專利名稱：公路交通中車輛列隊(duì)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公路交通系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)，即公路交通中車輛列隊(duì)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)方法。
公路與城市交通迅速發(fā)展、車流量不斷增加，道路作為一種資源的特性愈加顯現(xiàn)。一般的講，路面上的每一運(yùn)動(dòng)實(shí)體都占有交通系統(tǒng)一定量的時(shí)、空資源。道路作為一種資源，其有限性要求合理的開發(fā)、利用、管理它，從而使交通系統(tǒng)具有較高的運(yùn)行效率及綜合品質(zhì)。公路交通是一個(gè)由路、車輛、人、環(huán)境、交通法規(guī)及交通管理設(shè)施等構(gòu)成的一個(gè)動(dòng)態(tài)的復(fù)雜系統(tǒng)。對(duì)于公路交通，目前已具有一定量配套的法律、法規(guī)及執(zhí)法體系，對(duì)保證公路交通系統(tǒng)的正常運(yùn)行發(fā)揮了巨大的作用。但是在組織形式上和實(shí)現(xiàn)方法上還主要是人工的，以事前教育、檢查預(yù)防、事后處理為主要形式，監(jiān)控源與監(jiān)控目標(biāo)在時(shí)間、空間上有較大的間隔，實(shí)際上基本處于宏觀監(jiān)控狀態(tài)。公路交通的發(fā)展迫切需要實(shí)現(xiàn)公路交通監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化，特別是發(fā)展公路交通系統(tǒng)中實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)。車輛狀態(tài)、駕駛員行為狀態(tài)、道路環(huán)境等外部狀態(tài)在隨機(jī)變化，從控制的角度講這些隨機(jī)變化表現(xiàn)為系統(tǒng)噪聲或擾動(dòng)，它促使交通系統(tǒng)運(yùn)行的無(wú)序化，促使交通系統(tǒng)的失控、運(yùn)行效率的降低、事故的發(fā)生、交通的中斷。與計(jì)算機(jī)進(jìn)入家庭的情況相類似，汽車進(jìn)入家庭給公路交通注入了無(wú)限的生命力。但與之具來(lái)的是由于非職業(yè)化駕駛員的急劇增加，駕駛技能與交通行為規(guī)范能力相差懸殊，交通安全也面臨更為嚴(yán)峻的形勢(shì)。公路交通中車輛的列隊(duì)運(yùn)行便是有效對(duì)策之一。
本發(fā)明的目的在于促使公路交通系統(tǒng)中車輛運(yùn)行進(jìn)一步有序化，使系統(tǒng)噪聲和擾動(dòng)的影響得以有效抑制，使系統(tǒng)可控性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性得以提高。
本發(fā)明包含以下幾方面內(nèi)容1、列隊(duì)運(yùn)行的一般要求和運(yùn)行特征車輛的分道運(yùn)行按車道的分布及運(yùn)行規(guī)范劃分車道0號(hào)車道稱為非列隊(duì)或混合運(yùn)行車道，一般情況下，是路面的最外側(cè)機(jī)動(dòng)車道，車輛按照非列隊(duì)運(yùn)行規(guī)范運(yùn)行。0號(hào)車道運(yùn)行非列隊(duì)運(yùn)行車輛，或雖有列隊(duì)運(yùn)行的車輛隊(duì)列，但該隊(duì)列整體按單個(gè)車輛對(duì)待。0號(hào)車道運(yùn)行的車輛隊(duì)列具有部分列隊(duì)運(yùn)行特征，一般情況下有優(yōu)先運(yùn)行的權(quán)利。其余車道由內(nèi)向外分別稱為1號(hào)車道、2號(hào)車道--，稱為列隊(duì)運(yùn)行車道，車輛按照所在不同道號(hào)的運(yùn)行規(guī)則運(yùn)行，一般情況下，列隊(duì)運(yùn)行的不同車道具有不同的限定速度。
列隊(duì)運(yùn)行的一般要求和運(yùn)行特征列隊(duì)運(yùn)行分兩類一類是半自動(dòng)列隊(duì)運(yùn)行方式；另一類是人工列隊(duì)運(yùn)行方式。車輛列隊(duì)運(yùn)行的一般要求，通常主要是指在列隊(duì)運(yùn)行的過(guò)程中，不允許出隊(duì)、插隊(duì)、超車運(yùn)行；車輛須按照限定的速度、限定的車距、限定的控制規(guī)范運(yùn)行；道路和列隊(duì)運(yùn)行的車輛須具有特定的人工或自動(dòng)監(jiān)控功能等。列隊(duì)運(yùn)行的車輛隊(duì)列具有下列主要特征每一隊(duì)列具有一個(gè)任職的領(lǐng)隊(duì)和一個(gè)任職的守隊(duì)，領(lǐng)隊(duì)在隊(duì)首，擔(dān)任隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)、隊(duì)列內(nèi)及隊(duì)列間的通訊與監(jiān)控任務(wù)；守隊(duì)在隊(duì)尾，承擔(dān)隊(duì)列的監(jiān)控、與前、后領(lǐng)隊(duì)間的通訊任務(wù)，領(lǐng)隊(duì)與守隊(duì)也通稱為領(lǐng)隊(duì)，領(lǐng)隊(duì)由具有特定監(jiān)控功能、車況優(yōu)良的車輛與優(yōu)秀的駕駛員并具有領(lǐng)隊(duì)資格者擔(dān)任，領(lǐng)隊(duì)任職者將享受一定程度的優(yōu)惠待遇，具有領(lǐng)隊(duì)資格的車輛須具有明顯的領(lǐng)隊(duì)資格標(biāo)志；具有列隊(duì)資格的車輛須具有明顯的列隊(duì)資格標(biāo)志。
2、車輛列隊(duì)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)方法車輛的列隊(duì)運(yùn)行需要有路段監(jiān)控站和車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的列隊(duì)運(yùn)行監(jiān)控及必要的列隊(duì)運(yùn)行的規(guī)范。
路段監(jiān)控站是公路交通監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的終端站點(diǎn)，通過(guò)與被監(jiān)控對(duì)象的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)的通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)路段局域交通信息的采集與監(jiān)控；兩個(gè)相鄰路段監(jiān)控站之間的區(qū)域稱作一個(gè)路段監(jiān)控區(qū)并隸屬于監(jiān)控站，它又是一個(gè)基本的交通服務(wù)單元；交通收費(fèi)是依靠路段監(jiān)控站采集到的車輛信息，并通過(guò)開放式的、動(dòng)態(tài)的綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)及商務(wù)結(jié)算系統(tǒng)自動(dòng)完成的。車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)、通訊單元、道路磁性信標(biāo)傳感器、里程傳感器及其它交通監(jiān)控傳感器構(gòu)成。負(fù)責(zé)對(duì)車輛自身原始數(shù)據(jù)和運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)的采集、存貯、與路段監(jiān)控站的信息數(shù)據(jù)交換及運(yùn)行監(jiān)控等項(xiàng)任務(wù)，其中一項(xiàng)典型作用便是通過(guò)通訊所實(shí)現(xiàn)的電子牌照的功能。車輛的列隊(duì)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)與控制便是路段監(jiān)控站和車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的交通監(jiān)控任務(wù)之一。
a)車輛的電子牌照電子牌照的信息組成電子牌照的信息由電子牌照的信息索引與電子牌照的信息內(nèi)容兩部分組成。電子牌照的信息索引類別主要由以下組成車輛牌號(hào)、防偽碼、通行證號(hào)、主駕駛員執(zhí)照號(hào)、副駕駛員執(zhí)照號(hào)。電子牌照的信息索引數(shù)據(jù)段由168位組成，編碼格式如下D0-D37為車牌號(hào)的二進(jìn)制代碼；D38-D39保留；D40-D71為防偽碼；D72-D103為通行證號(hào)的二進(jìn)制代碼；D104-D135為主駕駛員執(zhí)照的二進(jìn)制代碼；D136-D167為副駕駛員執(zhí)照的二進(jìn)制代碼。電子牌照及其相關(guān)的信息內(nèi)容被存貯在各省、市的車輛管理數(shù)據(jù)庫(kù)中，路段監(jiān)控站從車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)獲得電子牌照的信息索引，交通監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)車輛信息的查詢、管理、收費(fèi)及交通系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
b)車輛的編隊(duì)在路段監(jiān)控站附近的運(yùn)行路段上設(shè)置一個(gè)特定區(qū)域稱作編隊(duì)區(qū)，編隊(duì)區(qū)應(yīng)設(shè)置有醒目的編隊(duì)區(qū)標(biāo)志牌或路面標(biāo)志、道路道號(hào)標(biāo)志牌或路面標(biāo)志；每一道均應(yīng)附設(shè)有緩沖區(qū)并設(shè)置有緩沖區(qū)標(biāo)志牌或路面標(biāo)志，緩沖區(qū)作為車輛出隊(duì)、入隊(duì)、等后的暫停區(qū)；每一道均應(yīng)附設(shè)有若干個(gè)縱向通過(guò)和橫向通過(guò)警示燈，警示燈采用紅、黃、綠三種顏色的燈光，紅色表示禁止通行、黃色表示狀態(tài)過(guò)渡、綠色表示允許通行；縱向和橫向警示燈互為反邏輯并受路段監(jiān)控站交通監(jiān)控系統(tǒng)的控制；縱向警示燈可采用2-3個(gè)為一組豎向排列或采用豎向安置的長(zhǎng)方形、菱形、雙向箭頭形警示燈，橫向警示燈可采用2-3個(gè)為一組橫向排列或采用橫向安置的長(zhǎng)方形、菱形、雙向箭頭形警示燈，以示區(qū)別；編隊(duì)區(qū)運(yùn)行車道上應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的地面磁性編碼信標(biāo)；在沒(méi)設(shè)監(jiān)控站的道路交叉路段規(guī)定一特定區(qū)域，稱作準(zhǔn)編隊(duì)區(qū)。在編隊(duì)區(qū)或準(zhǔn)編隊(duì)區(qū)，車輛應(yīng)按編隊(duì)區(qū)或準(zhǔn)編隊(duì)區(qū)的運(yùn)行規(guī)范運(yùn)行并按編隊(duì)規(guī)則進(jìn)行編隊(duì)，一般情況下應(yīng)遵循下述原則在編隊(duì)區(qū)，車輛必須在限定的速度下行駛；退出編隊(duì)必須先進(jìn)入本車道或鄰近車道的緩沖區(qū)，進(jìn)入一個(gè)車道的編隊(duì)必須先進(jìn)入該車道或其鄰近車道的緩沖區(qū)；一個(gè)新組編的隊(duì)列，排隊(duì)順序?yàn)榫哂蓄I(lǐng)隊(duì)資格者在前，無(wú)領(lǐng)隊(duì)資格者居中，具有守隊(duì)資格者在后；一個(gè)隊(duì)列僅對(duì)應(yīng)于一個(gè)路段內(nèi)其中一個(gè)道號(hào)的一定運(yùn)行時(shí)、空區(qū)間，一個(gè)已編隊(duì)的隊(duì)列進(jìn)入編隊(duì)區(qū)后，原有隊(duì)列編制自動(dòng)撤消；維持原道繼續(xù)運(yùn)行的原有隊(duì)列或隊(duì)列成員有優(yōu)先通過(guò)的權(quán)利并繼續(xù)顯示列隊(duì)信號(hào)標(biāo)志，維持原道繼續(xù)運(yùn)行的原有隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)或守隊(duì)繼續(xù)顯示任職信號(hào)標(biāo)志，并具有優(yōu)先被重新任命的權(quán)利，未被重新任命的領(lǐng)隊(duì)或守隊(duì)在出編隊(duì)區(qū)時(shí)撤消任職信號(hào)標(biāo)志；準(zhǔn)備入隊(duì)且不具有領(lǐng)隊(duì)資格的車輛應(yīng)在隊(duì)列守隊(duì)的協(xié)助下，依次插入隊(duì)列的后部，具有領(lǐng)隊(duì)資格的車輛在其它車輛的配合下依次插入隊(duì)列的前部。在進(jìn)入編隊(duì)區(qū)時(shí)，路段監(jiān)控站與運(yùn)行中的車輛進(jìn)行一輪傳遞監(jiān)控信息的雙向通訊，并且對(duì)上一路段列隊(duì)運(yùn)行的隊(duì)列按照列隊(duì)運(yùn)行要求進(jìn)行檢查、驗(yàn)收，對(duì)違規(guī)車輛進(jìn)行登記。
一般情況下，車輛列隊(duì)運(yùn)行主要有三種編排模式第一種是自然編排模式，第二種是調(diào)度編排模式，第三種是混合編排模式。自然編排模式要求車輛根據(jù)編隊(duì)區(qū)的運(yùn)行規(guī)范及列隊(duì)運(yùn)行規(guī)范，根據(jù)具體情況，自己選擇時(shí)機(jī)進(jìn)入或退出隊(duì)列；在出編隊(duì)區(qū)時(shí)，路段監(jiān)控站僅對(duì)車輛的順序流進(jìn)行登記、編號(hào)和任命，選擇合適的領(lǐng)隊(duì)和守隊(duì)，被任命后的領(lǐng)隊(duì)和守隊(duì)?wèi)?yīng)顯示出任職信號(hào)標(biāo)志，被登記運(yùn)行的車輛應(yīng)顯示列隊(duì)運(yùn)行信號(hào)標(biāo)志；在后續(xù)的運(yùn)行中，領(lǐng)隊(duì)和守隊(duì)負(fù)責(zé)對(duì)松散的隊(duì)列進(jìn)行整頓，調(diào)節(jié)合適的車輛間距及與相鄰隊(duì)列的間距；兩個(gè)相鄰隊(duì)列，通過(guò)前隊(duì)的守隊(duì)與后隊(duì)的領(lǐng)隊(duì)之間的規(guī)范化聯(lián)絡(luò)方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)小隊(duì)列的鏈接即隊(duì)列的動(dòng)態(tài)重組；該編排模式隊(duì)列的車輛數(shù)在2-256范圍內(nèi)，這種編排模式在編隊(duì)區(qū)具有較小的車輛駐留。調(diào)度編排模式要求車輛服從路段監(jiān)控站的調(diào)度，路段監(jiān)控站負(fù)責(zé)選擇合適的領(lǐng)隊(duì)、守隊(duì)、隊(duì)列車輛數(shù)量及組編時(shí)機(jī)，該編隊(duì)模式在出編隊(duì)區(qū)時(shí)就有較規(guī)整的隊(duì)形和較為合理的隊(duì)列車輛數(shù)量，這種編排模式在編隊(duì)區(qū)將具有較多的車輛駐留；混合編排模式是上述兩種隊(duì)列編排摸式的結(jié)合，兼有兩者一些共同特點(diǎn)。在一個(gè)隊(duì)列中，隊(duì)列成員序號(hào)0為任職的領(lǐng)隊(duì)；隊(duì)列成員序號(hào)255為任職的守隊(duì)。
c)隊(duì)列的運(yùn)行監(jiān)控c1)列隊(duì)運(yùn)行路面磁性信標(biāo)的編碼與設(shè)置公路路面磁性信標(biāo)主要有兩種型式一種是基本型，它是大交通信標(biāo)量的型式，一般在具有磁性航線的公路路面使用；另一種是簡(jiǎn)易型，它僅表示幾種交通信標(biāo)，一般在非磁性航線的公路路面使用。這兩種型式均可應(yīng)用于車輛列隊(duì)運(yùn)行的監(jiān)控。
一種簡(jiǎn)易型列隊(duì)運(yùn)行路面磁性信標(biāo)的編碼列隊(duì)運(yùn)行路面磁性信標(biāo)的編碼采用位碼，位碼組成形式及含義如下D0-D1信標(biāo)類別標(biāo)志位，其中00入編隊(duì)區(qū)標(biāo)志01出編隊(duì)區(qū)標(biāo)志10里程信標(biāo)標(biāo)志11車道及限速標(biāo)志，在該位碼后接六位車道、限速位碼，其中D2-D3表示車道號(hào)00表示0號(hào)車道01表示1號(hào)車道10表示2號(hào)車道11表示3號(hào)車道
D4-D7分別表示0-15的限速范圍擋，表示16種不同的限速范圍簡(jiǎn)易型列隊(duì)運(yùn)行路面磁性信標(biāo)永磁體狀態(tài)編碼與設(shè)置簡(jiǎn)易型列隊(duì)運(yùn)行路面磁性信標(biāo)是由永磁體排表示一位，永磁體排這樣組成采用同一極性方向的3-5個(gè)主永磁體與2-4個(gè)副永磁體，副永磁體的長(zhǎng)度約為主永磁體長(zhǎng)度的二分之一，永磁體的軸向垂直于路面，在車道的中部沿橫向設(shè)置2米寬的一個(gè)磁性排。用分組及調(diào)節(jié)主、副永磁體埋設(shè)深度的方法，使得永磁體排在軸平面上、距地面400mm高、2米寬、磁場(chǎng)強(qiáng)度軸向分量為20-40A/M；在上述測(cè)量條件下，永磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)平均值的偏差在±7％范圍內(nèi)。沿道路行進(jìn)方向，排間距為1.2米，按照低位在先的順序及信標(biāo)代碼的要求埋設(shè)永磁體。
列隊(duì)運(yùn)行路面磁性信標(biāo)埋設(shè)的永磁體狀態(tài)編碼可采用下述兩種形式之一種是，永磁體“N”極朝上為正向設(shè)置，用代碼“1”代表其狀態(tài)；反之為負(fù)向設(shè)置，用代碼“0”代表其狀態(tài)，調(diào)制式磁傳感器適用于對(duì)這種編碼方法永磁體狀態(tài)的檢測(cè)。另一種是，相鄰兩個(gè)永磁體極性方向一致的狀態(tài)用代碼“1”表示，相鄰兩個(gè)永磁體極性方向相反的狀態(tài)用代碼“0”表示，位移感應(yīng)式磁傳感器能夠用于對(duì)這種編碼方法永磁體狀態(tài)的檢測(cè)。
c2)列隊(duì)運(yùn)行中狀態(tài)及命令的編碼與運(yùn)行控制車輛運(yùn)行狀態(tài)及命令的編碼方案一、隊(duì)列內(nèi)部車輛運(yùn)行狀態(tài)及命令采用七位脈沖編碼方式，格式如下用1T脈寬表示位碼“0”；用2T脈寬表示位碼“1”，脈寬基數(shù)T；脈沖間隔1T。
D0-D1道號(hào)標(biāo)志位00表示0號(hào)車道01表示1號(hào)車道10表示2號(hào)車道11表示3號(hào)車道D2-D5運(yùn)行狀態(tài)及命令標(biāo)志位0000表示200米縱向坐標(biāo)刻度0001表示里程信標(biāo)0010險(xiǎn)情0011表示緊急制動(dòng)0100表示一般制動(dòng)0101表示減速0110表示加速0111表示請(qǐng)求超車1000表示允許超車1001表示左轉(zhuǎn)1010表示右轉(zhuǎn)1100表示會(huì)車警示1101表示會(huì)車響應(yīng)1110保留1111表示正常行駛
D6奇偶校驗(yàn)位0表示隊(duì)列成員序號(hào)為偶數(shù)1表示隊(duì)列成員序號(hào)為奇數(shù)隊(duì)列間運(yùn)行狀態(tài)及命令的編碼隊(duì)列間運(yùn)行狀態(tài)及命令的編碼用十位表示，格式如下D0-D1表示道號(hào)，其中00表示0號(hào)車道01表示1號(hào)車道10表示2號(hào)車道11表示3號(hào)車道D2-D5表示0-15單向隊(duì)列序號(hào)D6表示信息源類別0表示信息由領(lǐng)隊(duì)發(fā)出1表示信息由守隊(duì)發(fā)出D7-D9表示運(yùn)行狀態(tài)及命令000表示里程信標(biāo)001表示險(xiǎn)情010表示緊急制動(dòng)011表示一般制動(dòng)100表示減速101表示加速110保留
111表示正常行駛方案二、隊(duì)列內(nèi)部車輛運(yùn)行狀態(tài)及命令采用脈沖編碼方式，格式如下車道號(hào)及各車道傳輸信息的表示方法0號(hào)車道脈沖寬度為1T，后接的脈沖間隔為0.5T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為1T狀態(tài)表示“1”；1號(hào)車道脈沖寬度為2T，后接的脈沖間隔為1T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為2T狀態(tài)表示“1”；2號(hào)車道脈沖寬度為3T，后接的脈沖間隔為1.5T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為3T狀態(tài)表示“1”；3號(hào)車道脈沖寬度為4T，后接的脈沖間隔為2T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為4T狀態(tài)表示“1”。脈寬基數(shù)T。用單獨(dú)一個(gè)脈沖表示200米縱向坐標(biāo)刻度信息，用兩個(gè)脈沖夾一個(gè)等寬脈沖間隔的狀態(tài)表示里程信標(biāo)信息，用四位脈沖表示運(yùn)行狀態(tài)及命令，在上述編碼脈沖后分別接一位奇偶校驗(yàn)位和附加脈沖。奇偶校驗(yàn)位為“0”表示隊(duì)列成員序號(hào)為偶數(shù)，奇偶校驗(yàn)位為“1”表示隊(duì)列成員序號(hào)為奇數(shù)，用奇偶校驗(yàn)法判斷是否是相鄰成員發(fā)出的信息。
四位表示運(yùn)行狀態(tài)及命令的脈沖，格式如下0000保留0001保留0010險(xiǎn)情0011表示緊急制動(dòng)0100表示一般制動(dòng)0101表示減速0110表示加速0111表示請(qǐng)求超車
1000表示允許超車1001表示左轉(zhuǎn)1010表示右轉(zhuǎn)1100表示會(huì)車警示1101表示會(huì)車響應(yīng)1110保留1111表示正常行駛隊(duì)列間運(yùn)行狀態(tài)及命令的編碼車道號(hào)及各車道傳輸信息的表示方法0號(hào)車道脈沖寬度為1T，后接的脈沖間隔為0.5T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為1T狀態(tài)表示“1”；1號(hào)車道脈沖寬度為2T，后接的脈沖間隔為1T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為2T狀態(tài)表示“1”；2號(hào)車道脈沖寬度為3T，后接的脈沖間隔為1.5T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為3T狀態(tài)表示“1”；3號(hào)車道脈沖寬度為4T，后接的脈沖間隔為2T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為4T狀態(tài)表示“1”。脈寬基數(shù)T。用單獨(dú)一個(gè)脈沖狀態(tài)表示里程信標(biāo)信息，用八位脈沖表示運(yùn)行狀態(tài)及命令，在上述編碼脈沖后分別接一位奇偶校驗(yàn)位和附加脈沖。奇偶校驗(yàn)位為“0”表示隊(duì)列序號(hào)為偶數(shù)，奇偶校驗(yàn)位為“1”表示隊(duì)列序號(hào)為奇數(shù)，用奇偶校驗(yàn)法判斷是否是相鄰隊(duì)列發(fā)出的信息。
八位表示運(yùn)行狀態(tài)及命令的脈沖，格式如下D0-D3表示0-15單向隊(duì)列序號(hào)D4表示信息源類別0表示信息由領(lǐng)隊(duì)發(fā)出
1表示信息由守隊(duì)發(fā)出D5-D7表示運(yùn)行狀態(tài)及命令000保留001表示險(xiǎn)情010表示緊急制動(dòng)011表示一般制動(dòng)100表示減速101表示加速110保留111表示正常行駛隊(duì)列內(nèi)及隊(duì)列間的通訊要求隊(duì)列運(yùn)行中的通訊采用無(wú)線電、紅外線或激光通訊方式。同一線路上的無(wú)線電通訊，上行方向與下行方向采用不同的兩個(gè)特定載波頻率；同時(shí)，控制載波頻率、功率及發(fā)射、接收天線方向，用于限制無(wú)線電波的有效范圍，避免無(wú)線電通訊中的相互干擾。在無(wú)線電通訊方式中，領(lǐng)隊(duì)與守隊(duì)能相互并且能與路段監(jiān)控站進(jìn)行雙向通訊；領(lǐng)隊(duì)與本隊(duì)列成員之間只能進(jìn)行單向通訊領(lǐng)隊(duì)是發(fā)方，成員是收方；守隊(duì)與后續(xù)相鄰隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)之間只能進(jìn)行單向通訊守隊(duì)是發(fā)方，后續(xù)相鄰隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)是收方。在隊(duì)列運(yùn)行中，紅外線或激光通訊只在相鄰的車輛間進(jìn)行單向通訊前方車輛是發(fā)方，后方車輛是收方。紅外線或激光通訊采用脈沖編碼，每一組編碼脈沖重復(fù)發(fā)送三次，每組之間相隔2倍于一個(gè)脈沖寬度的間隔，通訊的收方采用表決方式以辯明通訊數(shù)據(jù)的有效性。
車輛與路段監(jiān)控站之間的通訊要求車輛與路段監(jiān)控站之間的通訊是多個(gè)路段監(jiān)控站與多個(gè)車輛之間的多與多形式的通訊，可采用無(wú)線電、紅外線或激光通訊方式，主要采用控制信息波束的有限功率及有限空間法來(lái)防止通訊中的相互干擾，其主要形式是上行方向、下行方向及各車道采用離散分布通訊點(diǎn)，通訊點(diǎn)的間距應(yīng)確保通訊中不相互干擾；在路段監(jiān)控站通訊區(qū)一定范圍內(nèi)各車道間應(yīng)設(shè)置有防止越道行駛的路面標(biāo)志或設(shè)施；一般情況下，無(wú)線電通訊在車輛的底部與路面的一定空間范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)；采用紅外線或激光通訊方式可在車輛的上部的一定空間范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)與路段監(jiān)控站的監(jiān)控計(jì)算機(jī)間串行的通訊，可采用RS232、BITBUS或其它串行總線及相關(guān)通訊協(xié)議。
隊(duì)列內(nèi)部成員間、隊(duì)列間相對(duì)速度、間距的檢測(cè)與運(yùn)行控制在列隊(duì)運(yùn)行過(guò)程中，領(lǐng)隊(duì)向自己隊(duì)列成員采用無(wú)線電通訊方式并行地發(fā)出運(yùn)行狀態(tài)及命令信息；同時(shí)，也通過(guò)隊(duì)列成員間采用紅外或激光通訊方式串行地發(fā)出運(yùn)行狀態(tài)及命令信息。隊(duì)列成員根據(jù)獲得的這些信息幾乎是同步地采用同一種方式控制各自運(yùn)行狀態(tài)的改變。在列隊(duì)運(yùn)行過(guò)程中，守隊(duì)向后續(xù)相鄰隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)采用無(wú)線電通訊方式發(fā)出本隊(duì)列運(yùn)行狀態(tài)改變的信息，后續(xù)相鄰隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)根據(jù)具體情況，采取相應(yīng)的控制對(duì)策。
除此之外，隊(duì)列的運(yùn)行控制還需要檢測(cè)相鄰成員間及相鄰隊(duì)列間的相對(duì)速度與間距，這是依靠下述方法實(shí)現(xiàn)的通過(guò)車載磁傳感器對(duì)道路上里程信標(biāo)的檢測(cè)，并通過(guò)車載距離傳感器，以里程信標(biāo)為相對(duì)基準(zhǔn)，劃分五個(gè)二百米間隔，從而構(gòu)成了道路里程、二百米間隔的縱向坐標(biāo)刻度。隊(duì)列運(yùn)行中的車輛通過(guò)紅外或激光通訊方式，向后續(xù)車輛發(fā)出自身經(jīng)過(guò)里程信標(biāo)及二百米縱向坐標(biāo)刻度的時(shí)刻信息。隊(duì)列的守隊(duì)采用無(wú)線電通訊方式，向后續(xù)隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)發(fā)出自身經(jīng)過(guò)里程信標(biāo)的時(shí)刻信息。這項(xiàng)工作在車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)的控制下進(jìn)行。以列隊(duì)運(yùn)行中相鄰的兩輛車為例，正常行駛狀態(tài)下，其相對(duì)速度、相互間隔距離求取方法如下稱前邊車為1#車，后邊車輛為2#車。2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下自身最新通過(guò)的一個(gè)二百米間隔時(shí)間，稱2#車的0時(shí)段運(yùn)行周期，并設(shè)定為T20；運(yùn)用紅外或激光通訊方式，2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下1#車輛最新通過(guò)的一個(gè)二百米間隔時(shí)間，稱1#車的0時(shí)段運(yùn)行周期，并設(shè)定為T10。2#車輛相對(duì)1#車的速度為V21=200(T10-T20)/T10T20m/s,V21為正表示2#車的速度大于1#車的速度，V21為負(fù)表示2#車的速度小于1#車的速度。2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下1#車輛最新通過(guò)的一個(gè)二百米縱向坐標(biāo)刻度的時(shí)刻，并設(shè)定為t10；2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下自身最新通過(guò)的一個(gè)二百米縱向坐標(biāo)刻度的時(shí)刻，并設(shè)定為t20。設(shè)定其二百米縱向坐標(biāo)刻度時(shí)刻差Δt0=t20-t10。以2#車最新通過(guò)二百米縱向坐標(biāo)刻度的時(shí)刻為基準(zhǔn)，2#車輛相對(duì)1#車的距離間隔為S21=VLΔt0m，式中VL為聯(lián)動(dòng)速度的估計(jì)值，可取200/T20、200/T10、400/(T10+T20)或100(T10+T20)/T10T20,S21的有效值范圍0-200米。車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)由通訊獲得的隊(duì)列運(yùn)行狀態(tài)或命令信息數(shù)據(jù)以及通過(guò)上述方法獲得的信息數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，送入車輛的縱向控制回路，控制自身車輛的運(yùn)行狀態(tài)、確定相應(yīng)的速度、保持合理的車輛間距；或顯示上述信息，用于人工控制以保持相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)。
兩個(gè)運(yùn)行中相鄰隊(duì)列的相對(duì)速度和間距，是指前一隊(duì)列的守隊(duì)車輛與后一隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)車輛之間的相對(duì)速度和間距。正常行駛狀態(tài)下，以運(yùn)行中相鄰的兩個(gè)隊(duì)列為例，其相對(duì)速度、相互間隔求取方法如下稱前邊隊(duì)列的守隊(duì)車輛為1#車，后邊隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)車輛為2#車。2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下自身最新通過(guò)的一個(gè)里程信標(biāo)間隔時(shí)間，稱2#車的0時(shí)段運(yùn)行周期，并設(shè)定為T20；運(yùn)用無(wú)線電通訊方式，2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下1#車輛最新通過(guò)的一個(gè)里程信標(biāo)間隔時(shí)間，稱1#車的0時(shí)段運(yùn)行周期，并設(shè)定為T10。2#車相對(duì)1#車的速度為V21=1000(T10-T20)/T10T20m/s,V21為正表示2#車的速度大于1#車的速度，V21為負(fù)表示2#車的速度小于1#車的速度。2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下1#車輛最新通過(guò)的一個(gè)里程信標(biāo)的時(shí)刻值，并設(shè)定為t10；2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下自身最新通過(guò)的一個(gè)里程信標(biāo)時(shí)刻值，并設(shè)定為t20。設(shè)定其通過(guò)里程信標(biāo)時(shí)刻差Δt0=t20-t10。以2#車最新通過(guò)里程信標(biāo)的時(shí)刻為基準(zhǔn)，2#車輛相對(duì)1#車的距離間隔為S21=VLΔt0m，式中VL為聯(lián)動(dòng)速度的估計(jì)值，可取1000/T20、1000/T10、2000/(T10+T20)或500(T10+T20)/T10T20,S21的有效值范圍0-1000米。上述計(jì)算工作可由車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)或另外專門設(shè)置的速度控制計(jì)算機(jī)完成。領(lǐng)隊(duì)的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)由通訊獲得的前方隊(duì)列運(yùn)行狀態(tài)或命令信息數(shù)據(jù)以及通過(guò)上述方法獲得的信息數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，確定相應(yīng)對(duì)策，向本隊(duì)列發(fā)出運(yùn)行狀態(tài)或命令，并控制自身車輛的運(yùn)行狀態(tài)、確定相應(yīng)的速度、保持合理的隊(duì)列間距；或顯示上述信息，用于人工控制以保持隊(duì)列相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)。
列隊(duì)運(yùn)行較大程度上約束了隊(duì)列成員的隨機(jī)性個(gè)人行為，領(lǐng)隊(duì)的監(jiān)控功能使得對(duì)環(huán)境狀態(tài)的識(shí)別、反應(yīng)能力增強(qiáng)。列隊(duì)運(yùn)行是具有較強(qiáng)監(jiān)控能力、優(yōu)秀示范駕駛、有秩序的集體的運(yùn)行行為，更有利于系統(tǒng)控制和安全；車輛的列隊(duì)運(yùn)行有效的抑制了交通系統(tǒng)噪聲或擾動(dòng)的作用，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。隊(duì)列在領(lǐng)隊(duì)的監(jiān)控下，采取協(xié)調(diào)的運(yùn)行控制，保持合理的車輛間距、隊(duì)列間距和隊(duì)列運(yùn)行速度，列隊(duì)運(yùn)行降低了車輛對(duì)交通系統(tǒng)時(shí)、空資源的占用量，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。除此之外，車輛的列隊(duì)運(yùn)行還為車輛的自動(dòng)駕駛創(chuàng)造了一項(xiàng)重要的運(yùn)行條件。
權(quán)利要求
1.一種公路交通中車輛列隊(duì)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于a)列隊(duì)運(yùn)行的一般要求和運(yùn)行特征車輛的分道運(yùn)行按車道的分布及運(yùn)行規(guī)范劃分車道0號(hào)車道稱為非列隊(duì)或混合運(yùn)行車道，是路面的最外側(cè)機(jī)動(dòng)車道，車輛按照非列隊(duì)運(yùn)行規(guī)范運(yùn)行；0號(hào)車道運(yùn)行非列隊(duì)運(yùn)行車輛，或雖有列隊(duì)運(yùn)行的車輛隊(duì)列，但該隊(duì)列整體按單個(gè)車輛對(duì)待；0號(hào)車道運(yùn)行的車輛隊(duì)列具有部分列隊(duì)運(yùn)行特征，一般情況下有優(yōu)先運(yùn)行的權(quán)利；其余車道由內(nèi)向外分別稱為1號(hào)車道、2號(hào)車道--，稱為列隊(duì)運(yùn)行車道，車輛按照所在不同道號(hào)的運(yùn)行規(guī)則運(yùn)行；列隊(duì)運(yùn)行的一般要求和運(yùn)行特征列隊(duì)運(yùn)行分兩類一類是半自動(dòng)列隊(duì)運(yùn)行方式，另一類是人工列隊(duì)運(yùn)行方式；車輛列隊(duì)運(yùn)行的一般要求，通常主要是指在列隊(duì)運(yùn)行的過(guò)程中，不允許出隊(duì)、插隊(duì)、超車運(yùn)行；車輛須按照限定的速度、限定的車距、限定的控制規(guī)范運(yùn)行；道路和列隊(duì)運(yùn)行的車輛須具有特定的人工或自動(dòng)監(jiān)控功能等；列隊(duì)運(yùn)行的車輛隊(duì)列具有下列主要特征每一隊(duì)列具有一個(gè)任職的領(lǐng)隊(duì)和一個(gè)任職的守隊(duì)，領(lǐng)隊(duì)在隊(duì)首，擔(dān)任隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)、隊(duì)列內(nèi)及隊(duì)列間的通訊與監(jiān)控任務(wù)；守隊(duì)在隊(duì)尾，承擔(dān)隊(duì)列的監(jiān)控、與前、后領(lǐng)隊(duì)間的通訊任務(wù)；領(lǐng)隊(duì)由具有特定監(jiān)控功能、車況優(yōu)良的車輛與優(yōu)秀的駕駛員并具有領(lǐng)隊(duì)資格者擔(dān)任，具有領(lǐng)隊(duì)資格的車輛須具有明顯的領(lǐng)隊(duì)資格標(biāo)志；具有列隊(duì)資格的車輛須具有明顯的列隊(duì)資格標(biāo)志；隊(duì)列在領(lǐng)隊(duì)的監(jiān)控下，采取協(xié)調(diào)的運(yùn)行控制，保持合理的車輛間距、隊(duì)列間距和隊(duì)列運(yùn)行速度；b)車輛列隊(duì)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)方法b1)車輛的電子牌照電子牌照的信息組成電子牌照的信息由電子牌照的信息索引與電子牌照的信息內(nèi)容兩部分組成；電子牌照的信息索引類別主要由以下組成車輛牌號(hào)、防偽碼、通行證號(hào)、主駕駛員執(zhí)照號(hào)、副駕駛員執(zhí)照號(hào)；電子牌照的信息索引數(shù)據(jù)段由168位組成，編碼格式如下D0-D37為車牌號(hào)的二進(jìn)制代碼；D38-D39保留；D40-D71為防偽碼；D72-D103為通行證號(hào)的二進(jìn)制代碼；D104-D135為主駕駛員執(zhí)照的二進(jìn)制代碼；D136-D167為副駕駛員執(zhí)照的二進(jìn)制代碼；電子牌照及其相關(guān)的信息內(nèi)容被存貯在各省、市的車輛管理數(shù)據(jù)庫(kù)中，路段監(jiān)控站從車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)獲得電子牌照的信息索引，交通監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)車輛信息的查詢、管理、收費(fèi)及交通系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；b2)車輛的編隊(duì)在路段監(jiān)控站附近的運(yùn)行路段上設(shè)置一個(gè)特定區(qū)域稱作編隊(duì)區(qū)，編隊(duì)區(qū)應(yīng)設(shè)置有醒目的編隊(duì)區(qū)標(biāo)志牌或路面標(biāo)志、道路道號(hào)標(biāo)志牌或路面標(biāo)志；每一道均應(yīng)附設(shè)有緩沖區(qū)并設(shè)置有緩沖區(qū)標(biāo)志牌或路面標(biāo)志，緩沖區(qū)作為車輛出隊(duì)、入隊(duì)、等后的暫停區(qū)；每一道均應(yīng)附設(shè)有若干個(gè)縱向通過(guò)和橫向通過(guò)警示燈，警示燈采用紅、黃、綠三種顏色的燈光，紅色表示禁止通行、黃色表示狀態(tài)過(guò)渡、綠色表示允許通行；縱向和橫向警示燈互為反邏輯并受路段監(jiān)控站交通監(jiān)控系統(tǒng)的控制；縱向警示燈可采用2-3個(gè)為一組豎向排列或采用豎向安置的長(zhǎng)方形、菱形、雙向箭頭形警示燈，橫向警示燈可采用2-3個(gè)為一組橫向排列或采用橫向安置的長(zhǎng)方形、菱形、雙向箭頭形警示燈，以示區(qū)別；編隊(duì)區(qū)運(yùn)行車道上應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的地面磁性編碼信標(biāo)；在沒(méi)設(shè)監(jiān)控站的道路交叉路段規(guī)定一特定區(qū)域，稱作準(zhǔn)編隊(duì)區(qū)；在編隊(duì)區(qū)或準(zhǔn)編隊(duì)區(qū)，車輛應(yīng)按編隊(duì)區(qū)或準(zhǔn)編隊(duì)區(qū)的運(yùn)行規(guī)范運(yùn)行并按編隊(duì)規(guī)則進(jìn)行編隊(duì)，應(yīng)遵循下述編隊(duì)原則在編隊(duì)區(qū)，車輛必須在限定的速度下行駛；退出編隊(duì)必須先進(jìn)入本車道或鄰近車道的緩沖區(qū)，進(jìn)入一個(gè)車道的編隊(duì)必須先進(jìn)入該車道或其鄰近車道的緩沖區(qū)；一個(gè)新組編的隊(duì)列，排隊(duì)順序?yàn)榫哂蓄I(lǐng)隊(duì)資格者在前，無(wú)領(lǐng)隊(duì)資格者居中，具有守隊(duì)資格者在后；一個(gè)隊(duì)列僅對(duì)應(yīng)于一個(gè)路段內(nèi)其中一個(gè)道號(hào)的一定運(yùn)行時(shí)、空區(qū)間，一個(gè)已編隊(duì)的隊(duì)列進(jìn)入編隊(duì)區(qū)后，原有隊(duì)列編制自動(dòng)撤消；維持原道繼續(xù)運(yùn)行的原有隊(duì)列或隊(duì)列成員有優(yōu)先通過(guò)的權(quán)利并繼續(xù)顯示列隊(duì)信號(hào)標(biāo)志，維持原道繼續(xù)運(yùn)行的原有隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)或守隊(duì)繼續(xù)顯示任職信號(hào)標(biāo)志，并具有優(yōu)先被重新任命的權(quán)利，未被重新任命的領(lǐng)隊(duì)或守隊(duì)在出編隊(duì)區(qū)時(shí)撤消任職信號(hào)標(biāo)志；準(zhǔn)備入隊(duì)且不具有領(lǐng)隊(duì)資格的車輛應(yīng)在隊(duì)列守隊(duì)的協(xié)助下，依次插入隊(duì)列的后部，具有領(lǐng)隊(duì)資格的車輛在其它車輛的配合下依次插入隊(duì)列的前部；在進(jìn)入編隊(duì)區(qū)時(shí)，路段監(jiān)控站與運(yùn)行中的車輛進(jìn)行一輪傳遞監(jiān)控信息的雙向通訊，并且對(duì)上一路段列隊(duì)運(yùn)行的隊(duì)列按照列隊(duì)運(yùn)行要求進(jìn)行檢查、驗(yàn)收，對(duì)違規(guī)車輛進(jìn)行登記；車輛列隊(duì)運(yùn)行主要有三種編排模式第一種是自然編排模式，第二種是調(diào)度編排模式，第三種是混合編排模式；自然編排模式要求車輛根據(jù)編隊(duì)區(qū)的運(yùn)行規(guī)范及列隊(duì)運(yùn)行規(guī)范，根據(jù)具體情況，自己選擇時(shí)機(jī)進(jìn)入或退出隊(duì)列；在出編隊(duì)區(qū)時(shí)，路段監(jiān)控站僅對(duì)車輛的順序流進(jìn)行登記、編號(hào)和任命，選擇合適的領(lǐng)隊(duì)和守隊(duì)，被任命后的領(lǐng)隊(duì)和守隊(duì)?wèi)?yīng)顯示出任職信號(hào)標(biāo)志，被登記列隊(duì)運(yùn)行的車輛應(yīng)顯示列隊(duì)運(yùn)行信號(hào)標(biāo)志；在后續(xù)的運(yùn)行中，領(lǐng)隊(duì)和守隊(duì)負(fù)責(zé)對(duì)松散的隊(duì)列進(jìn)行整頓，調(diào)節(jié)合適的車輛間距及與相鄰隊(duì)列的間距；兩個(gè)相鄰隊(duì)列，通過(guò)前隊(duì)的守隊(duì)與后隊(duì)的領(lǐng)隊(duì)之間的規(guī)范化聯(lián)絡(luò)方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)小隊(duì)列的鏈接即隊(duì)列的動(dòng)態(tài)重組；該編排模式隊(duì)列的車輛數(shù)在2-256范圍內(nèi)，這種編排模式在編隊(duì)區(qū)具有較小的車輛駐留；調(diào)度編排模式要求車輛服從路段監(jiān)控站的調(diào)度，路段監(jiān)控站負(fù)責(zé)選擇合適的領(lǐng)隊(duì)、守隊(duì)、隊(duì)列車輛數(shù)量及組編時(shí)機(jī)，該編隊(duì)模式在出編隊(duì)區(qū)時(shí)就有較規(guī)整的隊(duì)形和較為合理的隊(duì)列車輛數(shù)量，這種編排模式在編隊(duì)區(qū)將具有較多的車輛駐留；混合編排模式是上述兩種隊(duì)列編排摸式的結(jié)合，兼有兩者一些共同特點(diǎn)；在一個(gè)隊(duì)列中，隊(duì)列成員序號(hào)0為任職的領(lǐng)隊(duì)，隊(duì)列成員序號(hào)255為任職的守隊(duì)；b3)隊(duì)列的運(yùn)行監(jiān)控一種簡(jiǎn)易型列隊(duì)運(yùn)行路面磁性信標(biāo)的編碼與設(shè)置列隊(duì)運(yùn)行路面磁性信標(biāo)的編碼采用位碼，位碼組成形式及含義如下D0-D1信標(biāo)類別標(biāo)志位，其中00入編隊(duì)區(qū)標(biāo)志01出編隊(duì)區(qū)標(biāo)志10里程信標(biāo)標(biāo)志11車道及限速標(biāo)志，在該位碼后接六位車道、限速位碼，其中D2-D3表示車道號(hào)00表示0號(hào)車道01表示1號(hào)車道10表示2號(hào)車道11表示3號(hào)車道D4-D7分別表示0-15的限速范圍擋，表示16種不同的限速范圍簡(jiǎn)易型列隊(duì)運(yùn)行路面磁性信標(biāo)永磁體狀態(tài)編碼與設(shè)置簡(jiǎn)易型列隊(duì)運(yùn)行路面磁性信標(biāo)是由永磁體排表示一位，永磁體排這樣組成采用同一極性方向的3-5個(gè)主永磁體與2-4個(gè)副永磁體，副永磁體的長(zhǎng)度約為主永磁體長(zhǎng)度的二分之一，永磁體的軸向垂直于路面，在車道的中部沿橫向設(shè)置2米寬的一個(gè)磁性排；用分組及調(diào)節(jié)主、副永磁體埋設(shè)深度的方法，使得永磁體排在軸平面上、距地面400mm高、2米寬、磁場(chǎng)強(qiáng)度軸向分量為20-40A/M；在上述測(cè)量條件下，永磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)平均值的偏差在±7％范圍內(nèi)沿道路行進(jìn)方向，排間距為1.2米，按照低位在先的順序及信標(biāo)代碼的要求埋設(shè)永磁體；列隊(duì)運(yùn)行路面磁性信標(biāo)埋設(shè)的永磁體狀態(tài)編碼可采用下述兩種形式之一，一種是永磁體“N”極朝上為正向設(shè)置，用代碼“1”代表其狀態(tài)；反之為負(fù)向設(shè)置，用代碼“0”代表其狀態(tài)；另一種是相鄰兩個(gè)永磁體極性方向一致的狀態(tài)用代碼“1”表示，相鄰兩個(gè)永磁體極性方向相反的狀態(tài)用代碼“0”表示；列隊(duì)運(yùn)行中狀態(tài)及命令的編碼與運(yùn)行控制車輛運(yùn)行狀態(tài)及命令的編碼方案一、隊(duì)列內(nèi)部車輛運(yùn)行狀態(tài)及命令采用七位脈沖編碼方式，格式如下用1T脈寬表示位碼“0”；用2T脈寬表示位碼“1”，脈寬基數(shù)T；脈沖間隔1T；D0-D1道號(hào)標(biāo)志位00表示0號(hào)車道01表示1號(hào)車道10表示2號(hào)車道11表示3號(hào)車道D2-D5運(yùn)行狀態(tài)及命令標(biāo)志位0000表示200米縱向坐標(biāo)刻度0001表示里程信標(biāo)0010險(xiǎn)情0011表示緊急制動(dòng)0100表示一般制動(dòng)0101表示減速0110表示加速0111表示請(qǐng)求超車1000表示允許超車1001表示左轉(zhuǎn)1010表示右轉(zhuǎn)1100表示會(huì)車警示1101表示會(huì)車響應(yīng)1110保留1111表示正常行駛D6奇偶校驗(yàn)位0表示隊(duì)列成員序號(hào)為偶數(shù)1表示隊(duì)列成員序號(hào)為奇數(shù)隊(duì)列間運(yùn)行狀態(tài)及命令的編碼隊(duì)列間運(yùn)行狀態(tài)及命令的編碼用十位表示，格式如下D0-D1表示道號(hào)，其中00表示0號(hào)車道01表示1號(hào)車道10表示2號(hào)車道11表示3號(hào)車道D2-D5表示0-15單向隊(duì)列序號(hào)D6表示信息源類別0表示信息由領(lǐng)隊(duì)發(fā)出1表示信息由守隊(duì)發(fā)出D7-D9表示運(yùn)行狀態(tài)及命令000表示里程信標(biāo)001表示險(xiǎn)情010表示緊急制動(dòng)011表示一般制動(dòng)100表示減速101表示加速110保留111表示正常行駛方案二、隊(duì)列內(nèi)部車輛運(yùn)行狀態(tài)及命令采用脈沖編碼方式，格式如下車道號(hào)及各車道傳輸信息的表示方法0號(hào)車道脈沖寬度為1T，后接的脈沖間隔為0.5T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為1T狀態(tài)表示“1”；1號(hào)車道脈沖寬度為2T，后接的脈沖間隔為1T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為2T狀態(tài)表示“1”；2號(hào)車道脈沖寬度為3T，后接的脈沖間隔為1.5T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為3T狀態(tài)表示“1”；3號(hào)車道脈沖寬度為4T，后接的脈沖間隔為2T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為4T狀態(tài)表示“1”；脈寬基數(shù)T；用單獨(dú)一個(gè)脈沖表示200米縱向坐標(biāo)刻度信息，用兩個(gè)脈沖夾一個(gè)等寬脈沖間隔的狀態(tài)表示里程信標(biāo)信息，用四位脈沖表示運(yùn)行狀態(tài)及命令，在上述編碼脈沖后分別接一位奇偶校驗(yàn)脈沖和附加脈沖；奇偶校驗(yàn)位為“0”表示隊(duì)列成員序號(hào)為偶數(shù)，奇偶校驗(yàn)位為“1”表示隊(duì)列成員序號(hào)為奇數(shù)，用奇偶校驗(yàn)法判斷是否是相鄰成員發(fā)出的信息；四位表示運(yùn)行狀態(tài)及命令的脈沖，格式如下0000保留0001保留0010險(xiǎn)情0011表示緊急制動(dòng)0100表示一般制動(dòng)0101表示減速0110表示加速0111表示請(qǐng)求超車1000表示允許超車1001表示左轉(zhuǎn)1010表示右轉(zhuǎn)1100表示會(huì)車警示1101表示會(huì)車響應(yīng)1110保留1111表示正常行駛隊(duì)列間運(yùn)行狀態(tài)及命令的編碼車道號(hào)及各車道傳輸信息的表示方法0號(hào)車道脈沖寬度為1T，后接的脈沖間隔為0.5T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為1T狀態(tài)表示“1”；1號(hào)車道脈沖寬度為2T，后接的脈沖間隔為1T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為2T狀態(tài)表示“1”；2號(hào)車道脈沖寬度為3T，后接的脈沖間隔為1.5T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為3T狀態(tài)表示“1”；3號(hào)車道脈沖寬度為4T，后接的脈沖間隔為2T狀態(tài)表示“0”，后接的脈沖間隔為4T狀態(tài)表示“1”；脈寬基數(shù)T；用單獨(dú)一個(gè)脈沖狀態(tài)表示里程信標(biāo)信息，用八位脈沖表示運(yùn)行狀態(tài)及命令，在上述編碼脈沖后分別接一位奇偶校驗(yàn)位和附加脈沖；奇偶校驗(yàn)位為“0”表示隊(duì)列序號(hào)為偶數(shù)，奇偶校驗(yàn)位為“1”表示隊(duì)列序號(hào)為奇數(shù)，用奇偶校驗(yàn)法判斷是否是相鄰隊(duì)列發(fā)出的信息；八位表示運(yùn)行狀態(tài)及命令的脈沖，格式如下D0-D3表示0-15單向隊(duì)列序號(hào)D4表示信息源類別0表示信息由領(lǐng)隊(duì)發(fā)出1表示信息由守隊(duì)發(fā)出D5-D7表示運(yùn)行狀態(tài)及命令000保留001表示險(xiǎn)情010表示緊急制動(dòng)011表示一般制動(dòng)100表示減速101表示加速110保留111表示正常行駛隊(duì)列內(nèi)及隊(duì)列間的通訊要求隊(duì)列運(yùn)行中的通訊采用無(wú)線電、紅外線或激光通訊方式；同一線路上的無(wú)線電通訊，上行方向與下行方向采用不同的兩個(gè)特定載波頻率；同時(shí)，控制載波頻率、功率及發(fā)射、接收天線方向，用于限制無(wú)線電波的有效范圍，避免無(wú)線電通訊中的相互干擾；在無(wú)線電通訊方式中，領(lǐng)隊(duì)與守隊(duì)能相互進(jìn)行雙向通訊；領(lǐng)隊(duì)與本隊(duì)列成員之間只能進(jìn)行單向通訊領(lǐng)隊(duì)是發(fā)方，成員是收方；守隊(duì)與后續(xù)相鄰隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)之間只能進(jìn)行單向通訊守隊(duì)是發(fā)方，后續(xù)相鄰隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)是收方；在隊(duì)列運(yùn)行中，紅外線或激光通訊只在相鄰的車輛間進(jìn)行單向通訊前方車輛是發(fā)方，后方車輛是收方；紅外線或激光通訊采用脈沖編碼，每一組編碼脈沖重復(fù)發(fā)送三次，每組之間相隔2倍于一個(gè)脈沖寬度的間隔，通訊的收方采用表決方式以辯明通訊數(shù)據(jù)的有效性；隊(duì)列內(nèi)部成員間、隊(duì)列間相對(duì)速度、間距的檢測(cè)與運(yùn)行控制在列隊(duì)運(yùn)行過(guò)程中，領(lǐng)隊(duì)向自己隊(duì)列成員采用無(wú)線電通訊方式并行地發(fā)出運(yùn)行狀態(tài)及命令信息；同時(shí)，也通過(guò)隊(duì)列成員間采用紅外或激光通訊方式串行地發(fā)出運(yùn)行狀態(tài)及命令信息；隊(duì)列成員根據(jù)獲得的這些信息幾乎是同步地采用同一種方式控制各自運(yùn)行狀態(tài)的改變；在列隊(duì)運(yùn)行過(guò)程中，守隊(duì)向后續(xù)相鄰隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)采用無(wú)線電通訊方式發(fā)出本隊(duì)列運(yùn)行狀態(tài)改變的信息，后續(xù)相鄰隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)根據(jù)具體情況，采取相應(yīng)的控制對(duì)策；除此之外，隊(duì)列的運(yùn)行控制還需要檢測(cè)相鄰成員間及相鄰隊(duì)列間的相對(duì)速度與間距，這是依靠下述方法實(shí)現(xiàn)的通過(guò)車載磁傳感器對(duì)道路上里程信標(biāo)的檢測(cè)，并通過(guò)車載距離傳感器，以里程信標(biāo)為相對(duì)基準(zhǔn)，劃分五個(gè)二百米間隔，從而構(gòu)成了道路里程、二百米間隔的縱向坐標(biāo)刻度；隊(duì)列運(yùn)行中的車輛通過(guò)紅外或激光通訊方式，向后續(xù)車輛發(fā)出自身經(jīng)過(guò)里程信標(biāo)及二百米縱向坐標(biāo)刻度的時(shí)刻信息；隊(duì)列的守隊(duì)采用無(wú)線電通訊方式，向后續(xù)隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)發(fā)出自身經(jīng)過(guò)里程信標(biāo)的時(shí)刻信息，這項(xiàng)工作在車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)的控制下進(jìn)行；正常行駛狀態(tài)下，其相對(duì)速度、相互間隔距離求取方法如下稱前邊車為1#車，后邊車輛為2#車；2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下自身最新通過(guò)的一個(gè)二百米間隔時(shí)間，稱2#車的0時(shí)段運(yùn)行周期，并設(shè)定為T20；運(yùn)用紅外或激光通訊方式，2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下1#車輛最新通過(guò)的一個(gè)二百米間隔時(shí)間，稱1#車的0時(shí)段運(yùn)行周期，并設(shè)定為T10；2#車輛相對(duì)1#車的速度為V21=200(T10-T20)/T10T20m/s,V21為正表示2#車的速度大于1#車的速度，V21為負(fù)表示2#車的速度小于1#車的速度；2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下1#車輛最新通過(guò)的一個(gè)二百米縱向坐標(biāo)刻度的時(shí)刻，并設(shè)定為t10；2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下自身最新通過(guò)的一個(gè)二百米縱向坐標(biāo)刻度的時(shí)刻，并設(shè)定為t20；設(shè)定其二百米縱向坐標(biāo)刻度時(shí)刻差Δt0=t20-t10；以2#車最新通過(guò)二百米縱向坐標(biāo)刻度的時(shí)刻為基準(zhǔn)，2#車輛相對(duì)1#車的距離間隔為S21=VLΔt0m，式中VL為聯(lián)動(dòng)速度的估計(jì)值，可取200/T20、200/T10、400/(T10+T20)或100(T10+T20)/T10T20,S21的有效值范圍0-200米；車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)由通訊獲得的隊(duì)列運(yùn)行狀態(tài)或命令信息數(shù)據(jù)以及通過(guò)上述方法獲得的信息數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，送入車輛的縱向控制回路，控制自身車輛的運(yùn)行狀態(tài)、確定相應(yīng)的速度、保持合理的車輛間距；或顯示上述信息，用于人工控制以保持相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)；兩個(gè)運(yùn)行中相鄰隊(duì)列的相對(duì)速度和間距，是指前一隊(duì)列的守隊(duì)車輛與后一隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)車輛之間的相對(duì)速度和間距；正常行駛狀態(tài)下，其相對(duì)速度、相互間隔求取方法如下稱前邊隊(duì)列的守隊(duì)車輛為1#車，后邊隊(duì)列的領(lǐng)隊(duì)車輛為2#車；2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下自身最新通過(guò)的一個(gè)里程信標(biāo)間隔時(shí)間，稱2#車的0時(shí)段運(yùn)行周期，并設(shè)定為T20；運(yùn)用無(wú)線電通訊方式，2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下1#車輛最新通過(guò)的一個(gè)里程信標(biāo)間隔時(shí)間，稱1#車的0時(shí)段運(yùn)行周期，并設(shè)定為T10；2#車相對(duì)1#車的速度為V21=1000(T10-T20)/T10T20m/s,V21為正表示2#車的速度大于1#車的速度，V21為負(fù)表示2#車的速度小于1#車的速度；2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下1#車輛最新通過(guò)的一個(gè)里程信標(biāo)的時(shí)刻值，并設(shè)定為t10；2#車的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)記錄下自身最新通過(guò)的一個(gè)里程信標(biāo)時(shí)刻值，并設(shè)定為t20；設(shè)定其通過(guò)里程信標(biāo)時(shí)刻差Δt0=t20-t10；以2#車最新通過(guò)里程信標(biāo)的時(shí)刻為基準(zhǔn)，2#車輛相對(duì)1#車的距離間隔為S21=VLΔt0m，式中VL為聯(lián)動(dòng)速度的估計(jì)值，可取1000/T20、1000/T10、2000/(T10+T20)或500(T10+T20)/T10T20,S21的有效值范圍0-1000米；上述計(jì)算工作由車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)或另外專門設(shè)置的速度控制計(jì)算機(jī)完成；領(lǐng)隊(duì)的車載監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)由通訊獲得的前方隊(duì)列運(yùn)行狀態(tài)或命令信息數(shù)據(jù)以及通過(guò)上述方法獲得的信息數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，確定相應(yīng)對(duì)策，向本隊(duì)列發(fā)出運(yùn)行狀態(tài)或命令，并控制自身車輛的運(yùn)行狀態(tài)、確定相應(yīng)的速度、保持合理的隊(duì)列間距；或顯示上述信息，用于人工控制以保持隊(duì)列相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種公路交通中車輛列隊(duì)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)方法,它通過(guò)對(duì)公路交通運(yùn)行信息的采集、處理、通訊,采用電子牌照、編隊(duì)、運(yùn)行監(jiān)控等措施使車輛列隊(duì)運(yùn)行。車輛的列隊(duì)運(yùn)行有效的抑制了交通系統(tǒng)噪聲或擾動(dòng)的作用,提高了系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。隊(duì)列在領(lǐng)隊(duì)的監(jiān)控下,采取協(xié)調(diào)的運(yùn)行控制,保持合理的車輛間距、隊(duì)列間距和隊(duì)列運(yùn)行速度,降低了車輛對(duì)交通系統(tǒng)時(shí)、空資源的占用量,提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。此外,列隊(duì)運(yùn)行還為車輛的自動(dòng)駕駛創(chuàng)造了一項(xiàng)重要的運(yùn)行條件。
文檔編號(hào)G08G1/00GK1301001SQ99126979
公開日2001年6月27日 申請(qǐng)日期1999年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月23日
發(fā)明者李善伯 申請(qǐng)人:李善伯