[發明專利]用于交通流量優化的受管理使用權系統

在審

• 申請號: 201580053693.3
• 申請日: 2015-10-06
• 公開（公告）號: CN107111937A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 馬克·R·漢娜
• 申請（專利權）人: 馬克·R·漢娜
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/017;G08G1/09
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 劉鳳香

本申請要求2014年10月6日提交的美國臨時專利申請No.62/060,511的權益，并且通過引用的方式將該臨時專利申請合并在此。

背景技術

在世界上的許多大城市中，高峰交通時間期間的行程持續時間可能是非擁堵交通中的行程持續時間的5到10倍。這導致燃料、個人時間、企業生產力以及污染方面的大量附加成本。擁堵緩解措施常常采取以下三種形式當中的一種：

1)通過建造更多道路增加系統容量；

2)通過調節信號定時、進/出控制等等來改進流量；或者

3)通過減少任何給定區段、道路或車道中的車輛的數目來改進流量。

本公開內容的焦點是第3種方法——通過減少道路上的車輛的數目(車輛密度)來增加流量。為了理解減小車輛密度的優點，有用的是審視車輛密度與總體交通流量之間的大致關系。圖1中示出的曲線圖中的曲線代表交通密度(沿著某一條道路的每英里車輛數目)如何影響車流量(經過某一點的每小時車輛數目)。

相交的直線表明與曲線相交處的車輛速度(流量除以密度)。絕對的數字不應當被完全按照字面意義來理解，但是其形狀通常是成立的，并且所述形狀表明了高度擁堵的交通在利用可用的道路容量方面是多么低效，以及為了最大化流量必須多么急劇地從高于每車道每英里200輛車(每輛車26英尺)的最壞情況擁堵水平減小車輛密度。

大致呈矩形的曲線表明，從零開始隨著車輛增加總流量也增加，這是因為更多車輛的行駛速度只受到個人駕駛實踐和交通規則的限制。隨著密度逼近曲線的峰值，隨著駕駛員響應于更高的密度而減慢速度，車輛速度開始下降，并且總流量開始趨于平穩。在經過峰值之后，增加更多車輛變得具有反效果，從而既減少總流量也降低單獨車輛的速度。應當注意到的是，圍繞峰值存在一個較寬的密度范圍，其中盡管速度顯著降低，流量則保持大致相同。關于這一點的直觀解釋可能是駕駛員在擁擠交通中傾向于在車輛本身之間保持近似固定的時間間隔(例如1.5秒)，以便允許反應時間和停車距離。該固定時間間隔導致較寬速度范圍上的固定流量速率。

在給定曲線形狀的情況下，理想的最大操作密度可能是峰值之前一點(點A)，其中流量接近最優并且車輛速度仍然接近自由流動交通的車輛速度。操作在曲線的該區段中可能需要把道路上的車輛減少到最壞情況擁堵水平的一小部分(20-30％)，但是單獨車輛速度可以快5-10倍。

當前有許多方法和系統被用來減小車輛密度。一些方法和系統非常直接，比如強制特定車牌號碼在一周當中的某些天無法上路，其他方法和系統則更加間接，比如改進公共交通運輸以及鼓勵拼車。一種非常常見的方法是使用通行費和費用以增加使用道路的成本。如果成本足夠高，則一部分人群將選擇避免該成本的路線或交通運輸方式。

但是現有的成本驅動的方法的一個缺點在于，其基于財務狀況對于駕駛人群施加了不均等的負擔?？梢猿惺芡ㄐ匈M的人能夠利用較不擁堵的受限制路線和車道，無法承受通行費的人則必須應對余下的道路或車道上的甚至更高的交通密度。在此意義上，這些方法并不是收入中立或公平的。此外，由于這一可承受性約束，這些方法的需求減少效果有所幫助，但是常常遠不足以達到對于在高度過飽和的道路系統中最大化交通流量效率所必要的程度。

取代組織和管理需求以便主動并且直接地控制交通密度，在例如新加坡、倫敦和斯德哥爾摩之類的地方所使用中的幾乎所有其他擁堵減輕方法都使用需求減少(也就是說使用某種其他交通運輸方法、在某一其他時間出行或者根本不出行)作為其主要目標，并且通過成本抑制因素間接地這樣做。

發明內容

本公開內容總體上涉及用以管理交通運輸系統中的一條或多條道路上的車輛交通密度的方法和系統，這是通過以下方式當中的一項或多項來控制道路使用權實現的：許可、通行費、費用以及懲罰?？梢曰谛枨髮崟r地管理所述控制，并且許可和費用在一個實施例中是特定于請求使用權的單獨車輛的。在一個實施例中，集中式軟件算法可以以防止過多的交通需求把交通流量減少到最優水平以下，從而最大化(或者至少改進)道路容量并且最小化(或者至少改進)行駛時間的方式管理使用權許可。