本发明实现
了依据车流量信息道路自适应动态切换,提高了道路的通行能力。

本发明摒弃了原有繁琐地人工搬移交通墩、耗时地车辆转换交通墩的换道方式,以
及仅通过龙门架信号灯来进行车道转换的方式,提出用LED构成通标线及导向标志并配
合龙门架信号灯的方式,运用LED黄虚线和导向箭头J的闪烁提示司机换道,直观易懂、
反应迅速、经济环保,可有效减小交通事故发生率。

附图说明

图1:自适应动态车道转换系统示意图:

图中车流信息采集设备C,车道划分分析计算设备H,显示控制设备X(包括自动控
制设备ZK、手持控制设备SK),路面标线LMB,道路标线显示设备LB。

图2(a)、图2(b)、图2(c)为路口控制示意图,其中,图2(a)为正常行驶路口道
路图,图2(b)为潮汐行驶路口道路清道图,图2(c)为变道完成后行驶路口道路图。

图3(a)、图3(b)为路口控制过程示意图,其中,图3(a)为潮汐道路变换过程图,
图3(b)为图3(a)中状态2路口道路放大图。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清晰,下面结合附图对本发明作进一步的
描述。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。

如图1所示:

自适应动态车道转换系统主要由车流信息采集设备C、车道划分分析计算设备H、
显示控制设备X(包括自动控制设备、手持控制设备)、路面标线LMB显示设备、道路标
线显示设备构成。由于路口与路段车流特征不同,车流信息采集设备C可分路口和路段
分别设置。采集原理可以采用微波测量和视频图像处理技术,主要采集内容有:分方向
车流量以及车速、平均车头时距离。车流信息通过接口传递给车道划分分析计算设备H,
计算设备依据最大通行能力计算模型,得出实时的道路车道划分方案,包括切换时机,
清道时长,道路切换数量等。划分方案通过接口传递给显示控制设备X的自动控制模块,
利用逻辑电路实现对路面标线LMB及路口导向标志显示LKX的控制;手持控制设备,该
设备利用红外控制,手动遥控方式切换车道划分方案,显示控制设备X读取红外信息,
利用逻辑电路实现对路面标线LMB及路口导向标志显示LKX的控制。路面标线LMB显示
设备、道路标线显示设备由LED及光信号放大模具组成,用以显示不同线型和颜色的标
线以及不同方向的导向标志,供电采用太阳能供电为主和市网供电为辅的制式。

如图2(a)为道路平衡状态时的道路划分状态,a—h八个车道按照“4+4”模式布设,
当该路口左转车流量增大达到改变划分方案要求时,可在路口区域增设一左转车道d,
首先进入清道模式:原有标线和导向箭头J转变为闪烁状态,提示该区域驾驶员离开。
清道结束后,原有标线、标志显示熄灭,如图2(b)所示地面导向标志、地面标线自动切
换为新状态;当该路段发生车祸或者潮汐流明显时,该路段直行车流量增加到改变划分
方案要求时,可在拥堵方向增设一车道,改变为“3+5”的模式,与路口转换流程相似,
首先进入清道模式:原有标线转变为闪烁状态,提示该区域驾驶员离开,清道结束后,
原有标线、标志显示熄灭,如图2(c)所示地面导向标志、地面标线自动切换为新状态。

车流采集设备继续对改变后的道路进行检测,根据车流变化,动态调整标志标线的
显示模式。

其中,清道方案具体如图3(a)所示,可分为四个状态:

状态1:初始为3+3模式;

状态2:清道开始。首先,待转换车道的双黄实线不变,单白虚线BX变为虚实黄线,
且虚实黄线间的导向箭头J和闪烁虚黄线HX,提醒司机换道(此虚实黄线的需清道一侧
为闪烁虚黄线,提醒司机换道;换入车道一侧为黄实线,表明换入车道内的车辆不能驶
入待转换车道;虚实线间的导向箭头J指示转换方向,如图3(b)所示);

状态3:清道结束。待转换车道上车辆清空完毕,虚实黄线变为双黄线SH,闪烁箭
头熄灭。

状态4:待转换车道的双黄实线变为单白虚线BX,换道完成,由3+3模式转换为4+2
模式。

采用本发明的基本方案,在实际实施时,可以衍生出多种不同的等同产品,但凡是
根据发明的技术方案及其发明构思,加以等同替换与改变,均被认为属于发明的权利要
求的保护范围。

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本发明提出了一种基于LED交通标识的自适应式潮汐车道及路口转换系统及控制方法,通过车流信息采集设备C采集实时车流数据,将车流信息发送到车道划分分析计算设备H;接着,车道划分分析计算设备H分析计算得出实时的道路车道划分方案,将方案继续下达到显示控制设备X;最后,路面标线LMB及路口导向标志显示LKX展示出清道过程及转换后的车道和路口。本发明实现了依据车流量信息道路自适应动态切换。自适应式车道转换系统。

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