CN114766046A - 用于运行运输***的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于运行运输***(20)的方法，该运输***(20)包括多个车队(21)，其中，每个车队具有领头车辆(2)和跟随领头车辆(2)的多辆车辆(3)。该方法包括以下步骤：通过控制***(30)控制车队(21)，使车队(21)一个接一个地沿着道路(22)根据预定路线行驶，以及控制车队(21)，使得车队(21)以预定的频率通过车站(23)。

Description

用于运行运输***的方法
技术领域
本发明涉及用于运行运输***的方法和用于控制运输***的车辆的控制***。
背景技术
当今的用于运送乘客的运输或交通***具有相对低的容量，并且公共交通时刻表通常不能及时保持更新。试图增加总交通流量的容量的一种方式是将车辆组织成车队，其中，每个车队具有领头车辆和在领头车辆之后以车队形式行驶的多辆跟随车辆。
然而，仍然需要优化这样的车队的使用，并且使得各车辆能够以高效的方式连接到车队或从车队脱离，而没有导致延迟和延长驾驶时间的干扰。
发明内容
本发明的目的是提供用于运行运输***的方法，通过该方法可提高车队的运输能力。
该目的通过用于运行包括多个车队的运输***的方法来实现，其中，每个车队具有领头车辆和跟随领头车辆的多辆车辆，并且其中，该方法包括以下步骤：通过控制***控制车队，使车队一个接一个地沿着道路根据预定路线行驶，并控制车队，使得车队以预定的频率通过车站。
本发明基于这样的认识，即通过这种方法，可提供可在准确的时间且以预定的速度到达和离开车站的预定的车队流，而没有在车站处停车。车队的时间、速度和位置可通过控制***同步。为了到达期望的目的地，单独的车辆必须在车队以预定的速度移动时与车队连接/从车队脱离。这将要求该车辆相应加减速，以便与车队连接/从车队脱离。另一方面，整个车队不需要为上下客而加速或减速，这意味着可降低总能耗。换句话说：当车辆要与车队连接/从车队脱离时，仅需要当前车辆相应加减速，而非可包括许多车辆的整个车队加减速。
频率是指每单位时间通过车站的车队的数量。道路适宜地具有专用于车队的车道，使得可在没有外部干扰的情况下使车队同步。
道路可以是环形道路。通过使车队沿环形道路沿着预定路线行驶，可使车队以预定的频率沿着道路反复行驶通过沿着道路的一个或多个车站。
根据方法的一个实施例，方法包括以下步骤：控制车队保持在车队之间的预定的距离。因此，可在保持车队的速度基本恒定的同时实现预定的频率。在车队之间的距离是指一个车队的领头车辆与下一车队的领头车辆之间的距离。
根据方法的另一实施例，方法包括以下步骤：利用在车队之间的预定的距离来吸收车队的任何意外减速，然后使车队加速，以再次达到在车辆之间的预定的距离，使得车队能够以预定的频率通过车站。因此，可实现对运行干扰不太敏感的鲁棒***。
根据方法的另一实施例，方法包括以下步骤：控制车队，使得在当第一车队到达车站时的时间点与当下一车队到达车站时的时间点之间的时间是整个第一个车队通过车站的时间的1.5倍以上，优选地是2倍以上。因此，在车队通过车站时，在车队之间的距离将足以允许车站处的要连接的车辆安全地连接到车队。
根据方法的另一实施例，该方法包括以下步骤：控制车队，使得在当第一车队到达车站时的时间点与当下一车队到达车站时的时间点之间的时间是整个第一个车队通过车站的时间的10倍以下，优选地是5倍以下。因此，车队的吞吐量可保持在相对较高的水平。
根据方法的另一个实施例，该方法包括以下步骤：使车队以预定的基本恒定的速度行驶。因此，可最小化由于加速或减速引起的能量损失。
根据方法的另一实施例，该方法包括以下步骤：在车站为车队提供车辆，接收关于将通过车站而不在车站停车的车队的信息，以及基于接收到的关于进入车站的车队的信息，控制在车站处的车辆中的车辆离开车站，并沿着与道路连接的加速匝道加速，然后，当车队通过车站时，控制车辆连接到车队。因此，当车队以显著的速度移动时，车辆可连接到车队。车辆可在没有任何延迟和驾驶员辅助的情况下连接到具有某个计划的目的地的车队。关于车队的信息例如可包括当到来的车队接近车站时适当地接收的车队的位置和速度，和/或车队将通过车站的时间点。该信息可进行更新，直到车队通过车站。
根据本发明的另一方面，本发明的另一目的是提供一种用于控制运输***的车辆的控制***，通过该控制***可提高车队的运输能力。
该目的通过一种用于控制运输***的车辆的控制***来实现，该运输***包括多个车队，其中，每个车队具有领头车辆和跟随领头车辆的多辆车辆，并且其中，控制***配置成控制车队一个接一个地沿着道路根据预定路线行驶，以及控制车队使得车队以预定的频率通过车站。
此外，本发明涉及一种运输***，其包括多个车队和这种控制***。
控制***和运输***的优点类似于上文已经参考方法的一些实施例讨论的优点。
本发明的其他优点和有利特征在以下说明和权利要求中公开。
附图说明
参考附图，下面对作为示例引用的本发明的实施例进行更详细的说明。其中：
图1示出了车队，并且
图2示出了具有车队和用于控制车队的控制***的运输***。
具体实施方式
图1示出了车队1，其具有领头车辆2和多辆跟随车辆3。领头车辆2和跟随车辆3是单独的车辆，但是作为一个组或车队一起行驶。跟随车辆3排成线地定位在领头车辆2之后。行驶方向用箭头8表示。领头车辆2可为所谓的自主或自动驾驶车辆，或者领头车辆2可至少部分地由领头车辆的操作员控制。车队的跟随车辆3适当地在没有任何驾驶员辅助的情况下被自动控制。车队适合用于运输车辆的乘客，但车辆还可用于运输货物。
当以车队1行驶时，控制跟随车辆3跟随领头车辆2或最靠近的前方车辆，使得当领头车辆2的速度增加/降低时，跟随车辆3的速度相应地增加/降低，以保持或实现在车辆之间的期望的距离和时间间隔。此外，当领头车辆2改变行驶方向时，跟随车辆3也将改变行驶方向，并且跟随领头车辆或更确切地说最靠近的前方车辆。
为了使得能够控制车辆2、3，每辆车辆可设有：任何合适的传感器设备4，以用于接收关于环境的信息；和控制单元5，以用于控制车辆。传感器设备提供关于至少最靠近的前方车辆的信息，但是，优选地，传感器设备覆盖车辆周围360度，以获得车辆纵向和横向控制所需的信息。这种传感器设备4可包括激光雷达、雷达和超声波传感器、摄像机等。由传感器设备接收到的信息被控制单元5用于控制车辆的行驶行为。此外，地图、GPS等可用于确定车队或车队的单独车辆的当前位置。
替代传感器设备4或除了传感器设备4之外，每辆车辆2、3设有通信单元6，以用于与车队1的其他车辆中的一辆或多辆车辆通信。该通信单元6可包括用于建立在车辆之间的通信的任何适合的组成。例如，通信单元6可包括基于无线电波或微波的发射器和接收器。换言之，每辆车辆可以是用于在车队1的车辆之间的通信7的局域网络的一部分。通过局域网络，可将控制信号从一辆车辆传输到另一车辆。接收到的控制信号然后被布置在车辆上的控制单元5用于控制车辆的行驶行为。由跟随车辆3接收的这种控制信号优选地至少最初由领头车辆2提供。
运输***的这种车队1适于是用于在车队1和中央控制单元10之间的通信9的中央网络的一部分。通过中央网络，控制信号可从中央控制单元10传送到车队1，以用于控制车队的行驶行为。这种控制信号优选地由车队的领头车辆2接收，但也可由车队的一辆或多辆跟随车辆3接收。中央控制单元10可以是用于云计算的无线网络(例如因特网)的服务器的一部分。
本文使用的术语“连接”到车队是指车辆是沿车队的路线的车队的一部分，其中，车辆以相对于车队的其他车辆的预定的距离和时间间隔行驶。除了跟随车队的领头车辆之外，车辆还适当地连接到所述局域网络，以用于在与当前车队相关联的车辆之间进行通信。然而，尽管作为一个组或车队一起行驶，车队的车辆是如上所述的单独行驶的车辆。术语“脱离”与“连接”相反，即，用于不是当前车队的一部分的车辆。
图2示出了包括多个车队21的运输***20，其中，每个车队具有如上所述的领头车辆2和跟随领头车辆的多个车辆3。运输***20还包括控制***30，该控制***30被配置为控制车队一个接一个地沿着道路22根据预定路线行驶，使得车队以预定的频率通过车站23。在图2所示的示例实施例中，有若干车队21和若干车站23布置在沿着道路22的不同位置。
车站23优选地是与道路22相邻的限定区域，该区域被布置有并且具有供运输***20利用的用于大量车辆25的空间。还可将较小的道路网和建筑物布置在这个区域中。车站23处的车辆25可以是专用于运输***的预定车辆和/或已经行驶到车站的任何车辆，该车辆适于并且允许连接和联入到运输***。
应该强调的是，这里说明的运输***20的运转优选地通过利用这里说明的设备和控制单元控制车队21和单独的车辆25来执行，而不需要任何车辆的任何司机的任何帮助
将参照图2说明用于运行包括多个车队21的运输***20的方法。该方法包括以下步骤：通过控制***30控制车队21，使车队21一个接一个地沿着道路22根据预定路线行驶，以及控制车队21以预定的频率通过车站23，优选地通过所有车站。可控制车队21保持在车队21之间的预定的距离24，即，在连续的两辆领头车辆之间的距离。
根据当前条件选择车队21的预定的频率。该方法可包括以下步骤：控制车队21，使得在当第一车队21a到达车站23a时的时间点与当下一个车队21b到达车站23a时的时间点之间的时间是整个第一车队21a通过车站23a的时间的1.5倍以上，优选地是2倍以上，并且是整个第一车队21a通过车站23a的时间的10倍以下，优选地是5倍以下。
然而，如上所述，频率当然可根据运输的需要来选择。例如，在夜间频率可更低，例如1队/5分钟。同时，车队的车辆数量可根据情况变化，并且在车队之间的必要距离还可取决于车队的车辆数量。
仅作为示例，当每个整个车队通过车站的时间为30秒时，频率可以是一个车队/分钟。通过某个位置(例如车站)的时间又取决于车队的长度和速度。如果频率为一个车队/分钟，并且一个车队通过车站的最长时间为30秒，这将引起在车站处在两个连续车队之间的时间间隔至少为30秒。选择时间间隔以使单独的车辆能够在车站处与车队连接/脱离车队。
通过以力求每对连续车队之间的相同距离24的方式控制车队21，可实现车队的预定的频率，同时保持所有车队的速度基本恒定。
在车队21之间的预定的距离24也可用于吸收车队的任何意外减速，而对跟随的车队没有影响或影响较小。在某些情况下，由于外部因素，车队的临时减速和在两个车队之间的相关的距离的减少可能不可避免。此时，当前车队可加速，以再次达到车队的期望速度和在车队之间的预定的距离。
该方法还可包括以下步骤：在车站23处为车队21提供车辆25，接收关于将通过车站而不在车站停车的车队的信息，以及基于接收到的关于进入车站的车队的信息，控制在车站23处的车辆25中的车辆离开车站并沿着与道路连接的加速匝道加速，然后当车队通过车站时，控制车辆与车队连接。还可控制车站23处的车辆25中的多于一辆的车辆同时离开车站，并沿加速匝道加速并与车队连接。
进一步参考图2，本发明还涉及用于控制包括多个车队21的运输***20的车辆的控制***30，其中，每个车队具有领头车辆2和跟随领头车辆的多辆车辆3。控制***30配置成控制车队21一个接一个地沿着道路22根据预定路线行驶，并控制车队21，使得车队以预定的频率通过车站23。
如前所述，为了控制车队和单独的车辆，控制***30可包括一个或多个中央控制单元10和/或一个或多个车站控制单元26、和/或布置在车辆上的本地控制单元5中的一个或多个本地控制单元5，这些单元可单独和协作使用。
在图2所示的示例实施例中，控制***30包括中央控制单元10。中央控制单元10被配置和布置成与车队21通信9，优选地与每个车队21的领头车辆2的控制单元5通信，以用于控制车队21的行驶。中央控制单元10还可配置和布置成与车站控制单元26通信9b。车站控制单元26可布置成控制在车站23处的车辆25，例如已在车站处脱离车队的车辆和将离开车站并与车队连接的车辆、以及由于任何其他原因必须在车站区域内移动和重新定位的车辆。尽管在图2所示的示例实施例中，车站控制单元26作为单独的单元布置在车站23处，但是在另一个实施例中，车站控制单元可以是中央控制单元的一部分。
尽管车站控制单元26和车队21可通过中央控制单元10相互通信，但是车站控制单元26和车辆的控制单元5可适宜地彼此直接通信9c，至少当当前车辆位于车站23处时。可选地，两个或更多个车站控制单元26也可彼此通信9d。
中央控制单元10、布置在车辆上的本地控制单元5和车站控制单元26可包括一个或多个微处理器和/或一个或多个存储器装置、或任何其他组成，以用于相互通信以及用于与其他设备通信，并且用于控制控制车队和各车辆，特别用于执行实施本文说明的方法的计算机程序。因此，中央控制单元和/或本地控制单元和/或车站控制单元优选地设置有计算机程序，该计算机程序包括用于执行本文所述方法的任何示例实施例的步骤的程序代码。
可选地，控制***可包括计算机的分散网络，其不必布置在同一个中央控制单元中。
替代地或除了上文已经说明的内容之外，传感器可被布置在车队或单独的车辆行驶的当前道路或区域的环境中。这些传感器可提供由控制***接收的信息。例如，这种传感器可作为车辆传感器的补充，为***提供更多信息和/或冗余。
应当理解，本发明不限于上述的和附图所示的实施例；相反，本领域技术人员将认识到可以在所附权利要求的范围内进行许多改变和修改。

Claims (15)

1.一种用于运行运输***(20)的方法，所述运输***(20)包括多个车队(21)，每个车队具有领头车辆(2)和跟随所述领头车辆的多辆车辆(3)，所述方法包括以下步骤：
通过控制***(30)控制所述车队(21)；
使所述车队(21)一个接一个地沿着道路(22)根据预定路线行驶；以及
控制所述车队(21)，使得所述车队以预定的频率通过车站(23)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述车队(21)保持在所述车队之间的预定的距离(24)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用在所述车队(21)之间的预定的距离(24)来吸收车队的任何意外减速，然后使所述车队加速，以再次达到在所述车队之间的预定的距离，使得所述车队能够以预定的频率通过所述车站(23)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，控制所述车队(21)，使得在当第一车队(21a)到达所述车站(23a)时的时间点与当下一车队(21b)到达所述车站(23a)时的时间点之间的时间是整个所述第一车队(21a)通过所述车站(23)的时间的1.5倍以上，优选地是2倍以上。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，控制所述车队(21)，使得在当所述第一车队(21a)到达所述车站(23a)时的时间点与当所述下一车队(21b)到达所述车站(23a)时的时间点之间的时间是整个所述第一车队(21a)通过所述车站(23)的时间的10倍以下，优选地是5倍以下。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使所述车队(21)以预定的基本恒定的速度行驶。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
在所述车站(23)处为所述车队(21)提供车辆(25)；
接收关于将通过所述车站而不在所述车站停车的车队的信息；以及
基于接收到的关于进入所述车站的车队的信息，控制在所述车站(23)处的车辆(25)中的车辆离开车站并沿着连接到所述道路的加速匝道加速；以及
之后，当所述车队通过所述车站(23)时，控制该车辆连接到所述车队(21)。
8.一种用于控制运输***(20)的车辆的控制***(30)，所述运输***(20)包括多个车队(21)，每个车队具有领头车辆(2)和跟随领头车辆的多辆车辆(3)，所述控制***(30)被配置成能够控制所述车队(21)一个接一个地沿着道路(22)根据预定路线行驶，并控制车队(21)，使得所述车队以预定的频率通过车站(23)。
9.根据权利要求8所述的控制***，其特征在于，所述控制***(30)被配置为能够控制所述车队(21)，以保持在所述车队之间的预定的距离(24)。
10.根据权利要求9所述的控制***，其特征在于，所述控制***(30)被配置成能够以利用在所述车队之间的预定的距离(24)来吸收车队的任何意外减速的方式控制车队(21)，然后控制车队的加速度，以再次达到在所述车队之间的预定的距离，从而使车队能够以所述预定的频率通过所述车站(23)。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的控制***，其特征在于，所述控制***(30)被配置成能够控制所述车队(21)，使得在当所述第一车队(21a)到达所述车站(23a)时的时间点与当下一车队(21b)到达所述车站(23a)时的时间点之间的时间是整个所述第一车队(21a)通过所述车站(23a)的时间的1.5倍以上，优选地是2倍以上。
12.根据权利要求11所述的控制***，其特征在于，所述控制***(30)被配置成能够控制车队(21)，使得在当所述第一车队(21a)到达所述车站(23a)时的时间点与当所述下一车队(21b)到达所述车站(23a)时的时间点之间的时间是整个所述第一车队(21a)通过所述车站(23a)的时间的10倍以下，优选地是5倍以下。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的控制***，其特征在于，所述控制***(30)被配置成能够使所述车队(21)以预定的基本恒定的速度行驶。
14.一种计算机程序，其包括用于实施根据权利要求1-7中任一项所述的方法的程序代码。
15.一种运输***(20)，所述运输***(20)包括：
多个车队(21)，每个车队具有领头车辆(2)和跟随所述领头车辆的多辆车辆(3)；和
控制***(30)，所述控制***(30)被配置成能够控制所述车队(21)一个接一个地沿着道路(22)根据预定路线行驶，使得所述车队(21)以预定的频率通过车站(23)。
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