[发明专利]一种诱导车辆有序进入收费站的系统及方法

权利要求书

1.一种诱导车辆有序进入收费站的系统，其特征在于，包括：

车辆检测器，用于检测收费广场的车辆到达情况，以及采集各收费通道的车辆检测数据；

交通诱导屏，用于显示收费通道的收费情况信息，以实现诱导车辆有序进入收费站；

计算模块，用于根据所述车辆检测数据统计各收费通道的排队车辆数，获取收费数据，根据所述收费数据计算各收费通道的预估服务时间，以及根据所述排队车辆数和所述预估服务时间生成收费情况信息；

其中，所述收费数据包括区域编码、路段号、收费站编码、车道号、车道类型、收费时间；

所述交通诱导屏的前置距离D通过以下方式确定获得：

计算收费站的最大排队长度q_m；

计算在反应及决策时间内车辆所走的第一距离d₁；

计算车辆在每次寻找变道时机前的减速过程中所走的第二距离计算车辆每次寻找变道时机的行车距离计算车辆每次变道时所走的第三距离根据所述第二距离所述行车距离和第三距离计算变道期所走的第四距离d_2(i+1)；

计算车辆完成变道后进入收费广场前的过渡距离d₃；

以行车道与收费广场交界处为基准点，根据所述第一距离d₁、所述第四距离d_2(i+1)和所述过渡距离d₃确定所述交通诱导屏的前置距离D；

其中，所述第二距离的计算公式为：

式中，V_i为初始车速，V_i″表示寻找变道时机时的车速，g是重力加速度，是汽车轮胎与高速公路的摩擦系数；

所述行车距离的计算公式为：

式中，表示车辆每次寻找变道时机的行车距离；假定变道车辆C要从第i条车道变道至第i+1条车道，在寻找变道时机过程中，P_b表示成功变道的概率，Q_i+1表示第i+1条车道每小时的交通量，t_min表示车辆可变道的最小车头时距，V_i″表示寻找变道时机时的车速，V_i+1表示第i+1条车道的直行车辆行驶速度；

所述第三距离的计算公式为：

式中，表示车辆每次变道时所走距离；假定变道车辆C从第i条车道变道至第i+1条车道，在进行变道过程中，W_i为第i条行车道的宽度，t′₂为变道过程所需时间，V′_i+1表示从第i条车道中轴线变道到第i+1条车道中轴线这一过程的车辆速度，W_i+1表示第i+1条行车道的宽度，t′₂表示变道过程所需时间；

所述第四距离d_2(i+1)的计算公式为：

所述过渡距离d₃的计算公式为：

式中，V′是车辆完成变道时刻的速度，V₃为收费广场限定速度，g是重力加速度，是汽车轮胎与高速公路的摩擦系数；

当收费广场长度L≥q_m·l时，所述交通诱导屏的所述前置距离为

当收费广场长度Lq_m·l时，所述交通诱导屏的所述前置距离为

其中，S为行车道数量，l为平均车长。

2.根据权利要求1所述的一种诱导车辆有序进入收费站的系统，其特征在于，所述车辆检测器包括视频检测器、微波检测器、雷达检测器、激光检测器的至少之一，所述车辆检测数据包括排队长度和车辆类型。