全时共享公交专用道系统及方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910237393.0 (22)申请日 2019.03.27 (71)申请人 武汉理工大学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 朱顺应海天睿冯俊洁孟少寅 罗寅杰饶浪 (74)专利代理机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通合伙) 42222 代理人 薛玲 (51)Int.Cl. G08G 1/01(2006.01) G08G 1/087(2006.01) G08G 1/09(2006.01) (54)发明名称 一种全时共享公交专用道系。

2、统及方法 (57)摘要 本发明提出了一种全时共享公交专用道系 统及方法。 本发明系统包括公交车载GPS模块、 公 交车载速度模块、 公交车载微处理器、 公交车载 无线传输模块、 路上无线传输模块、 路上微处理 器、 道钉指示灯； 本发明方法通过公交车载GPS模 块获取位置、 通过公交车载速度模块采集速度， 公交车载微处理器通过位置以及速度计算公交 车移动闭塞区间范围， 并经公交车载无线传输模 块无线传输至路上无线传输模块， 路上微处理器 根据路上无线传输模块接受的公交车移动闭塞 区间范围以切换道钉指示灯颜色， 从而引导社会 车辆驶入或换出公交车道。 本发明有效增加了社 会车辆通行效率、 减少社。

3、会车辆车均延误、 提高 道路利用率。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 109903564 A 2019.06.18 CN 109903564 A 1.一种全时共享公交专用道系统， 其特征在于， 包括： 公交车载GPS模块、 公交车载速度 模块、 公交车载微处理器、 公交车载无线传输模块、 路上无线传输模块、 路上微处理器、 道钉 指示灯； 所述公交车载微处理器分别与所述的公交车载GPS模块、 公交车载速度模块以及公交 车载无线传输模块通过导线依次连接； 所述公交车载无线传输模块与所述路上无线传输模 块通过无线通信方式无线连接； 所述的路上无线传输模块、 路上微处理器、 道钉指示灯通。

4、过 导线依次串联连接。 2.根据权利要求1所述的全时共享公交专用道系统， 其特征在于， 所述公交车载GPS模块安装在公交车内部， 能够实时获取公交车位置； 所述公交车载速度模块安装在公交车内部， 能够实时获取公交车速度； 所述公交车载微处理器安装在公交车内部， 能通过公交车位置、 公交车速度， 实时计算 公交车移动闭塞区间范围， 并将闭塞指令经过公交车载无线传输模块发送给路上无线传输 模块； 所述公交车载无线传输模块安装在公交车上， 能够实时接收公交车载微处理器的公交 车移动闭塞区间范围并无线发送给路上无线传输模块； 所述路上无线传输模块埋设在公交专用道路面下方， 能够实时接收公交车载无线传输。

5、 模块发送的闭塞信号并将信号传给路上微处理器； 所述路上微处理器埋设在公交专用道路面下方， 能够实时接收路上无线传输模块发送 的闭塞信号， 并控制闭塞区间范围内的道钉指示灯显示红色； 所述道钉指示灯， 呈中心突起的立方体， 其铺设方向平行于道路中心线， 沿公交车道与 社会车道分隔线每L米铺设一个。 3.一种采用权利要求2所述的全时共享公交专用道系统进行全时共享公交专用道方 法， 其特征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 将所述道钉指示灯平行于道路中心线方向铺设， 沿公交车道与社会车道分隔线 每L米铺设一个； 步骤2： 利用所述公交车载GPS模块获取位置， 通过所述公交车载速度模块获取速度， 公 。

6、交车载微处理器根据位置以及速度计算公交车移动闭塞区间范围； 步骤3： 并传输至公交车载无线传输模块， 公交车移动闭塞区间范围通过所述公交车载 无线传输模块无线传输至所述路上无线通信模块， 进一步传输至所述微处理器， 所述路上 微处理器根据公交车移动闭塞区间范围切换所述道钉指示灯颜色， 从而引导社会车辆驶入 或换出公交车道。 4.根据权利要求3所述的全时共享公交专用道方法， 其特征在于， 步骤1中所述所述道 钉指示灯铺设的位置为： 以公交专用道与社会车道分隔标线起点为原点O， 沿车辆前进方向为Y轴正方向， 以Y轴 顺时针旋转90 方向为X轴正方向， 且第一个道钉指示灯位于原点； 步骤1中所述道钉。

7、指示灯的位置坐标依次为： (0， 0)， (0， L)， (0， 2*L),.,(0， (M-1)*L)， (0， M*L) 即第n个道钉指示灯的坐标为(0， (n-1)*L),n1,M， 所述道钉指示灯的数量为M+1。 5.根据权利要求3所述的全时共享公交专用道方法， 其特征在于， 步骤2中所述公交车 权利要求书 1/2 页 2 CN 109903564 A 2 移动闭塞区间是一段从公交车尾部到公交车前方一定距离的区间， 能够保证公交车以自由 流速行驶， 旨在不影响公交优先通行； 步骤2中所述计算公交车移动闭塞区间范围为： dbmblb+St+lc+Lm 其中， dbmb为移动闭塞区间长度，。

8、 lb为公交车长度， St为停车视距， lc为小汽车长度， Lm为 小汽车驾驶员视野盲区长度， t1为驾驶员反应时间， t2为驾驶员制动时间， v为公交车行驶车 速， 为路面与轮胎间的纵向摩阻系数， i为路拱横坡度， l0为停车安全距离， Lm为小汽车驾 驶员视野盲区长度， D为公交专用道宽度， 为驾驶员行车过程中的前方视野范围。 6.根据权利要求3所述的全时共享公交专用道方法， 其特征在于， 步骤3中所述所述路 上微处理器根据公交车移动闭塞区间范围切换所述道钉指示灯颜色为: 随着公交车向前行驶， 所述公交移动闭塞区间同步向前移动； 依次进入所述公交移动闭塞区间内的道钉指示灯由绿色变为红色， 。

9、具体判断过程为： 将公交车视为矩形， 设矩形中心坐标为公交车位置坐标， 即为D为公交专用道 宽度， yt为t时刻公交车矩形中心的纵坐标； 则t时刻公交移动闭塞区间的纵坐标范围可表示为步骤1中所 述第n个道钉指示灯铺设位置纵坐标为(n-1)*L， 则t时刻处于公交移动闭塞区间内的道钉 指示灯序号可表示为： 依次退出所述公交移动闭塞区间内的道钉指示灯由红色变为绿色， 具体判断过程为： t时刻处于公交移动闭塞区间外的道钉指示灯序号可表示为： 所述道钉指示灯变绿表示允许社会车辆换入， 所述道钉指示灯变红表示禁止换入并提 醒公交专用道上的社会车辆换出， 所述道钉指示灯两侧的黄灯主要用于夜间警示驾驶员； 。

10、从而引导社会车辆驶入或换出公交车道。 权利要求书 2/2 页 3 CN 109903564 A 3 一种全时共享公交专用道系统及方法 技术领域 0001 本发明属于交通规划与管理领域， 尤其涉及一种全时共享公交专用道系统及方 法。 背景技术 0002 目前城市道路普遍采用公交专用道来保证公交车的通行优先性， 即早晚高峰时段 禁止社会车辆驶入。 但高峰时段常常会出现公交专用道几乎空无一车、 相邻社会车道严重 拥堵的道路资源分配不均现象， 造成了严重的道路资源浪费， 引发了市民的不满， 不利于公 交优先政策的发展。 0003 移动闭塞是广泛应用在轨道交通中的一种技术。 移动闭塞系统中列车和轨旁设备。

11、 必须保持连续的双向通信。 列车不间断向轨旁控制器传输其标识、 位置、 方向和速度， 轨旁 控制器根据来自列车的信息计算、 确定列车的安全行车间隔， 并将相关信息传递给列车,控 制列车运行。 0004 将轨道移动闭塞的思想应用于城市道路交通系统中的公交车辆， 通过公交车载 GPS模块获取位置信息， 然后利用公交车车载移动闭塞装置计算公交移动闭塞长度， 再通过 无线传输设备将信息传输给路旁基站， 最后控制道钉指示灯切换颜色以引导车辆借用公交 专用道。 发明内容 0005 为了解决上述技术问题， 本发明提出了一种全时共享公交专用道系统及方法， 本 发明即在全时段向社会车辆开放。 公交车移动闭塞区间。

12、外的社会车辆可自由行驶， 并强制 侵入公交车移动闭塞区间内的社会车辆驶出公交专用道。 通过禁止小汽车侵入公交车移动 闭塞区间， 在保证在公交优先的前提下最大化车道利用率。 0006 本发明系统采用的技术方案是一种全时共享公交专用道系统， 其特征在于， 包括： 公交车载GPS模块、 公交车载速度模块、 公交车载微处理器、 公交车载无线传输模块、 路上无 线传输模块、 路上微处理器、 道钉指示灯； 0007 所述公交车载微处理器分别与所述的公交车载GPS模块、 公交车载速度模块以及 公交车载无线传输模块通过导线依次连接； 所述公交车载无线传输模块与所述路上无线传 输模块通过无线通信方式无线连接； 。

13、所述的路上无线传输模块、 路上微处理器、 道钉指示灯 通过导线依次串联连接。 0008 作为优选， 所述公交车载GPS模块安装在公交车内部， 能够实时获取公交车位置； 0009 作为优选， 所述公交车载速度模块安装在公交车内部， 能够实时获取公交车速度； 0010 作为优选， 所述公交车载微处理器安装在公交车内部， 能通过公交车位置、 公交车 速度， 实时计算公交车移动闭塞区间范围， 并将闭塞指令经过公交车载无线传输模块发送 给路上无线传输模块； 0011 作为优选， 所述公交车载无线传输模块安装在公交车上， 能够实时接收公交车载 说明书 1/5 页 4 CN 109903564 A 4 微处。

14、理器的公交车移动闭塞区间范围并无线发送给路上无线传输模块； 0012 作为优选， 所述路上无线传输模块埋设在公交专用道路面下方， 能够实时接收公 交车载无线传输模块发送的闭塞信号并将信号传给路上微处理器； 0013 作为优选， 所述路上微处理器埋设在公交专用道路面下方， 能够实时接收路上无 线传输模块发送的闭塞信号， 并控制闭塞区间范围内的道钉指示灯显示红色； 0014 作为优选， 所述道钉指示灯， 呈中心突起的立方体， 其铺设方向平行于道路中心 线， 沿公交车道与社会车道分隔线每L米铺设一个； 0015 本发明方法的技术方案为一种全时共享公交专用道方法， 具体包括以下步骤： 0016 步骤1。

15、： 将所述道钉指示灯平行于道路中心线方向铺设， 沿公交车道与社会车道分 隔线每L米铺设一个； 0017 步骤2： 利用所述公交车载GPS模块获取位置， 通过所述公交车载速度模块获取速 度， 公交车载微处理器根据位置以及速度计算公交车移动闭塞区间范围； 0018 步骤3： 并传输至公交车载无线传输模块， 公交车移动闭塞区间范围通过所述公交 车载无线传输模块无线传输至所述路上无线通信模块， 进一步传输至所述微处理器， 所述 路上微处理器根据公交车移动闭塞区间范围切换所述道钉指示灯颜色， 从而引导社会车辆 驶入或换出公交车道。 0019 作为优选， 步骤1中所述所述道钉指示灯铺设的位置为： 0020。

16、 以公交专用道与社会车道分隔标线起点为原点O， 沿车辆前进方向为Y轴正方向， 以Y轴顺时针旋转90 方向为X轴正方向， 且第一个道钉指示灯位于原点。 0021 步骤1中所述道钉指示灯的位置坐标依次为： 0022 (0， 0)， (0， L)， (0， 2*L),.,(0， (M-1)*L)， (0， M*L) 0023 即第n个道钉指示灯的坐标为(0， (n-1)*L),n1,M， 所述道钉指示灯的数量为M +1； 0024 作为优选， 步骤2中所述公交车移动闭塞区间是一段从公交车尾部到公交车前方 一定距离的区间， 能够保证公交车以自由流速行驶， 旨在不影响公交优先通行； 0025 步骤2中所。

17、述计算公交车移动闭塞区间范围为： 0026 dbmblb+St+lc+Lm 0027 0028 其中， dbmb为移动闭塞区间长度， lb为公交车长度， St为停车视距， lc为小汽车长度， Lm为小汽车驾驶员视野盲区长度， t1为驾驶员反应时间， t2为驾驶员制动时间， v为公交车行 驶车速， 为路面与轮胎间的纵向摩阻系数， i为路拱横坡度， l0为停车安全距离， Lm为小汽 车驾驶员视野盲区长度， D为公交专用道宽度， 为驾驶员行车过程中的前方视野范围； 0029 作为优选， 步骤3中所述所述路上微处理器根据公交车移动闭塞区间范围切换所 述道钉指示灯颜色为: 0030 随着公交车向前行驶，。

18、 所述公交移动闭塞区间同步向前移动； 0031 依次进入所述公交移动闭塞区间内的道钉指示灯由绿色变为红色， 具体判断过程 说明书 2/5 页 5 CN 109903564 A 5 为： 0032将公交车视为矩形， 设矩形中心坐标为公交车位置坐标， 即为D为公交 专用道宽度， yt为t时刻公交车矩形中心的纵坐标。 0033则t时刻公交移动闭塞区间的纵坐标范围可表示为步骤1 中所述第n个道钉指示灯铺设位置纵坐标为(n-1)*L， 则t时刻处于公交移动闭塞区间内的 道钉指示灯序号可表示为： 0034(n取整数) 0035 依次退出所述公交移动闭塞区间内的道钉指示灯由红色变为绿色， 具体判断过程 为：。

19、 0036 t时刻处于公交移动闭塞区间外的道钉指示灯序号可表示为： 0037(n取整数) 0038 所述道钉指示灯变绿表示允许社会车辆换入， 所述道钉指示灯变红表示禁止换入 并提醒公交专用道上的社会车辆换出， 所述道钉指示灯两侧的黄灯主要用于夜间警示驾驶 员； 0039 从而引导社会车辆驶入或换出公交车道。 0040 本发明优点在于， 可以有效地增加社会车辆通行效率、 减少社会车辆车均延误、 提 高道路利用率。 附图说明 0041 图1： 为本发明的系统框图； 0042 图2： 为本发明实施例提供的一种全时共享公交专用道公交移动闭塞区间。 具体实施方式 0043 下面将结合本发明实施例中的附图。

20、， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0044 本发明具体实施方式汇总系统采用的技术方案是一种全时共享公交专用道系统， 其特征在于， 包括： 公交车载GPS模块、 公交车载速度模块、 公交车载微处理器、 公交车载无 线传输模块、 路上无线传输模块、 路上微处理器、 道钉指示灯； 0045 所述公交车载微处理器分别与所述的公交车载GPS模块、 公交车载速度模块以及 公交车载无线传输模。

21、块通过导线依次连接； 所述公交车载无线传输模块与所述路上无线传 输模块通过无线通信方式无线连接； 所述的路上无线传输模块、 路上微处理器、 道钉指示灯 说明书 3/5 页 6 CN 109903564 A 6 通过导线依次串联连接。 0046 所述公交车载GPS模块选型为BD12-AT； 所述公交车载速度模块选型为LG901A-4； 所述公交车载微处理器选型为M054LBN； 所述公交车载无线传输模块选型为CC2530F256无 线通信模块； 所述路上无线传输模块选型为CC2530F256无线通信模块； 所述路上微处理器 选型为M054LBN； 所述道钉指示灯选型为RS-716无线同步太阳能道。

22、钉灯。 0047 下面结合图1至图2介绍本发明的具体实施方式为： 0048 步骤1： 将所述道钉指示灯平行于道路中心线方向铺设， 沿公交车道与社会车道分 隔线每L米铺设一个； 0049 步骤1中所述所述道钉指示灯铺设的位置为： 0050 以公交专用道与社会车道分隔标线起点为原点O， 沿车辆前进方向为Y轴正方向， 以Y轴顺时针旋转90 方向为X轴正方向， 且第一个道钉指示灯位于原点， L4m； 0051 步骤1中所述道钉指示灯的位置坐标依次为： 0052 (0， 0)， (0， L)， (0， 2*L),.,(0， (M-1)*L)， (0， M*L) 0053 即第n个道钉指示灯的坐标为(0，。

23、 (n-1)*L),n1,M， 所述道钉指示灯的数量为M +1； 0054 步骤2： 利用所述公交车载GPS模块获取位置， 通过所述公交车载速度模块获取速 度， 公交车载微处理器根据位置以及速度计算公交车移动闭塞区间范围； 0055 步骤2中所述公交车移动闭塞区间是一段从公交车尾部到公交车前方一定距离的 区间， 能够保证公交车以自由流速行驶， 旨在不影响公交优先通行； 0056 步骤2中所述计算公交车移动闭塞区间范围为： 0057 dbmblb+St+lc+Lm 0058 0059 其中， dbmb为移动闭塞区间长度， lb为公交车长度， St为停车视距， lc为小汽车长度， Lm为小汽车驾驶。

24、员视野盲区长度， t1为驾驶员反应时间， t2为驾驶员制动时间， v为公交车行 驶车速， 为路面与轮胎间纵向摩阻系数， i为路拱横坡度， l0为停车安全距离， Lm为小汽车 驾驶员视野盲区长度， D为公交专用道宽度， 为驾驶员行车过程中的前方视野范围； 0060 0.35， i0， l05m； 0061 在行驶速度为40km/h时取 95 ， t1+t22.5S； 0062 步骤3： 并传输至公交车载无线传输模块， 公交车移动闭塞区间范围通过所述公交 车载无线传输模块无线传输至所述路上无线通信模块， 进一步传输至所述微处理器， 所述 路上微处理器根据公交车移动闭塞区间范围切换所述道钉指示灯颜色。

25、， 从而引导社会车辆 驶入或换出公交车道。 0063 步骤3中所述所述路上微处理器根据公交车移动闭塞区间范围切换所述道钉指示 灯颜色为: 0064 随着公交车向前行驶， 所述公交移动闭塞区间同步向前移动； 0065 依次进入所述公交移动闭塞区间内的道钉指示灯由绿色变为红色， 具体判断过程 说明书 4/5 页 7 CN 109903564 A 7 为： 0066将公交车视为矩形， 设矩形中心坐标为公交车位置坐标， 即为D为公交 专用道宽度， yt为t时刻公交车矩形中心的纵坐标。 0067则t时刻公交移动闭塞区间的纵坐标范围可表示为步骤1 中所述第n个道钉指示灯铺设位置纵坐标为(n-1)*L， 则。

26、t时刻处于公交移动闭塞区间内的 道钉指示灯序号可表示为： 0068(n取整数) 0069 依次退出所述公交移动闭塞区间内的道钉指示灯由红色变为绿色， 具体判断过程 为： 0070 t时刻处于公交移动闭塞区间外的道钉指示灯序号可表示为： 0071(n取整数) 0072 所述道钉指示灯变绿表示允许社会车辆换入， 所述道钉指示灯变红表示禁止换入 并提醒公交专用道上的社会车辆换出， 所述道钉指示灯两侧的黄灯主要用于夜间警示驾驶 员； 0073 从而引导社会车辆驶入或换出公交车道。 0074 应当理解的是， 本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。 0075 尽管本文较多地使用了公交车载GPS模块、 公。

27、交车载速度模块、 公交车载微处理 器、 公交车载无线传输模块、 路上无线传输模块、 路上微处理器、 道钉指示灯等术语， 但并不 排除使用其他术语的可能性。 使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质， 把它 们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。 0076 应当理解的是， 上述针对较佳实施例的描述较为详细， 并不能因此而认为是对本 发明专利保护范围的限制， 本领域的普通技术人员在本发明的启示下， 在不脱离本发明权 利要求所保护的范围情况下， 还可以做出替换或变形， 均落入本发明的保护范围之内， 本发 明的请求保护范围应以所附权利要求为准。 说明书 5/5 页 8 CN 109903564 A 8 图1 图2 说明书附图 1/1 页 9 CN 109903564 A 9 。