一种智能高速管控车辆行驶的系统的制作方法

背景技术：

1、传统高速公路过路费过高，影响整个社会效益和高速公路投资收益；过路费过低，可能导致高速路过于拥挤，乘客行程时间变得的不可靠，高速公路的实际交通量远小于其设计通行能力，并且容易产生交通拥堵的情况，这会导致高速公路的通行能力严重衰减，实现的功能的比较单一，甚至造成事故，其中节假日免费期间尤为突出。

2、2023年上半年新能源汽车l2辅助驾驶功能装车率已经逼近40%，燃油车l2辅助驾驶功能装车率为18%，智能网联汽车正逐步成为交通中最大的移动信息终端和能量载体。智慧高速公路以智能网联汽车发展为切入点和驱动力，通过合理规划和优化建设高速公路基础设施、高速公路道路布局、智能化公共设施，并形成相互融合的感知体系，允许l2级以上的智能网联汽车进入智能高速公路，智能高速控制所有智能网联汽按照规划的时间与位置信息行驶，保证行驶速度和安全的同时，缩短单辆车暂用的车道空间时间，极大提高道路通行能力，提高整体社会效益和高速公路投资收益，实现车辆的无人驾驶。

3、现有的车路协同技术偏向交通事件检测方法及预警系统，对交通的通行能力提升不大，整体社会效益和高速公路投资收益都较弱。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种智能高速管控管控车辆行驶的系统，保障高速公路畅通行驶，极大提高道路通行效率，提高整体社会效益和高速公路投资收益，同时使l2辅助驾驶车辆在此智能高速系统中能无人驾驶。

2、为了实现上述目的，本技术提供了一种智能高速管控车辆行驶的系统，其特征在于，包括：新的交通规则子系统、车辆路线规划子系统、全息道路运行感知管控子系统、车辆实时运行管控子系统、智能高速设备管控子系统、无人驾驶模拟驾驶舱子系统中的至少之一；所述新的交通规则子系统提供一种车流量控制方法，根据智慧高速公路出入口划分路段，按时间划分路段每个车道，管控对应时间的车道空间的车辆按照设定的平均速度行驶，保障车辆进入车道或驶出车道后依然畅通；所述车辆路线规划子系统用于规划车辆实时路线，管控车辆按照规划路线行驶，并将车辆的整体运行情况在二维平面地图上进行显示，同时显示影响系统运行的总体信息、问题事件、交通需求、路网性能和出入口的拥堵情况；所述全息道路运行感知管控子系统存储车辆经过此路段的信息，根据车辆路线信息，管控车道布局、停车场布局、智能高速出入口临时停车区、交叉口布局和车辆编队等，并实时以路段视角将上述交通布局和动态交通进行二维和三维呈现；所述车辆实时运行管控子系统，用于管控车辆的行驶状态，包括管控车辆方向及速度、车辆路线优化和车辆编队，并且响应于所述车辆管控操作在所述车辆上，显示车辆信息于车辆实时运行管控子系统界面上显示在动态交通二维平面地图中；所述无人驾驶模拟驾驶舱子系统用于控制车辆的行驶，管理车辆的感知设备，并将管控信息显示在驾驶舱显示模块中。

3、可选地，所述新的交通规则提供一种车流量控制方法，包括：计算所得一个智能高速路段的一个车道按照平均速度v能安全行驶最多m辆车，车辆长度平均为l车，车辆间距离平均为l间，时间t=（l车+l间）/v，且管控v和l间保障连续车道的时间t相同，管控车辆在第n个t时间内进入车道或驶出车道；所述计算所得之前，所述车流量控制方法还包括：将智能高速公路根据匝道出入口划分为多个路段；相邻的两个所述目标路段之间的分界线为经过所述匝道入口、所述匝道出口或匝道出入口之间且与所述高速公路的延伸方向垂直的直线；所述智能高速与其它道路的过渡区域为智能高速的交通布局，属于智能高速的管控范围；所述车道由系统根据交通需求划分，连续车道为虚拟划分的连续车道。

4、可选地，所述路段同向的两个车道的时间t相同时，管控的车辆在垂直于道路方向上错开布置。

5、可选地，所述道路没有中间隔离带时，将一方向的车道划为第一类车道，与之相对方向的车道为第二类车道，根据对应时间的车流量需求确定第一类车道和第二类车道的数量，第一类车道与第二类车道两侧可以设置第三类车道，第三类车道满足应急、隔离或车辆掉头等功能。

6、可选地，所述道路相邻路段的同向车道数不同且没有车辆驶入和驶出时，控制相邻路段中车道中车辆数与通过此车道的时间n*t的比值和相同。

7、可选地，所述进入智能高速系统前车辆的抵达时间随机，上述智能高速由多个路段组成，当智能高速上车辆少时，管控抵达车辆依次进入智能高速系统中，当智能高速已承载较多车辆时，满足车辆交通需求的进入时间可能在之后的第n个t时间，停在入口临时停车区等待进入，或是车辆进入系统中行驶在第n个t时间停在交叉口或服务区停车场的临时停车区，按照再次进入高速道路的时间排序等待进入高速道路。

8、可选地，所述交通布局根据实时的车辆长度、车辆类型和交通需求的变化，实施预设对应的出入口、停车场和交叉口等布局。

9、可选地，所述车辆路线规划子系统至少包括以下之一：路网状态显示模块、道路整体信息模块、问题事件占比模块、路网性能利用率模块、车辆实时管控数据模块、交通需求指数模块、交通拥堵路段模块、当日车辆量与收入统计模块；所述路网状态显示模块用于显示二维平面地图并将实时道路状态在所述二维平面地图上进行显示；所述道路整体信息显示影响道路运行的主要因素；所述问题事件占比模块显示当年发生问题事件的概率；所述交通需求指数模块路网性能利用率模块显示道路通行车辆与道路允许的最多通行车辆的比值在一年内的变化，此比值显示道路整体通行能力的变化，其往年值以虚曲线显示；所述车辆实时管控数据模块显示当前在路车辆数、预备进入车辆数、已录入系统中未来数小时内进入的车辆；所述路网性能利用率模块显示当日剩余时间预测的通行能力变化并以虚曲线显示；所述交通拥堵路段模块显示当前部分路端交通需求的排名信息；所述当日车辆量与收入统计模块显示经过道路的车次数量和已结算的收费。

10、可选地，所述全息道路运行感知管控子系统至少还包括以下之一：路段信息显示模块、路段调节显示模块、路段感知显示模块、服务区停车场调节显示模块、车辆编队调节显示模块、出入口调节显示模块、今日车流量和总收入显示模块；所述路段信息显示模块用于显示道路的基本信息，基本信息至少包括以下之一：路段运行图像、运行状态、通行状态、路段桩号、车辆平均速度和天气环境；所述路段运行图像显示路段布局及车辆状态在二维地图上，还用于响应对地图放大缩小操作；所述通行还用于接收作用在所述通行横线上的选择列表的通行状态并显示在通行状态横线上，并且响应上述操作在所述显示界面上显示上述路段，并对此路段的设备对道路实行封闭或通行的操作；所述路段桩号还用于接收作用在路段桩号横线上的选择列表的路段桩号并在显示在路段桩号横线上，同时在系统界面上显示所述选择路段桩号的道路实时图像信息；车辆的平均速度还用于接收作用在车辆的平均速度横线上的选择列表的车辆的平均速度并显示在车辆平均速度的横线上，车辆路线规划子系统响应车辆的平均速度选择，对经过所述路段桩号的车辆路线重新规划，并操作经过上述路段的车辆按照新的规划信息行驶；所述路段调整显示模块用于显示调节此段道路通行效率、车辆能效比、乘车体验的相关设置，也可随道路整体情况自动设置，相关整体设置分为效率型、节能型、舒适型和自动设置四种类型，每种类型参数至少包括以下之一：车道编号、车道方向、车辆平均速度和车辆间距；所述车道编号还用于接收作用在车道编号横线上的选择列表的车道编号并显示在车道编号横线上，车道方向还用于接收作用在车道方向的选择列表的车道方向并显示在车道方向横线上，车辆的平均速度还用于接收作用在车辆的平均速度横线上的选择列表的车辆速度选择并显示在车辆平均速度的横线上，车辆路线规划子系统响应速度选择并显示选择的车辆的平均速度，车辆间距还用于接收作用在车辆间距横线上的选择列表的间距选择并显示在车辆间距横线上，根据上述选择的车道编号、车道方向、车辆的平均速度和车辆间距的选择信息，车辆路线规划子系统对经过上述车道的车辆路线重新规划，并操作上述车辆按照新的规划信息行驶；所述路段感知显示模块用于显示界面中局部二位平面图对应的三维图像，操作雷达点云按键或实时视频按键显示相应立体环面在路段感知显示模块中；所述服务区停车场调节显示模块用于显示客车布局、货车布局和均衡布局的文字选项及关联预设虚拟停车布局的缩略图像，服务区停车场调节显示模块还用于接收作用在布局眶上的操作显示预设的服务区停车场，车辆路线规划子系统对进入上述服务区的车辆重新规划路线，并操作上述车辆按照新的规划信息行驶，最大程度满足停车服务需求和利用停车场空间；所述车辆编队调节显示模块用于显示车辆的编队种类及相应可调节参数，编队种类至少包括以下之一：自由编队、节能编队、客车编队、货车编队、军车编队和自动编队，车辆编队调节显示模块还用于作用选择编队种类之一并应用在所述路段上，车辆路线规划子系统对进入所述路段的车辆重新规划路线，并操作上述车辆按照新的规划信息行驶，也可根据道路情况和车辆需求的变化取消车辆编队。相应可调节参数至少包括以下之一：编队车辆数、编队内车辆间距、编队车辆速度和编队之间距离，编队车辆数还用于接收作用在车辆编队数选择横线上的编队车辆数列表的车辆编队数并显示在编队车辆数横线上，编队内车辆间距还用于接收作用在编队内车辆间距选择横线上的编队车辆数列表的编队内车辆间距并显示在编队内车辆间距横线上，编队车辆速度还用于接收作用在编队车辆速度选择横线上的编队车辆速度列表的编队车辆速度并显示在编队车辆速度横线上，编队之间距离还用于接收作用在编队之间距离选择横线上的编编队之间距离列表的编队之间距离并显示在编队之间距离横线上；所述出入口调节显示模块用于显示调节出入口效率的相关设置，至少包括以下之一：出入口通行、出入车流量、入口车流量、缓存停车位和应急停车位，也可跟随路线规划需求自动设置，所述出入口通行还用于接收作用在出入口通行横线上的选择列表的通行状态并显示在通行状态横线上，所述出口车流量还用于接收作用在出入口车流量横线上的选择列表的出口车流量并显示在出口车流量横线上，所述入口车流量还用于接收作用在入口车流量横线上的选择列表的入口车流量并显示在入口车流量横线上，所述缓存停车位比例还用于接收作用在缓存停车位比例横线上的选择列表的缓存停车位比例并显示在缓存停车位比例横线上，所述应急停车位比例还用于接收作用在应急停车位比例横线上的选择列表的应急停车位比例并显示在缓存停车位比例横线上，根据上述选择的出入口通行状态、出口车流量、入口车流量、临时停车位比例和应急停车位比例的选择信息，车辆路线规划子系统对经过上述出入口的车辆路线重新规划，并操作上述车辆按照新的规划信息行驶；今日车流量和总收入显示模块用于显示当日此路段收费车辆数和总费用。

11、可选地，所述车辆实时运行管控子系统模块至少包括以下之一：交通基础信息显示模块、运行车辆管控显示模块、问题车辆管控显示模块、贵宾车辆管理显示模块、组队车辆管控显示模块和特殊车辆管控显示模块，所述交通基础信息显示模块至少包括以下之一：局部路段运行图像、路面材质、路面平顺度、道路等级、超速车道、车辆的平均速度和天气环境；所述局部路段运行图像显示局部路段布局及车辆状态在二维地图上，还用响应对地图放大缩小操作；所述运行车辆管控显示模块至少包括以下之一：车辆编号、通行和管控次数和管控精度图像；所述车辆编号选择还用于接收作用在所述车辆编号横线上的选择列表的车辆编号选择并显示在车辆编号横线上，并响应上述操作显示车辆的对应管控次数与管控精度图像，操作年或月用于显示车辆编号对应的不同速度的管控次数和管控精度的图像在显示界面上，管控通行还用于接收作用在通行状态横线上的选择列表的通行状态并显示在通行状态横线上，当车辆精度满足智能高速公路最低要求时，系统操作上述车辆进入智能高速公路，当车辆管控精度不能满足智能高速公路时操作车辆驶出智能高速系统，并且发送车辆管控精度给对应车辆；所述问题车辆管控显示模块至少包括以下之一：车辆编号、车辆位置、车辆问题、影响交通、救援用时和救援进度，车辆编号选择还用于接收作用在车辆编号横线上的选择列表的车辆编号并显示在车辆编号横线上，并显示对应的车辆位置、车辆问题、影响交通、救援用时和救援进度信息；所述贵宾车辆管控显示模块至少包括以下之一：车辆编号、运行最高速度、超速路段占比、节约时间、舒适路段占比和提升体验时间和道路资源占比提升，车辆编号选择还用于接收作用在车辆编号横线上的选择列表的车辆编号并显示在车辆编号横线上，并显示对应的车辆运行最高速度、超速路段占比、节约时间、舒适路段占比和提升体验时间和道路资源占比提升的信息，车辆运行最高速度还用于接收作用在车辆运行最高速度横线上的选择列表的车辆运行最高速度的选择，并显示对应的超速路段占比、节约时间、舒适路段占比和提升体验时间和道路资源占比提升信息；所述组队车辆管控显示模块至少包括以下之一：车辆编号、编队编号、编队速度、车辆速度、编队内车辆间距、编队路段占比和预计节能比例，车辆编号选择还用于接收作用在车辆编号横线上的选择列表的车辆编号并显示在车辆编号横线上，并且响应上述操作显示对应的编队编号、编队速度、车辆速度、编队内车辆间距、编队路段占比和预计节能比例信息，编队内车辆间距选择还用于接收作用在编队内车辆间距横线上的选择列表的编队内车辆间距选择并显示在编队内车辆间距横线上；所述特殊车辆管控显示模块至少包括以下之一：特殊车辆总数量、特殊车辆类型及数量、特殊车辆速度、执行任务状态，特殊车辆类型还用于接收作用在特殊车辆类型横线上的选择列表的特殊车辆类型并显示在特殊车辆类型横线上，响应上述操作显示对应车辆的数量，特殊车辆速度还用于接收作用在特殊车辆速度选择横线上的选择列表的特殊车辆速度并显示在特殊车辆速度横线上，执行任务等级还用于接收作用在执行任务等级选择横线上的选择列表的执行任务等级并显示在执行任务等级横线上，自动设置操作是根据车辆路线规划子系统需求自动选择上述数据并显示在特殊车辆调节显示模块中。

12、可选地，所述智能高速设备管控子系统至少包括以下之一：设备总体信息显示模块、路线规划服务器监管显示模块、路侧管控服务器监管显示模块、感知设备杆监管显示模块、应急车辆监管显示模块和备用设备监管显示模块；所述设备总体信息显示模块至少包括以下之一：设备分布图像、路线规划服务器在线率、路侧管控服务器在线率、路侧感知监测设备在线率和保障车辆在线率；所述的设备分布图像显示设备分布在二维地图上的位置，还用响应对地图放大缩小操作；所述路线规划服务器监管至少包括以下之一：服务器名称、路线优化状态和服务器实时利用率线性图；服务器名称还用于接收作用在服务器名称选择横线上的选择列表的服务器名称并显示在服务器名称横线上，显示对应服务器的路线优化状态和实时利用率线性图；路线优化状态还用于接收作用在路线优化状态横线上的选择列表的路线优化状态并显示在路线优化状态横线上，操作上述服务器开启或关闭车辆的路线优化；所述路侧管控服务器监管显示模块至少包括以下之一：服务器名称、辅助计算状态和服务器实时利用率线性图；服务器名称还用于接收作用在服务器名称选择横线上的服务器名称列表的服务器名称并显示在服务器名称横线上，显示对应服务器的路线优化状态和实时利用率线性图；辅助计算还用于接收作用在辅助计算横线上的选择列表的辅助计算状态，操作上述服务器开启或关闭服务器的辅助路线规划计算；感知设备杆监管显示模块用于显示设备在线设备、问题设备、设备编号、掉线率、故障原因、性能利用率、存储容量、摄像头状态、雷达状态和处理器状态；设备编号还用于接收作用在设备编号横线上的选择列表的设备编号并显示在设备编号横线上，显示上述设备的掉线率、故障原因、性能利用率、存储容量、摄像头、雷达和处理器信息；摄像头状态还用于接收作用在摄像头横线上的选择列表的摄像头状态并显示在摄像头横线上，响应上述操作开启或关闭摄像头；雷达还用于接收作用在雷达横线上的选择列表的雷达状态并显示在雷达横线上，响应上述操作开启或关闭雷达；处理器状态还用于接收作用在处理器状态横线上的选择列表的处理器状态并显示在处理器横线上，响应上述操作开启或关闭处理器；所述应急车辆监管显示模块至少包括以下之一：救护车救护和待命数量、消防车的救护和待命数量、警车的出动和待命数量、工程车的出动和待命数量、问题事件、设备编号和任务；问题事件还用于接收作用在问题事件横线上的选择列表的问题事件并显示在问题事件横线上，响应上述操作显示问题事件中的设备编号和出勤车辆的任务内容；自动分配功能用于根据问题事件类型系统自动分配出勤车辆并显示响应的问题事件、设备编号和任务，多个问题事件则滚动展现以上内容；备用设备监管显示模块至少包括以下之一：备用设备杆数量、备用激光雷达数量、备用毫米波雷达数量、路线规划服务器数量和路侧管控服务器数量。

13、可选地，所述无人驾驶模拟驾驶舱子系统至少包括以下之一：驾驶舱显示模块、车端感知控制模块。所述驾驶舱显示模块，用于显示模拟车辆的驾驶舱状态、所述模拟车辆的行驶速度和所述模拟车辆的所在区域基于导航地图的模拟三维道路画面，所述车端感知控制模块用于控制车辆的激光雷达、毫米波雷达和摄像头等设备，一方面协助智能道路系统管控工作，另一方面通过关闭以上设备，保证特殊区域国家地理信息的安全。

14、本技术提供了一种智能高速管理控制高速路上所有汽车行驶的系统。系统包括：新的交通规则子系统、车辆路线规划子系统、全息道路运行感知管控子系统、车辆实时运行管控子系统、智能高速设备管控子系统、无人驾驶模拟驾驶舱子系统中的至少之一，其中新的交通规则子系统提供一种车流量控制方法管控高速车辆高效行驶，车辆路线规划子系统按照新的交通规则为车辆规划路线并管控区域间的交通网络，全息道路运行感知管控子系统执行路线规划并管控路段布局及车流，车辆实时运行管控子系统管控具体车辆的行驶，无人驾驶模拟驾驶舱子系统响应系统指令并管控车辆感知设备。本技术从区域路线规划、路段车辆管理、车辆状态控制、感知设备监控的多层次管控，满足人民对不同时段、不同车辆、不同耗能的交通服务需求，使具有l2辅助驾驶的车辆在本系统中实现无人驾驶，降低车辆使用成本，极大提高高速公路通行能力，保障国家地理信息安全。