一种智能交通系统和方法

本发明涉及一种交通系统和方法，尤其涉及一种可以控制车辆行驶的交通系统和方法。

随着城市化进程的加快，城市交通问题越发凸显，道路上车辆拥堵的问题日益严重，还没有行之有效的解决方案。

现有技术下智能交通系统定义：通过交通资讯信息的收集和传递，实现对车流在时间和空间上的引导、分流，避免公路堵塞，加强公路用户的安全，以减少交通事故的发生。并改善高速公路交通运输环境，使车辆和司乘人员在高速公路上安全、快速、畅通、舒适地运行。

根据智能交通系统定义，可以知道：现有技术的智能交通系统偏重于信息发布，而较少介入对车辆的控制。因此，现有智能道路技术只能缓解城市道路拥堵状况，无法从根本上解决城市交通拥堵问题。

因此，现在急需一种对车辆上路进行控制管理的智能交通系统。

本发明的目的在于提供一种可以预约车辆上路，对上路车辆进行管理控制，还直接控制车辆的行驶过程，做到车辆上路必有行驶位置，车辆有行驶位置才能上路，从源头上解决交通拥堵问题。

本发明的技术方案如下：

一种智能交通系统，包括用户终端、车辆，其中，还包括时径管理中心、以及道路的入口监控站和出口监控站；

所述时径管理中心包括和用户终端对应的用户数据库，以及同用户数据库中的用户相应的时径与电子地图；

所述时径包括用户车辆的出发位置、出发时间、目的位置、到达时间、时经点位置坐标、时经点的进入时间和时经点的驶出时间；

用户终端向时径管理中心发送申请信息，申请上路路程的时径；所述时径管理中心根据申请信息计算出该用户使用车辆的时径和电子地图，并将计算出的时径和电子地图返回给用户终端；

所述用户终端确认时径管理中心安排的时径和电子地图后，所述时径管理中心就将该时径确认归该申请人所有；

所述车辆按照从时径管理中心获取的时径和电子地图上路行驶；

所述入口监控站设在道路入口位置，用于安排车辆按时径进入交通系统行驶；

所述出口监控站设在道路的出口附近，用于向所述时径管理中心反馈监控车辆是否按时径正常驶出。

所述的智能交通系统，其中，所述用户终端的申请信息包括、出发位置、目的位置、出发时间和/或到达时间。

所述的智能交通系统，其中，在所述出口监控站和入口监控站设置摄像机和电子牌照识别系统。

所述的智能交通系统，其中，当车辆按申请的时径驶出出口时，出口监控站的摄像机和电子牌照识别系统识别出车辆的电子牌照，并向时径管理中心发出确认信号，确认该车辆申请的时径完成。

所述的智能交通系统，其中，所述电子地图包括道路坐标，以及对应道路坐标的转向角、坡度和速度信息。

一种智能交通方法，通过用户终端、时径管理中心、以及道路的入口监控站和出口监控站对车辆行驶进行管理，具体包括以下步骤：

步骤A、所述时径管理中心包括和用户终端对应的用户数据库，以及同用户数据库中的用户相应的时径和电子地图；

所述时径包括用户的出发时间和/或达到时间、出发位置、目的位置、时经点位置、时经点的进入时间和时经点的驶出时间；

步骤B、在某一路段的进口位置设有入口监控站，在该路段的出口位置设有出口监控站，入口监控站和出口监控站通过网络与时径管理中心相联，用户终端通过有线或无线网络与时径管理中心相联；

步骤C、所述用户终端向所述时径管理中心发出申请时径的申请信息；

步骤D、时径管理中心根据用户终端发送的申请信息，计算出申请的时径与电子地图，并将计算出的车辆所使用的时径与电子地图发送给用户终端；

步骤E、所述用户终端确认所述时径管理中心批准的时径，所述时径管理中心将为用户批准的时径分配给该用户终端所使用的车辆；

步骤F、所述车辆按照时径管理中心获取批准的时径和电子地图上路行驶；

步骤G、所述道路入口位置的入口监控站安排车辆按时径进入交通系统行驶；

所述道路的出口附近的出口监控站向所述时径管理中心反馈监控车辆是否按时径正常驶出。

所述的智能交通方法，其中，所述出口监控站和入口监控站设置摄像机和电子牌照识别系统。

所述的智能交通方法，其中，所述步骤G包括：车辆驶入所述入口监控站以后，所述入口监控站的摄像机和电子牌照识别系统识别出车辆的电子牌照，并向时径管理中心发出信息，确认该电子牌照的车辆开始使用它所述申请的时径。

所述的智能交通方法，其中，车辆按申请的时径驶出出口时，出口监控站的摄像机和电子牌照识别系统识别出车辆的电子牌照，并向时径管理中心发出确认信号，确认该车辆申请的时径完成。

所述的智能交通方法，其中，所述电子地图包括道路坐标，以及对应道路坐标的转向角、坡度和速度信息。

本发明提供的智能交通系统和方法，建立为用户分配时径的时径管理中心，用户向所述时径管理中心发送出发位置、目的位置、出发时间和/或达到时间后，所述时径管理中心为用户安排相应的时径与电子地图；所述智能交通系统通过道路上的入口监控站和出口监控站即时向时径管理中心提交车辆按照时径行驶的情况，所述执行时径的车辆按照批准的时径与电子地图行驶，可以对道路中行驶的每一辆车进行精确监控，是实现车辆智能驾驶的基础。应用本发明的智能交通系统最终可实现真正意义上的智能交通，从而解决目前困扰大城市发展的交通拥堵问题，极大地提高城市交通系统的安全性、舒适性和运行效率，极大地降低能耗和交通环境污染。

图1为本发明智能道路系统中对道路时径的定义说明；

图2为本发明智能道路系统的结构示意图；

图3为本发明智能道路系统行驶方法的示意图。

下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。

本发明提供的智能交通系统，应用了时径的概念，时径的定义如下：设车道AN为一段道路的一条车道，全段车道中有B、C、D……个中间点，本发明可以将车道的这些中间点称为时经点，如图1所示。某车x以一定速度顺序从A点行驶到N点，该车在从头至尾通过A点时会产生一个A点的坐标数据XA、一个进入时间点tAi和一个驶出时间点tAo，通过B点时会产生一个B点的坐标数据XB、一个进入时间点tBi和一个驶出时间点tBo，通过C点时会产生一个C点的坐标数据XC、一个进入时间点tCi和一个驶出时间点tCo，通过D点时会产生一个D点的坐标数据XD、一个进入时间点tDi和一个驶出时间点tDo，……通过N点时会产生一个N点的坐标数据XN、一个进入时间点tNi和一个驶出时间点tNo，由XA，tAi，tAo，XB，tBi，tBo，XC，tCi，tCo，XD，tDi，tDo……XN，tNi，tNo组成的时间点组合反映了该车在车道AN段的行驶过程。本发明将由XA，tAi，tAo，XB，tBi，tBo，XC，tCi，tCo，XD，tDi，tDo……XN，tNi，tNo组成的时经点位置坐标、时经点的进入时间、时经点的驶出时间构成车辆x在车道AN上的时径。

本发明的智能交通系统包括时径管理中心、用户终端、车辆、以及道路的入口监控站和出口监控站，如图2和图3所示。由于道路分为多个路段，所以，所述智能交通系统的时径管理中心可以管理多个入口监控站和出口监控站。每辆车可以有一个用户终端或多个用户终端，所述时径管理中心可以管理多个用户终端。

所述道路入口监控站和出口监控站所在的地理位置可以对应于道路的时经点，所述道路的入口监控站的进入时间对应该时经点的进入时间，所述道路的出口监控站的驶出时间对应该时经点的驶出时间。

所述时径管理中心包括和用户终端对应的用户数据库，以及同用户数据库中的用户相应的时径与电子地图。

所述时径包括用户车辆的出发位置、出发时间、目的位置、到达时间、时经点位置、时经点对应的进入时间和驶出时间。入口监控站设在道路入口位置，用于安排进路车辆顺序、准确地按时径和电子地图进入交通系统行驶。

出口监控站设在道路的出口附近，用于监控车辆是否按时径正常驶出。

用户终端与所述时径管理中心连接，用于用户通过用户终端向时径管理中心申请上路路程的时径和电子地图。

车辆在进入道路之前，由用户终端先向所述时径管理中心申请时径和电子地图，申请信息包括使用、出发位置、目的位置、出发时间和/或到达时间；所述时径管理中心根据申请信息计算出该用户使用车辆的时径与电子地图，所述电子地图包括与位置坐标对应的速度、转向角、坡度等道路电子地图信息。

所述时径管理中心将计算出的该用户申请车辆的时径与电子地图返回给用户的用户终端，所述用户在用户终端确认时径管理中心批准的时径与电子地图后，所述时径管理中心就将该时径确认归该申请人所有，其它车辆不能再占用。所述车辆按照时径管理中心批准的时径与电子地图，以规定的时径从出发位置到达目的位置。

用户的车辆进入道路之前，先提前进入道路入口监控站等待，随后按照申请的时径与电子地图进入道路行驶。

本发明提供的智能交通方法，如图3所示，具体包括以下步骤：

步骤1、在某一路段即时经点的进口位置设有入口监控站，在该路段的出口位置设有出口监控站，入口监控站和出口监控站通过网络与时径管理中心相联，用户终端通过有线或无线网络与时径管理中心相联，用户使用的车辆可以从用户终端或者时径管理中心获取批准的时径与电子地图。

步骤2、用户通过所述用户终端向所述时径管理中心申请时径，申请时径时会向所述时径管理中心发送车辆电子牌照、出发位置、目的位置、出发时间或到达时间的申请信息。

步骤3、时径管理中心根据用户从用户终端发送的申请信息，计算出该用户申请的时径与电子地图，并将计算出的用户车辆所使用的时径与电子地图发送给用户终端。

步骤4、用户在所述用户终端确认所述时径管理中心安排的时径与电子地图。

步骤5、所述时径管理中心将为用户安排的时径分配给该用户所使用的车辆，其它车辆不能再占用。

步骤6、车辆按照时径管理中心获取批准的时径与电子地图上路行驶，包括时径与电子地图中包括的出发位置、驾驶路线和驾驶速度等。

步骤7、在所述出口监控站和入口监控站设置摄像机和电子牌照识别系统。当车辆驶入所述入口监控站以后，所述入口监控站的摄像机和电子牌照识别系统识别出车辆的电子牌照，并向时径管理中心发出信息，确认该电子牌照的车辆开始使用它所述申请的时径。

步骤8、当车辆按申请的时径驶出出口时，出口监控站的摄像机和电子牌照识别系统识别出车辆的电子牌照，并向时径管理中心发出确认信号，确认该车辆申请的时径完成。

如果被批准了时径的车辆为智能车辆，则该车在等待区将由人工驾驶状态转为智能驾驶状态，如果该车为人工驾驶，则进入智能指导行驶状态。本发明的智能交通系统中，车辆以批准的时径与电子地图进行行驶，具体包括预定的出发位置、出发时间、目的位置、到达时间、时经点位置、时经点的进入时间、时经点的驶出时间、以及与时径对应的速度、转向角、坡度等道路电子地图信息等。

车辆在道路正常行驶时，驾驶员需要控制的唯一两个变量是转向角与速度，其中转向角与道路转弯半径是一一对应关系，知道道路转弯半径即可计算出车辆的转向角；速度则与道路转弯半径、坡度相关，但不存在对应关系，对于一段规范的道路，可以根据道路具体状况和国家相关标准由时径管理中心规定一个该路段的车辆行驶速度；由某段道路上所有关键点的坐标、转向角、坡度和速度信息组成的数据组合称为该段道路的电子地图，车辆获得某路段的电子地图后，就可根据车辆自身情况形成该路段的驾驶操控信息，满足车辆自动驾驶或智能指导驾驶的条件要求；

本发明提供的智能交通系统和方法，建立为用户分配时径的时径管理中心，用户向所述时径管理中心发送出发位置、目的位置、出发时间和/或达到时间后，所述时径管理中心为用户安排相应的时径与电子地图；所述智能交通系统通过道路上的入口监控站和出口监控站即时向时径管理中心提交车辆按照时径与电子地图行驶的情况、所述执行时径的车辆按照批注时径与电子地图中的时径和速度行驶；本发明提供的智能交通系统和方法，是一种可以预约上路的交通系统和方法，可以对道路中行驶的每一辆车进行精确监控，是实现车辆智能驾驶的基础。应用本发明的智能交通系统最终可实现真正意义上的智能交通，从而解决目前困扰大城市发展的交通拥堵问题，极大地提高城市交通系统的安全性、舒适性和运行效率，极大地降低能耗和交通环境污染。

应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。