專利名稱：一種城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)及其運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)，尤其涉及一種無人駕駛的純電動(dòng)智能小車在一種高架路通道中自動(dòng)運(yùn)行，按國際專利局專利分類表(IPC)劃分屬于作業(yè)運(yùn)輸部，交通運(yùn)輸分部。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，機(jī)動(dòng)車尾氣污染和噪聲污染嚴(yán)重地破壞著城市人的生活環(huán)境，熙熙攘攘的機(jī)動(dòng)車輛消耗著大量的能源、鋼鐵、道路等資源，造成能源危機(jī)和資源浪費(fèi)，與日俱增的車輛造成嚴(yán)重的交通堵塞，居民的出行效率十分低下，行車難、停車難、效率低等問題日益突 出，交通成本越來越大，已成為社會(huì)和家庭的重要支出，迫切要求大幅度減少城市機(jī)動(dòng)車輛、提高運(yùn)輸效率、節(jié)約能源、減少污染、改善環(huán)境，本發(fā)明提供了一種全新的高度智能化的城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)，是一種暢通、高效、環(huán)保、安全、節(jié)約的現(xiàn)代化城市公共交通運(yùn)輸系統(tǒng)，目的是從根本上解決城市交通問題?，F(xiàn)有的城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)均未能有效解決城市交通問題I、傳統(tǒng)公交車客運(yùn)系統(tǒng)該系統(tǒng)雖然具有單車運(yùn)載人數(shù)比較多的特點(diǎn)，但是由于沿線?？空军c(diǎn)眾多、紅綠燈多、道路交通擁擠，車輛行駛緩慢，交通時(shí)效很低，且由于人多車少，乘客經(jīng)常面臨擠車難、坐票少、需換乘等問題。2、出租車運(yùn)輸系統(tǒng)出租車比公交車乘坐舒適些，但乘坐出租車交通成本太高，平均是公交車的10-30倍，且由于堵車嚴(yán)重，出租車的運(yùn)輸時(shí)效也大打折扣，出租車的高空車率也構(gòu)成了一種嚴(yán)重的浪費(fèi)。3、私家車私家車方便、舒適，但由于城市道路堵車嚴(yán)重，行車難、停車難、效率低等問題愈來愈嚴(yán)重，而且，私家車交通成本很高，車輛成本、油料成本、維護(hù)成本合計(jì)每年約2萬元,交通成本是本發(fā)明的20-100倍。4、城市輕軌輕軌雖然運(yùn)力較大，但路線覆蓋太有限，?？空军c(diǎn)太少，其小區(qū)覆蓋能力與保障靈活性等方面無法滿足城市需要，而且輕軌造價(jià)昂貴，性價(jià)比不具優(yōu)勢(shì)。5、城市高架公路交通城市高架公路交通較大地提高了交通效率，緩解了交通堵塞，但是，這種交通對(duì)整個(gè)城市交通的改善是有限的，一方面，高架路是很局部的，另一方面，巨大的車流導(dǎo)致下路口常常擁擠不堪，而且，由于這種高架路比較笨重，占用道路面積較大，建設(shè)成本也很高，不可能大規(guī)模建設(shè)。6、地鐵地鐵具有運(yùn)力大、乘坐較舒適、出行較方便等特點(diǎn)，但畢竟覆蓋有限，站點(diǎn)有限，其快捷性、時(shí)效性、靈活性仍與客觀需求有較大差距，而且，地鐵造價(jià)高昂，城市地下不可能修滿地鐵。7、與本發(fā)明接近的系統(tǒng)申請(qǐng)?zhí)枮?00820084807. 8專利申請(qǐng)公開了一種城市軌道交通系統(tǒng)，包括多條縱向和橫向交叉的雙向電力軌道，立體交叉通道通過單向轉(zhuǎn)彎匝道連接，兩條電力軌道的連接設(shè)有多個(gè)變道機(jī)構(gòu)，軌道上行駛電力驅(qū)動(dòng)小型交通工具，交通工具和變道機(jī)構(gòu)連接計(jì)算機(jī)中心，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)配控制。提出了一種由計(jì)算機(jī)控制中心統(tǒng)一控制的軌道交通運(yùn)輸方式，采用電力軌道，對(duì)于減少交通污染有積極意義，但采用軌道車運(yùn)輸方式限制了車輛運(yùn)行的靈活性，沒有明確、完善的車站系統(tǒng)，無法解決乘客上下車問題，更無法滿足某地某時(shí)的客流高峰的運(yùn)輸保障，兩層設(shè)計(jì)使得軌道體積過于龐大，影響街道視覺效果，也增加了立體交叉的難度，變道時(shí)會(huì)影響其它車輛的正常運(yùn)行，沒有左轉(zhuǎn)彎功能等，限制了系統(tǒng)的實(shí)用性和可行性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種暢通、環(huán)保、高效、節(jié)約的城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)，通過一種全立交全封閉的輕型城市高架路通道、純電動(dòng)無人駕駛智能小車、便利的節(jié)點(diǎn)車站和智能調(diào)度系統(tǒng)建立了一種暢通高效的城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)，通道頂上鋪設(shè)太陽能發(fā)電裝置，利用太陽能供電，實(shí)現(xiàn)清潔環(huán)保交通，各節(jié)點(diǎn)車站設(shè)物流服務(wù)站，實(shí)現(xiàn)輕便貨物運(yùn)輸。本系統(tǒng)將從根本上解決城市交通擁堵、效率低下、污染嚴(yán)重、交通成本高等問題，具有全直達(dá)、全立交、智能行車、智能調(diào)度、快速、高效、環(huán)保、節(jié)約、便捷、安全等優(yōu)點(diǎn)。、
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)，包括輕型高架路通道、智能小車、節(jié)點(diǎn)車站、智能調(diào)度系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、通道頂太陽能系統(tǒng)、物流服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于高架路通道為全封閉高架路，高架路通道中鋪設(shè)有導(dǎo)電軌、定位條碼和導(dǎo)航線，高架路通道交匯處設(shè)節(jié)點(diǎn)車站，智能小車為純電動(dòng)無人駕駛車輛，智能小車能根據(jù)出發(fā)站和目的站生成行車路徑，并在定位條碼和導(dǎo)航線輔助下自動(dòng)運(yùn)行；智能調(diào)度系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測智能小車的運(yùn)行狀態(tài)和流量分布，并結(jié)合運(yùn)輸需求生成調(diào)度數(shù)據(jù)，智能調(diào)度系統(tǒng)通過通信系統(tǒng)對(duì)車輛、車站和道路進(jìn)行智能調(diào)度；高架路通道頂上鋪設(shè)太陽能發(fā)電板，所述智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)在優(yōu)先保障客運(yùn)的基礎(chǔ)上，還通過設(shè)置于各節(jié)點(diǎn)車站的物流服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行輕便貨物錯(cuò)峰運(yùn)輸。所述高架路通道是一種輕型全封閉高架路，高架路通道(I)縱橫交織成網(wǎng)格，通道交匯處為全互通立交；所述高架路通道包括支撐的通道立柱(4)、通道路面(5)、通道艙(6)和通道頂(8)，所述通道艙由金屬骨架支撐，通道艙側(cè)壁透明且能打開，通道艙壁上部兩側(cè)有小窗(7);通道路面上鋪設(shè)有導(dǎo)電軌(9)，通道路面和通道艙內(nèi)頂面上皆鋪設(shè)有定位條碼
(41)和導(dǎo)航線(42);作為優(yōu)選，通道路面設(shè)計(jì)為雙向6車道，由中央至兩邊依次為高、中、低三個(gè)速道。所述定位條碼，是由一組規(guī)則排列的條和空組成的代表高架路通道位置信息的圖形標(biāo)記，用于車輛定位。所述導(dǎo)航線是沿車輛行車方向鋪設(shè)的一條帶狀線，用于行車方向?qū)Ш?。所述智能小車為小型純電?dòng)無人駕駛車輛，智能小車包括魚形車體(30)、防撞護(hù)腰(31)、行車電腦(32)、駕駛操控系統(tǒng)(33)、通信模塊(34)、多向雷達(dá)(35)、高速照相機(jī)
(36),激光掃描儀(37)、多媒體信息終端(38)和車載讀卡器(39)。所述節(jié)點(diǎn)車站(3)建于高架路通道縱橫交匯處，設(shè)計(jì)為2層或3層，所述節(jié)點(diǎn)車站的第一層和第二層車道外側(cè)設(shè)有進(jìn)站道(12 )、泊車帶(13 )和出站道(14 )，所述節(jié)點(diǎn)車站的第三層包括進(jìn)站環(huán)、三層泊車帶和三層出站道，所述第一層和第三層之間以及第二層和第三層之間皆設(shè)有上行匝道(22)和下行匝道(24)，地面到節(jié)點(diǎn)車站第二層及第三層之間有載人電梯(16)和步行梯；節(jié)點(diǎn)車站設(shè)有車站調(diào)度系統(tǒng)，經(jīng)通信系統(tǒng)與智能小車和調(diào)度中心相連，協(xié)調(diào)控制完成車輛的進(jìn)站、泊車、出站，節(jié)電車站上設(shè)有候車區(qū)(11，11’)，節(jié)點(diǎn)車站門口設(shè)有刷卡機(jī)(10)，乘客刷卡進(jìn)站。所述智能調(diào)度系統(tǒng)包括智能調(diào)度中心、車站調(diào)度系統(tǒng)和車載行車電腦，三者之間通過通信系統(tǒng)相聯(lián)系，所述智能調(diào)度中心包括服務(wù)器、大屏幕顯示設(shè)備、通信設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備。所述數(shù)據(jù)服務(wù)器中存儲(chǔ)道路信 息、車站信息、車輛信息等；各智能小車和節(jié)點(diǎn)車站及時(shí)將車輛和車站的相關(guān)信息發(fā)送到調(diào)度中心；調(diào)度中心實(shí)時(shí)掌握各路段車輛運(yùn)行狀況，包括路段擁擠度，每輛車位置、速度、載員、發(fā)車站、目的站等，以及用戶預(yù)約需求等數(shù)據(jù)，智能生成調(diào)度數(shù)據(jù)包，并將調(diào)度數(shù)據(jù)包及時(shí)發(fā)送到智能小車和節(jié)點(diǎn)車站，為智能小車和節(jié)點(diǎn)車站的運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐。在高架路通道頂(8)上鋪設(shè)太陽能發(fā)電裝置，所述太陽能發(fā)電裝置采用小塊陣列覆蓋方式鋪設(shè)，使每片電池板盡可能對(duì)準(zhǔn)太陽，所發(fā)電能儲(chǔ)存于蓄電池內(nèi)，經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，給系統(tǒng)供電，能提供100%-150%的電力，當(dāng)遇到連續(xù)陰天情況時(shí)，自動(dòng)切換為市電供電。在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)車站內(nèi)設(shè)置物流服務(wù)站，在非客流高峰時(shí)進(jìn)行輕便貨物運(yùn)輸，客貨錯(cuò)峰互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸系統(tǒng)效益最大化，利用本發(fā)明便捷交通，在非客流高峰時(shí)進(jìn)行輕便貨物運(yùn)輸，客貨錯(cuò)峰互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸系統(tǒng)效益最大化。所述城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行方法步驟一，乘客刷卡確定目的站，智能小車上的行車電腦根據(jù)輸入的出發(fā)站和目的站信息自動(dòng)生成行車路徑，作為智能小車運(yùn)行的基本路徑；步驟二 ；智能小車按路徑自動(dòng)運(yùn)行智能小車運(yùn)行過程中，通過掃描鋪設(shè)于高架通道頂面和路面的定位條碼解析出位置信息，實(shí)現(xiàn)車輛的動(dòng)態(tài)定位；同時(shí)，車載高速照相機(jī)不斷對(duì)車體正前方I米至60米范圍內(nèi)進(jìn)行照相，行車電腦通過圖形分析技術(shù)解析出導(dǎo)航線，并與行車電腦中存儲(chǔ)的相應(yīng)路徑對(duì)比，計(jì)算出路徑偏差，實(shí)現(xiàn)方向控制。通過安裝在車前部和車后部的多向雷達(dá)，智能小車不斷地監(jiān)測車輛前后左右的車輛及其它物體，并監(jiān)測路面上是否有障礙物，通過行車電腦智能分析生成行車控制信號(hào)。步驟三，智能小車變道時(shí)，首先判斷其前后左右車輛的位置和狀態(tài)，若符合變道條件則向臨車發(fā)信，告知臨車要變道，并生成變道路徑，并轉(zhuǎn)換為電池供電；然后，智能小車轉(zhuǎn)向、變速，按變道路徑前進(jìn)，1-3秒鐘完成變道，若不符合變道條件，則等待時(shí)機(jī)，或請(qǐng)求臨近相關(guān)智能小車適當(dāng)變速，待條件符合后再進(jìn)行變道，變道完成后恢復(fù)供電軌供電。步驟四，智能小車進(jìn)站前，首先變道至最外側(cè)的慢速道，再減速至10km/h，然后從入站口進(jìn)入進(jìn)站道，此時(shí)，車站調(diào)度系統(tǒng)為該車分配停車地址碼，行車電腦根據(jù)此停車地址碼生成停車路徑，智能小車沿所述停車路徑運(yùn)行并逐漸減速至3km/h，當(dāng)運(yùn)行至所述停車地址碼標(biāo)示的位置時(shí)進(jìn)入停車位；智能小車出站時(shí)，智能調(diào)度系統(tǒng)按照調(diào)度規(guī)則，分批次向有關(guān)智能小車發(fā)送出站指令，智能小車接到出站指令后發(fā)車出站，按照相應(yīng)的導(dǎo)航出站路徑和速度行進(jìn)，逐漸加速至10km/h，從出站口進(jìn)入慢車道，再加速至20km/h。本發(fā)明的有益效果I、徹底解決城市交通擁堵問題。建立了全立交、全直達(dá)、暢通高效的城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)，雙向6車道，峰值流量可達(dá)12000人/小時(shí)。解決了長期困擾城市的道路擁堵、公交擁擠、行車難、停車難、交通效率低等世界性難題。2、城市交通運(yùn)輸效率提高100%-500%，時(shí)速可達(dá)60km/h，70%居民出行時(shí)間將縮短至十幾分鐘，90%居民出行時(shí)間不超過30分鐘，市內(nèi)最長通行時(shí)間將不超過I小時(shí)。3、單位有效載荷百公里能耗跟轎車相比降低10倍以上。
權(quán)利要求
1.ー種城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)，包括輕型高架路通道、智能小車、節(jié)點(diǎn)車站、智能調(diào)度系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、通道頂太陽能系統(tǒng)、物流服務(wù)系統(tǒng)，其特征在干高架路通道為全封閉高架路；高架路通道中鋪設(shè)有導(dǎo)電軌、定位條碼和導(dǎo)航線；高架路通道交匯處設(shè)節(jié)點(diǎn)車站；智能小車能根據(jù)出發(fā)站和目的站生成行車路徑，并在定位條碼和導(dǎo)航線輔助下自動(dòng)運(yùn)行；智能調(diào)度系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測智能小車的運(yùn)行狀態(tài)和流量分布，并結(jié)合運(yùn)輸需求生成調(diào)度數(shù)據(jù)；高架路通道頂上鋪設(shè)太陽能發(fā)電裝置；所述智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)在優(yōu)先保障客運(yùn)的基礎(chǔ)上，還通過設(shè)置于各節(jié)點(diǎn)車站的物流服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行輕便貨物運(yùn)輸。
2.權(quán)利要求I所述城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述高架路通道(I)縱橫交織成網(wǎng)格狀，通道交匯處為全互通立交；所述高架路通道包括支撐的立柱(4)、通道路面(5)、通道艙(6)和通道頂(8)，所述通道艙由金屬骨架支撐，側(cè)壁透明且能打開，通道艙壁上部兩側(cè)有小窗(7);通道路面上鋪設(shè)有導(dǎo)電軌，通道路面和通道艙內(nèi)頂面上皆鋪設(shè)有定位條碼(41)和導(dǎo)航線(42)。
3.權(quán)利要求I所述城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述智能小車為小型純電動(dòng)無人駕駛車輛，智能小車包括車體(30)、防撞護(hù)腰(31)、行車電腦(32)、駕駛操控系統(tǒng)(33),通信模塊(34)、多向雷達(dá)(35)、高速照相機(jī)(36)、激光掃描儀(37)、多媒體信息終端(38)和車載讀卡器(39)。
4.權(quán)利要求I所述城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述節(jié)點(diǎn)車站(3)建于高架路通道縱橫交匯處，設(shè)計(jì)為2層或3層，所述節(jié)點(diǎn)車站的第一層和第二層車道外側(cè)設(shè)有進(jìn)站道(12)、泊車帶(13)和出站道(14)，所述進(jìn)站道上鋪設(shè)有停車定位條碼(15)，所述節(jié)點(diǎn)車站的第三層包括進(jìn)站環(huán)(20)、三層泊車帶(13’)和三層出站道(14’)，所述第一層和第三層之間以及第ニ層和第三層之間皆設(shè)有上行匝道(22)和下行匝道(24)，地面到節(jié)點(diǎn)車站第ニ層及第三層之間有載人電梯(16，16’)和步行梯，節(jié)點(diǎn)車站設(shè)有候車區(qū)(11，11’)。
5.權(quán)利要求I所述城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述智能調(diào)度系統(tǒng)包括智能調(diào)度中心、車站調(diào)度系統(tǒng)和車載行車電腦，三者之間通過通信系統(tǒng)相聯(lián)系，所述智能調(diào)度中心包括服務(wù)器、大屏幕顯示設(shè)備、通信設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備。
6.權(quán)利要求I所述城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于在高架路通道頂(8)上鋪設(shè)太陽能發(fā)電裝置，所述太陽能發(fā)電裝置采用小塊陣列覆蓋方式鋪設(shè)。
7.權(quán)利要求I所述城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于在每ー個(gè)節(jié)點(diǎn)車站內(nèi)設(shè)置物流服務(wù)站，在非客流高峰時(shí)進(jìn)行輕便貨物運(yùn)輸，客貨錯(cuò)峰互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸系統(tǒng)效益最大化。
8.所述城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行方法 步驟一，乘客刷卡確定目的站，智能小車上的行車電腦根據(jù)出發(fā)站和目的站自動(dòng)生成行車路徑，作為智能小車運(yùn)行的基本路徑； 步驟ニ ；智能小車按路徑自動(dòng)運(yùn)行 智能小車運(yùn)行過程中，通過掃描鋪設(shè)于高架通道頂面和路面的定位條碼解析出位置信息，實(shí)現(xiàn)車輛的動(dòng)態(tài)定位；同吋，車載高速照相機(jī)不斷對(duì)車體正前方I米至60米范圍內(nèi)進(jìn)行照相，行車電腦通過圖形分析技術(shù)解析出導(dǎo)航線，并與行車電腦中存儲(chǔ)的相應(yīng)路徑對(duì)比，計(jì)算出路徑偏差，實(shí)現(xiàn)方向控制； 通過安裝在車前部和車后部的多向雷達(dá)，智能小車不斷地監(jiān)測車輛前后左右的車輛及其它物體，尤其是監(jiān)測路面上是否有障礙物，通過行車電腦智能分析生成行車控制信號(hào)；步驟三，智能小車變道時(shí)，首先判斷其前后左右車輛的位置和狀態(tài)，若符合變道條件則向臨車發(fā)信，告知臨車要變道，同時(shí)生成變道路徑，并轉(zhuǎn)換為電池供電；然后，智能小車轉(zhuǎn)向、變速、按變道路徑前迸，I秒至3秒鐘完成變道，若不符合變道條件，則等待時(shí)機(jī)，或請(qǐng)求臨近相關(guān)智能小車適當(dāng)變速，待條件符合后再進(jìn)行變道，變道完成后恢復(fù)供電軌供電； 步驟四，智能小車進(jìn)站前，首先變道至最外側(cè)的慢速道，再減速至10km/h，然后從入站 ロ進(jìn)入進(jìn)站道，此時(shí)，車站調(diào)度系統(tǒng)為該智能小車分配停車地址碼，智能小車逐漸減速至3km/h，當(dāng)運(yùn)行至停車地址碼標(biāo)示的位置時(shí)進(jìn)入停車位。 智能小車出站吋，車站調(diào)度系統(tǒng)按照調(diào)度規(guī)則，分批次向有關(guān)智能小車發(fā)送出站指令，智能小車接到出站指令后發(fā)車出站，按照相應(yīng)的導(dǎo)航出站路徑和速度行進(jìn)，逐漸加速至10km/h,從出站ロ進(jìn)入慢車道，再加速至20km/h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種城市智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)，它包括全立交全封閉輕型高架路通道、無人駕駛電動(dòng)智能小車、節(jié)點(diǎn)車站、智能調(diào)度系統(tǒng)、太陽能發(fā)電系統(tǒng)、物流服務(wù)系統(tǒng)，通道路面鋪設(shè)有供電軌，通道內(nèi)頂面和路面鋪設(shè)有定位條碼和導(dǎo)航線，通道頂上鋪設(shè)有太陽能發(fā)電板。乘客從附近的節(jié)點(diǎn)車站刷卡并選擇目的地，智能車根據(jù)目的地和調(diào)度信息生成最佳行車路徑，并在定位條碼和導(dǎo)航線的輔助下自動(dòng)運(yùn)行，直接將乘客送達(dá)目的地。本發(fā)明目的是解決城市交通擁堵、效率低下、污染嚴(yán)重、交通成本高、安全系數(shù)低等問題。具有全立交、全直達(dá)、智能行車、智能調(diào)度、快速、高效、環(huán)保、節(jié)約、便捷、安全等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08G1/00GK102708681SQ20121019571
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者吳新贊 申請(qǐng)人:吳新贊