可以提高道路运输能力和安全性的单向环路嵌合的制作方法

信号装置的制造及其应用技术1.本发明涉及土木工程、城市规划、道路设计、交叉路口设计、交通效率提升、智能交通、互联智能汽车，尤其是用于车辆自动化或自动驾驶等领域。背景技术：2.人类会犯错误，并且他们的表现是不可靠和不一致的。人为错误是指所做的事情偏离了初衷和期望。人的行为可能以两种不同的方式发生错误：操作可以按计划进行，但目标错了；或目标很好，但操作可能有失误。人为错误被认为是造成交通拥堵、灾难和事故的主要原因，尤其是在车辆驾驶中。自动驾驶车辆可以减少或防止人为错误，并且通常被看作是更好的运输能力、可靠性和安全性的未来。车辆自动驾驶至少有五个好处：1.道路会更加安全；2、提高道路通行能力和效率；3、运输成本可以更低；4.提高人的生产能力；5、有利于环境保护。3.自主行驶的，也称为无人驾驶或自动驾驶车辆包括汽车、卡车、或其他车辆，其中不需要人类驾驶员控制就可以安全地操作车辆。它们通常结合传感器和软件来控制、导航、和操纵车辆。不同的汽车具有不同级别的自动驾驶能力，通常以0到5的等级进行描述。0级：所有主要系统都由人类控制。1级：某些系统如巡航控制或自动制动，可以由汽车控制，一次只能控制其中一个功能。2级：汽车可以至少同时提供两种自动控制功能，例如加速和转向，但需要依赖人工才能保证安全操作。3级：汽车可以在特定条件下管理所有对安全性至关重要的功能，但依赖驾驶员在紧急情况时接管所有的控制。4级：汽车在某些驾驶情形中是全自动的，但不是全部的驾驶情形。5级：汽车完全能够在任何情况下实现自动驾驶。4.一些主要的汽车制造商、研究人员和技术公司已经开发了各种自动驾驶技术。虽然设计细节可能会有所不同，但大多数自动驾驶系统都会根据各种传感器(如摄像头、雷达、或激光)创建和维护其周围环境的一个内部地图。自动驾驶汽车可以通过它们是否“互相通信连接的”来进一步化分，表明它们是否可以与其他的车辆并且/或着其他的基础设施进行通信，比如，与下一代的交通信号灯可以互相通信。优步的自动驾驶车辆原型使用64束激光束以及其他传感器来构建其内部地图；谷歌的自动驾驶车辆原型在不同阶段都使用了激光、雷达、高分辨率的相机和声纳雷达。然后用软件处理这些输入信号，绘制路径，并向车辆的“致动器”发送指令，这些致动器控制加速、制动和转向。写入程序的固定规则、避免障碍物的算法、预测用的建好的人工智能数学模型，和“智能的”物体识别，可以帮助软件遵循交通规则并导航绕开障碍物。以上仍然是半自动的车辆驾驶，如果系统遇到不确定的情形，则需要人类驾驶员进行加入并干预。目前，自动驾驶仍处于起步阶段——目前还没有合法运营的全自动驾驶汽车。5.从以上可以看出，完全自动驾驶即使不是不可能实现也是极其困难实现的。它需要复杂的传感器系统和高度智能的算法。总是有可能发生故障的特殊情况。自动驾驶的任何失误都可能是致命的，并且是法律无法容忍的。因此，一种不同的、设计更好的道路拓扑和辅助交通的方法或系统可能对更快地实现更高级别的自动驾驶有很大帮助。6.任意两辆车之间的路权竞争称为“冲突”。在十字路口尤其如此。十字交叉路口是至少两条道路有相互重叠的位置。也就是说，一个区域由两条或更多条道路共享。根据在道路上行驶的两辆车的相对位置、方向和速度，传统交通冲突分析中的车与车交通冲突有四种基本类型：顺序冲突(例如追尾相撞)、分岔冲突、合并冲突(例如，侧擦相撞)和交叉冲突(例如，十字路口相撞)。第一种是问题最小的类型，而最后一种是最危险的冲突类型。交叉冲突发生在两条道路正交相交的路口上。交叉路口也称为直角交叉路口或转弯交叉路口。当两辆车都直行并以直角或接近直角相交时，就会发生直角交叉冲突。当两辆车都在转弯并以直角或接近直角相交时，就会发生转弯交叉冲突。在通过交叉路口时，车辆驾驶员需要观察和应对很多因素，包括其他车辆的行为、行人、红绿灯和意外未知。后两者也被认为是环境元素。上述冲突极大地影响了交通系统的通行能力和安全性。因此，良好的道路设计应同时减少移动车辆与另一车辆、行人及其环境之间冲突的数量和严重程度。7.以前提高道路容量的尝试是利用有信号灯管理的交叉路口和三叶草型的交叉路口的立体交叉法。有信号灯管理的交叉路口是从组合型交叉路口转变为时分型交叉路口的通用型交叉路口，使用交通信号隔离各个阶段的操作。第一个阶段选项是一种叫“拉”的交叉路口。来自三个不同方向的车辆汇入第四方向，因此第四方向从其他三个方向拉入交通。第二个阶段选项是一种“推”交叉路口。车辆从一个方向推向其他三个方向，因此第一个方向将交通推往其他三个方向。与无信号灯的交叉路口相比，分时操作提高了交叉路口的整体吞吐量，以及区间效率和区间安全性，因为在每个时间段，交叉路口包含的交通冲突都不太严重，车辆可以以更快的速度行驶。但是，如果没有轮到它通过交叉路口，车辆则必须完全停下来并且在有信号的交叉路口等待(车辆热机等待)。车辆停车或热机等待通常会降低运输效率、增加碰撞风险、浪费能源，和造成更多的污染。在这方面，它在一定程度上抵消了原来的设计目的，但整体净容量和安全性仍有所提高。8.立体交叉通过用隧道或立交桥垂直和横向分离道路进一步提高了吞吐量、效率和安全性。最常见的例子之一是三叶草型高速公路立交桥。通过在三个维度上分离的立体交叉路口，将所有交叉的冲突转化为合并冲突和分岔冲突。它的冲突数目是平面情况下的两倍，但避免了最危险的交叉冲突。从而使得立体交叉路口具有更大的容量和更少尖锐的弯道，这将允许车辆以更高的速度通过。9.除了立体交叉，用于提高驾驶安全性的其他现有解决方案包括右进/出通道、间接左转通道、环岛(环形交叉路口)等。安全研究表明，交叉路口事故率与交叉路口处的冲突或冲突点的数目有关；直角碰撞是最常见的严重交叉路口事故类型。因此，与类似的四个方向的交叉路口相比，交叉路口设计(如右进/出通道和间接左转通道)限制或减少了交叉路口的直角运动可以降低事故率。在右进/出通道路口的车辆只能单向直行或右转。因此，它只有两个分岔冲突和两个合并冲突。但是，它不允许车辆向另一个方向直行或在没有掉头的情况下向左转弯。和右进/出通道相比，间接左转通道交叉路口增加了一个方向直接向左转的可能性，代价是增加了6倍的复杂度和额外的4个转弯交叉路口冲突。环形交叉路口，又名环岛或交通环，是交通路口利用平面交通来提高驾驶安全性的例子，但会牺牲交通容量。环形交叉路口满足与一般十字路口相同的12个功能要求，但与一般十字路口的32个冲突相比，总共只有8个较轻冲突。10.因此，我们需要一种更好的解决方案来提高驾驶安全性和运输能力而不引入其他的副作用。理想情况下，这个解决方案还可以提高能源效率并减少城市的污染。新设计还应具有良好的实施可行性，建设成本相对较低，工程时间较短，并且能够逐步与现有街道和建筑物兼容。如果该设计还可以促进并完全兼容正在形成趋势的自动驾驶汽车的开发就更加理想了。11.本发明提供了这样一种解决方案，它具有消除任何交叉冲突(直角交叉和转弯交叉)以及车辆在交通中停车或热等待的全新的道路路线设计。新的道路路线在所有主要道路上不再有传统的交叉路口，从而大大提高了驾驶安全性和运输能力，特别适合与自动驾驶汽车及其当前和未来的技术合作。本发明中讨论的新设计和系统通常还提高了能源效率并减少了污染。新设计也可以以可控的成本逐步来实施。因此，它正好满足了当前对更高运输能力和安全性的需求，特别是适应和完全兼容当前自动驾驶汽车的发展的需求。技术实现要素：12.本发明提供了一个新的交通道路的设计方法和系统。可以提高道路容量、交通流量，和行驶安全度，并可以适应和促进自动驾驶的当前和未来的发展。13.通过在平面平面内以无数方式和层次中嵌合各种尺寸和形状的单向环路的新的道路设计方法和系统，可以基本上消除交通中所有潜在的停车、热待机等待、减速和传统的十字交叉路口。除了最安全的换道冲突外，不再有十字交叉冲突，分岔冲突，和合并冲突。因此，将事故风险降到理论上的最低限度，从而提高了道路利用率，减少城市污染，并提高能源效率，鼓励拼车和公共交通，并为个人和政府节省资金。新的道路设计和系统在二维平面内为所有这些问题提供了解决方案，并消除了对更昂贵的立体交通解决方案的需求。14.新的交通系统虽然仅包含单向的路线，但是在拓扑学意义上是完备的，利用基本环路就可以做到和实现平面上的任何两个地址的完全连接。新的道路设计始终与现有街道兼容，支持可控成本下的分期施工，因而具有很强的实用性。附图说明15.图1展示了本发明的两个单向环路的基本类型的嵌合及其对应的向量表示。16.图2展示了在本发明中使用的五种常见的交通碰撞类别及其对应的碰撞向量表示。17.图3展示了作为本发明的现有技术的提高运输能力或安全性的两种典型的现有尝试。18.图4展示了本发明的嵌合四个单向环路及其对应的向量表示的示例性实施例。19.图5展示了两个单向环路如何可以合并并成为与本地街道的一个单向环路的示例性实施例，以及本发明的对应向量表示。20.图6展示了嵌合本发明的六个单向环路的示例性实施例。21.图7展示了本发明的各种单向环路嵌合示例的矢量表示。22.图8说明了各种单向环路(包括圆形环路)嵌合示例的矢量表示。23.图9展示了本发明的五个单向环路的嵌套嵌合及其对应的向量表示的示例性实施例。24.图10展示了本发明的八个单向环路的混合嵌合及其对应的向量表示的示例性实施例。25.图11展示了本发明的单向环路嵌合的一般流量控制的示例性实施例。具体实施方式26.本文使用的词汇仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明的范围。如本文所用，用词“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有的组合。如本文所用词汇“包括”和/或“包含”指列举所述特征、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加另外一个或多个其他特征、步骤、操作、元素、组件和/或其组。除非另有定义，否则本文使用的所有词汇(包括技术和科学术语)与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。这个可以进一步理解成，诸如在常用字典中定义的词汇，应被解释为具有与其在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，除非在此明确定义，否则不会以理想化或过于形式化的方式去理解。在描述中，自然公开了许多技术和步骤。其中的每一个都具有单独的好处，并且每一个也可以与其他一个或多个，或者在一些情况下，所有其他公开的技术结合使用。因此，为了清楚起见，本描述将避免以不必要的方式重复各个步骤的每个可能的组合。然而，在阅读说明书和权利要求时应该理解这样的组合是完全在本发明和权利要求的范围之内的。27.在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而显而易见的是，对于本领域的普通技术人员来说，也可以在没有提供这些具体细节的情况下实现本发明。本发明应被认为只是一个示例，并不旨在将本发明限制为提供的附图或描述所示的具体实施例。现在将通过描述参考的附图来展示本发明的优选的或可替代的实施例子。28.本发明讨论了一个用于城市或社区的机动车辆运输的路线设计的概念。新方法是嵌合无数大小和形状各异的单向环路以实现所有的主要交通。新设计通过从主要道路上消除所有传统的交叉路口，避免了传统交叉路口的所有交叉冲突和停车，从而大大提高了行车安全性和运输能力。它特别适用于自动驾驶汽车及其当前和未来的自动驾驶技术。自动驾驶技术中采用的现有传感器和算法现可以更可靠地工作，并且在新的道路拓扑结构下表现得更好。29.在本发明的另一方面，开发的新设计方法和交通系统还总体上提高了城市的能源效率并减少了污染。新设计还可以与现有街道、十字路口和人工驾驶车辆一起以可控的成本，逐步来实施。因此，通过转换到更高的运输能力和更高的安全性，特别是实现完全自主的、互联和智能交通的理想未来，从而实现城市升级是切实可行的。30.在传统的交通冲突分析中，将两辆机动车辆之间的主要交通冲突分为如图2所示的四种类型(稍后将会在图1中详细描述)。我们将在之后添加第五种冲突。这里我们只讨论汽车之间的冲突，忽略车辆与环境或车辆与行人之间的所有冲突。第一种冲突是顺序冲突，如子图(a)所示。在同一车道或道路上依次行驶的两辆车(202、204)之间发生顺序碰撞；一个跟随另一个。当后面的车辆(202)比前面的车辆(204)行驶得更快时，将发生事故。具体来说，如果前车是静止的，这称为排队冲突。发生的事故称为追尾事故。这种类型的冲突最不严重，只要至少有两辆车在同一车道上行驶，就可以发生在任何道路上的任何地方。我们可以使用向量(210)来表示这种交通冲突。在子图(a)的底部，v1是第一辆车(前车)的速度矢量，v2是第二辆车(跟车)的速度矢量。两个向量具有相同的方向但大小不同。后面的车辆v2的速度比前面的车辆v1的速度快，因此可能存在冲突的可能性。冲突强度的度量是两个速度矢量之间的矢量差，用较小的箭头表示为v1-v2。差向量的方向是从v2指向v1，大小是v1和v2之间的长度差，即|v1-v2|。矢量方向表示第二辆车将要撞到第一辆车。冲突或碰撞的严重程度由v1-v2的矢量幅度表示。两车车速相差越大，碰撞越严重。31.顺序冲突有点特殊，因为只要有交通，它就可以发生在道路上的任何地方。由于其普遍性和低严重性，有时我们可能会在以后的重大冲突分析中忽略和/或排除它。32.子图(b)显示了第二种冲突类型，发散冲突。当沿单个方向行驶的交通流分成两个不同的方向，或者单个车道变成两个独立的车道(206、208)时，就会产生分歧冲突。分岔的道路形成了一个反向“瓶颈”，交通从一个拥挤和受限的空间转移到一个更加开放的空间。这本身通常是一件好事。然而，车辆在改变方向或做出导航决定时往往会减速。因此，移动较快的后面的交通会受到移动较慢的前面的交通的负面影响。一旦前车(208)离开原来的方向或车道之后，就不再与后车(206)可能发生冲突。所以从这个意义上说，分岔冲突本质上是分岔点之前的顺序冲突。33.这可以由向量(212)表示。在子图(b)的底部，v1是第一辆车(跟随车辆)的速度矢量，v2是第二辆车(前面和分流车辆)的速度矢量。两个向量具有相同的方向但大小不同。前面的车辆v2的速度比后面的车辆v1慢。因此，可能存在有冲突的可能性。冲突强度的度量是两个速度矢量之间的矢量差，用较小的箭头表示为v1-v2。差向量具有从v2指向v1的方向，以及v1和v2之间的长度差的大小，即|v1-v2|。矢量方向表示第一辆车将要撞到第二辆车。冲突或碰撞的严重程度由v1-v2的矢量幅度表示。两车车速相差越大，碰撞越严重。请注意冲突严重性|v1-v2|发散冲突的大小与发散角成正比。发散角越大，速度差越大(分流车v1减速越多的情况)，碰撞越严重。34.子图(c)显示了第三种类型的冲突，合并冲突。当来自不同车道或方向(214、216)的车辆合并到沿单一方向移动的单一车道时，会发生合并冲突。这种情况造成了向前的瓶颈，并迫使交通从一个大、不拥挤的空间移动到一个更窄、更拥挤的空间。这造成了严重的冲突。第二辆合并车辆(214)需要减速并寻找空隙从而安全地融入现有交通(216)。两辆车都可能受到另外一辆车的负面影响。35.这种合并冲突可以由向量(222)表示。在子图(c)的底部，v1是第一辆车(目前车辆)的速度矢量，v2是第二辆车(并入车辆)的速度矢量。这两个向量具有非零的方向差。冲突强度的度量是两个速度矢量v1和v2之间的矢量差，用v1-v2和较小的箭头来表示。差向量具有从v2指向v1的方向(箭头尖端)，以及v1-v2的幅度。这个矢量方向表示第二辆车将要撞到第一辆车。冲突或碰撞的严重程度由v1-v2的矢量幅度来表示，也写为|v1-v2|。|v1-v2|由向量v1和v2(222)创建的三角形的第三边的长度来确定。一般情况下，两车车速相差越大，合并角度越大，碰撞会越严重。36.子图(d)显示了第四类冲突——交叉冲突。当来自不同方向(218、220)的车辆试图在单个位置交叉路径时，会发生交叉冲突。交叉路口冲突被认为是最危险的冲突类型，是交通路口和路线设计中的主要问题。交叉碰撞不仅难以避免，而且一旦发生，损害也更大。第二车辆(218)需要乘第一车辆(220)不在交叉点的时刻通过路口。两辆车都可能受到另一辆车的负面影响。负面影响包括被迫减速、加速和停车等待。37.这种交叉冲突可以由向量(224)表示。在子图(d)的底部，v1是第一辆车(220)的速度矢量，v2是第二辆车(218)的速度矢量。这两个向量直角相交。冲突强度的度量是两个速度矢量v1和v2之间的矢量差，用较小的箭头和v1-v2来表示。差向量具有从v2指向v1(或v1指向v2)的方向，和v1-v2的大小。矢量方向表示第二辆车将要撞到第一辆车，反之亦然。在交叉冲突中，它们是对称的和等价的。冲突或碰撞的严重程度由v1-v2的矢量幅度表示，也写为|v1-v2|。|v1-v2|是向量v1和v2(222)创建的直角三角形的第三边的长度。因此，如果v1和v2的大小图2所示的五种冲突类型中每种情况下都是一样大的话，那么交叉冲突是碰撞的严重程度最大的一种。一般情况下，两车相碰撞是速度越快，碰撞越严重。38.子图(e)显示了我们添加的第五类冲突。它不是像前四种那样独立的冲突类型。我们在这里讨论它是因为它是本发明的新交通设计中的一个重要冲突。第五个冲突称为换道冲突。当来自相邻不同车道(226、228)方向相同的一个车道的车辆试图并入另外一个车道时，就会发生换道冲突。换道冲突可以被认为是前述两种基本冲突类型的组合；这先是一个分岔冲突，然后接着一个合并冲突。车流(230)首先从车流(228)中分岔。在位置(236)之后，车流(232)与车流(226)合并。变道冲突中的两辆车可能会相互产生负面影响。但是，其影响与基本交叉冲突的影响是不同的：因为它们可能包括减速和加速，但不会有停止。这个关键区别我们将在后面的描述中讨论和使用。39.这种变道冲突也可以由向量(234)来表示。在子图(e)的底部，它基本上是一个分岔冲突和合并冲突的向量表示的一个组合。v1是分岔冲突中的第一车辆(228)的速度矢量，v2是第二车辆(230、232)的速度矢量。两个向量的差为v1-v2，用同方向的一个较小的向量表示。v2矢量(232)与第三车辆(226)的速度矢量v3合并。变道冲突总强度的度量可以用矢量差v3-v2表示，在子图(e)中以一个较小的箭头表示。差向量具有从v2指向v3的方向(箭头尖端)，以及v2-v3的大小。以上向量的方向表示第一辆车可能撞到第二辆车，第二辆车可能撞到第三辆车。冲突或碰撞的总严重程度由v1-v2和v2-v3的矢量幅度之和表示，写为|v1-v2|+|v2-v3|。40.在分岔阶段，由于两辆车行驶在同一车道(228)，速度差v1-v2通常很小，即v1-v2～0，|v1-v2|～0。然后在合并阶段，因为两辆车的行驶方向相同，速度相同，并且彼此非常接近，所以v3-v2～0也是如此。即|v3-v2|～0。实际上，v2不可能与v3具有完全相同的方向，因此总是存在小的矢量差异。但是，换道冲突中的并道角度a应该是所有现实生活中的并道冲突中最小的，并且|v2|～|v3|，所以，|v3-v2|2＝|v3|2+|v2|2-2*|v3|*|v2|*cos(a)～|v3|2+|v2|2-2*|v3|*|v2|＝0。所以，我们得到|v1-v2|+|v2-v3|～0+0＝0。这证明变道冲突的严重程度很轻。与任何其他比如分岔冲突、合并冲突或交叉冲突相比，它被认为是最小的。换道冲突通常不被认为不如连续冲突严重，但它们非常接近。41.每种类型的冲突具有不同的特征和预防方法。例如，美国交通部(usdot)建议考虑交通冲突的以下四个因素：(1)冲突的存在。(2)冲突的暴露范围。暴露范围表示冲突位置的交通流量。它是两个相互冲突的交通流量的乘积。(3)冲突的严重程度。(4)车辆易受冲突程度。该易受冲突程度基于每个冲突交通流量的成员在交通碰撞中幸存下来的能力，以及每个车身上发生碰撞的位置的函数。例如，对车辆后角或后角的撞击比侧面或正面撞击的危险性要小得多。两辆车之间的合成速度矢量的方向指示了撞击可能发生在车辆上的位置。42.图3展示了用于提高运输能力和/或安全性的两种典型的已有的尝试。子图(a)显示了一个有信号灯的传统四哥方向的十字交叉路口(300)。子图(b)说明了一个环形十字交叉路口(330)，也称为环岛、交通环或环路。两者都是基于平面交通的现有解决方案。由于我们在本发明中的解决方案也是平面解决方案，因此我们将忽略与所有立体交通解决方案的比较。43.传统的十字路口(300)具有四个路段。每个路段都允许双向交通。驶入交通(302)和驶出交通(304)在交叉路口(300)的第一路段中。驶入交通(308)和驶出交通(306)在交叉路口(300)的第二路段中。驶入交通(312)和驶出交通(310)在交叉路口(300)的第三路段中。驶入交通(314)和驶出交通(316)在交叉路口(300)的第四路段中。对于来自驶入交通(302)的车辆，在位置(324)，它可以右转进入路段(306)。因此，位置(324)存在分岔冲突。类似地，它可以在位置(326)左转进入路段(316)。这是该地点的另一个分岔冲突(326)。所有发散的冲突都由三角形标记表示。当车辆右转进入路段(306)时，它在位置(318)处并入路段(306)上的现有交通。因此，位置(318)存在合并冲突。类似地，路段(312)上的驶入车辆可以左转并并入路段(306)，因此，位置(320)具有另一个潜在的合并冲突。所有合并冲突都用方形标记表示。可以对所有其余的路段进行类似的分析。因此，对于每个路段的每个驶入交通，都存在两个不同的冲突。对于每个路段的每个驶出交通，存在两个合并冲突。因此，总共有8个分歧冲突和8个合并冲突。假设交叉路口内的所有冲突都是交叉路口冲突，交叉路口中心内有16个交叉路口冲突。所有交叉冲突都由交叉标记表示。例如，交叉冲突(328)发生在从路段(308)到路段(316)的车辆和从路段(302)到路段(310)的车辆之间。交叉冲突(322)发生在从路段(302)左转到路段(316)的车辆和从路段(314)左转到路段(310)的车辆之间，依此类推.对于这样的交叉路口，以上所有的冲突都无法同时避免；必须根据时间引入交通隔离。将所有车辆通过交叉路口的总时间划分为多个小时段，每个小时段内只允许发生某组交通冲突。车辆通过交通信号灯和信号通知这些时间段。交通冲突以这样的方式分组，与没有时间划分相比，道路容量和安全性大大提高。44.典型的环形交叉路口(330)具有四个路段。每个路段都允许双向交通。驶入交通(332)和驶出交通(346)在环岛(330)的第一路段上。驶入交通(336)和驶出交通(334)在环岛(330)的第二路段上。驶入交通(340)和驶出交通(338)位于环岛(330)的第三路段。驶入交通(344)和驶出交通(342)位于环岛(330)的第四路段。对于来自驶入交通(332)的车辆，在位置(352)处，它可以右转以并入环岛内的当前交通。因此，位置(352)存在合并冲突。之后，车辆可以将位置(350)处的环岛交通离开到路段(334)上。因此，位置(350)存在分岔冲突。类似地，对于其余三个免驶入交通源(336、340、344)中的每一个，都存在合并冲突，然后是分岔冲突。因此，环岛避免了所有的交叉冲突，并将它们变成只有4个合并冲突和4个分岔冲突。45.环形十字交叉路口(330)设计实现了作为通用十字路口的完整功能，如子图(a)中所述。但是，它总共只有8个冲突，而传统的十字交叉路口总共有32个冲突。更重要的是，环形十字交叉路口消除了传统交叉路口中的所有16个交叉冲突，只留下了8个不太严重的冲突(分岔和合并冲突)。因此，它极大地提高了运输安全，虽然不一定提高交通流量。实际上，环形交叉路口会降低道路通行量，因为车辆在环形交叉路口内必须行驶得较慢一些。46.传统信号灯十字交叉路口和现代环形交叉路口的一个大问题是总是有些车辆必须完全停下来等待的情况。在信号灯交叉路口，车辆需要等红灯。在环岛内，进入的车辆必须停下来礼让已经在环岛内行驶的车辆。停车和等待大大降低了运输效率和道路吞吐量。在车辆由于人为错误或机械故障而无法停止的情况下，停止和等待的要求也增加了安全的不确定性。47.所有先前十字交叉路口设计的另一个大问题是当前的自动驾驶设备和处理算法不能可靠和成功地工作。传统四向十字交叉路口的交通状况过于复杂，难以可靠和/或快速地识别和处理。即使对于一个非常简化的环岛路口，自动驾驶汽车也需要判断和处理车辆的停止和恢复行驶。48.本发明提供了一种解决上述问题的新道路路线设计方法。首先，新路线设计的基本组成部分是单向行驶的环路。单向环路是一个封闭的路线，仅允许具有一定速度限制的车辆单向行驶。该方向可以是顺时针方向或逆时针方向。环路内一般没有停车标志和红绿灯。单向环路可以是任何尺寸或形状，并且可以具有单个或多个行驶车道以实现更高的吞吐量。其次，通过嵌合多个这样的单向环路来构建城市或社区交通网络。嵌合意味着将单向环彼此相邻放置而不重叠以覆盖整个地面，之间可以有或没有间隙。第三，只有在一种情况下，车辆才能通过变道操作离开第一个环路并进入第二个环路；否则车辆将停留在第一个环路内而不会停止。这个条件是：当且仅当两个环路有两条车道相邻且交通方向相同。如果第一个环路的一个相邻车道与第二个环路的另一个车道的交通方向不同，则车辆不允许改变车道。49.图1展示了作为构建模块的两个基本单向环路的一种简单类型的嵌合。这种简单的嵌合类型被称为基本嵌合。在子图(a)中，左侧是两车道的顺时针单向环路(106)，车辆(110、112、114)在右侧车道上行驶。右侧是两车道的逆时针单向环路(108)，车辆(116、118、120)在左侧车道上行驶。每个环路内部可以是建筑物(100)或其他设施和结构。左单向环路或右单向环路可以是任何形状和/或尺寸。车辆在环路内行驶时可以自由变换到相邻的车道。50.左单向环路(106)和右单向环路(108)在边界(124)上相邻并且相切，其中单向环路(106)的所有车道和单向环路(108)的所有车道都位于一个区域(126)内，而且彼此平行并且交通方向相同。这时所描述的两个环路车道之间的关系以后称为互接。区域(126)被称为互接、变道、或转换区域。左边的单向环路被称为与右边的单向环路嵌合在一起，反之亦然。由于满足同方向车道互接条件，第一个环路中的车辆(114)可以从车道(122)转换到第二环路中的(116)位置。在成功换道(122)之后，任何车辆都可以从左环路行驶到右环路。类似地，右环路(108)中的车辆可以在区域(126)中转换车道并行驶到左环路(106)。下面将线(124)称为转换线。如果两个环路之间的相邻车道和相接车道包含不同方向的交通，则转换线以下称为隔离线。交通在左环路以第一个限速行驶，在右环路以第二限个速行驶。在本发明的至少一个实施例中，第一个限制速度等于或接近第二限制速度。在本发明的其他实施例中，两个限制速度都是常见的城市或高速公路的限速，或任何大于零的速度。51.图1的子图(a)也展示了在根据本发明构建的新交通系统中，人可以如何从左环路中的白点位置(102)行进到黑点位置(104)。车辆(110)从起点(102)出发，在第一环的右车道行驶。它继续移动到位置(112)。然后它向右转并行进到转换区域(126)中的位置(114)。它开始跨越三个车道转换到现在位于第二个环路左侧车道的位置(116)。车辆继续移动到位置(120)并到达目的地(104)。或者，车辆也可以选择在进入转换区域(126)之前转换到外车道，从而在转换区域内仅从环路(106)转换到环路(108)的外车道(126)。在离开转换区域(126)之后，车辆可以进一步转换到环路(108)的内侧车道。52.在车辆在转换区域(126)内没有变道的情况下，不允许在任何地方停车等待；它将继续沿着第一个环路行驶。一圈后，它会再次进入转换区间(126)，并尝试变道进入第二圈。如果成功，则车辆进入第二个环路；否则它会反复尝试，直到成功或致命失败。稍后将在本发明中讨论这个致命失败的情形。53.首先，从车辆如何从第一环路中的位置(102)行驶到第二相邻环路中的位置(104)的示例性的描述中，我们可以观察到车辆可以到达相邻的第一个和第二个环路中的任何目的地位置。起点(102)和终点(104)在环路中的具体什么位置并不重要。这证明了本发明的路线设计的完备性。54.其次，交通行进路线可能并不是最短的路程，但可以保证具有如下属性：(1)永远不会有交叉冲突；(2)没有寻常的分岔和合并冲突，只有顺序和换道冲突，虽然根据前面的讨论，换道冲突包含最不危险的分岔和合并冲突对，在所有可能的分岔和合并冲突中，换道冲突是最不严重的；由于顺序冲突无处不在，并且其严重性通常被认为非常低，因此我们在下文中将其忽略并排除在与本发明的新设计相关的冲突分析之外；也就是说，我们认为新设计的行驶路径仅包含换道冲突；(3)永远没有停车或待机；(4)车辆始终行驶在一个限速上面，不允许明显减速和超速行驶。第一个和第二个属性关系到运输安全性的极大的提高；第三个和第四个属性与巨大的道路容量增加有关。55.从第一个和第二个属性来看，本专利的新设计做到了将所有严重的交通冲突转换为最安全的可能的冲突，即变道冲突。它消除了交叉冲突和传统的十字交叉或“t”形交叉路口。这种结构改造将大大提高运输安全性。大大简化的道路结构和关系也有助于实现自动驾驶汽车的要求和算法，并提高其性能、速度和可靠性。当前的自动驾驶可以比所有其他驾驶操作更好地处理变道，尤其是交叉路口噩梦。因此，新的道路设计与全自动驾驶汽车相结合，可以实现理论上的次数最少的和最不严重的碰撞，实现人类历史上最安全的交通方式。56.从第三个和第四个属性来看，新设计消除了所有的停车和减速情况，基本保持所有车辆始终以限速行驶。这将大大提高道路通行能力、吞吐量和利用效率。由于新的路线设计有利于自动驾驶车辆，新的自动驾驶车辆可以更好地处理车辆间的时间和距离；在道路上的所有交通都成为自动驾驶汽车之后，道路容量、吞吐量和利用效率可以进一步提高。道路利用率的上限可能达到理论上的最大值。57.子图(b)展示了子图(a)中所示的基本环路嵌合的矢量表示式。左单向环路由具有顺时针方向的闭合向量(130)表示。右单向环路由具有逆时针方向的闭合向量(136)表示。左环路向量(130)中的子向量(132)与右环路向量(136)中的子向量(134)互接。两个互接子向量(132、134)具有相同的方向。矢量的大小与道路长度成正比。使用矢量形式来表示道路拓扑结构可以非常简洁有效。向量表示中的一对互接的(132,134)边，如子图(a)中具有相同交通方向的两个环的两个接触外部车道之间的转换线(124)称为转换边(s)或转换边界。类似的转换边或线，但具有不同的交通方向将不会被称为转换边。在子图(b)中，边(132、134)是环路的转换边。一种基本的单向环路嵌合，是两个单向环路由一个转换边连接，被称为基本连接或联合拼接；否则被称为基本不连接或不相连的嵌合。58.两个不同交通方向的基本单向环路可以形成一个相连的基本嵌合。两个相同交通方向的基本单向环路可以形成一个断开的基本嵌合。59.图4展示了四个单向环路的二维嵌合(平面嵌合)及其对应的向量表示的实施例。在该实施例中，四个基本单向环路沿水平轴和垂直轴分别作基本嵌合。有两个顺时针方向的环路和两个逆时针方向的环路。在子图(a)中，顶部的两个单向环路(106、108)形成了一个如图1所示的典型的相连基本嵌合，唯一的区别是图1是双车道环路现在是单车道环路。在不失一般性和对于本领域普通的技术人员这些是显而易见的情况下，任何单向环路中的车道数仅影响该特定环路的吞吐量；在我们未来的讨论中，它不会改变本发明的环嵌合的关系、属性、功能或性能。因此，我们将在后面的讨论中只使用单车道环路直到我们稍后会具体分析多车道环路的影响。60.左环路(106)是个顺时针方向的环路，右环路(108)是个逆时针方向的环路。转换区域线(424)是转换线。通过在相交区域中的位置(122)改变车道，车辆可以从起点(102)平稳地行驶到目的地点(104)，反之亦然。类似地，下部的两个单向环路(406、408)形成另一种典型的基本连接嵌合，如图1中所述，但和上部的两个单向环路(106、108)是垂直方向上的翻转关系。左环路(406)是个逆时针方向的环路，右环路(408)是个顺时针方向的环路。转换区域线(404)是转换线。61.这两个基本嵌合结构进一步沿着它们的两条水平转换线(402、422)嵌合成更大的结构。在这个基本的四环嵌合中，所有转换区域的边或线都是连接的和可转换的。因此，这种嵌合称为全连接嵌合。在这种全连接的嵌合中，车辆可以通过在上部基本嵌合的转换区域中的位置(122)处的第一次换道，从起点(102)顺利行驶到目的地点(434)，然后是在环路(108)和环路(408)之间的转换区域中的位置(426)处进行第二次车道切换。所有四个转换区域在整个嵌合结构的最中心都有一个重叠区域(410)。中心重叠区域(410)看起来像一个传统的十字路口，但它却不是，因为区域(410)不属于任何两条道路的交叉重叠区。在本发明的优选实施例之一中，是不允许任何车辆在重叠区域(410)内发生任何变道和/或停车的。因此，此区域(410)内不会存在任何交通冲突。这与传统的交叉路口相反，在交叉路口区域存在着数量最多和程度最严重的交通冲突。62.在任何情况下，车辆在转换线(424、422)处的车道切换(122或426)失败以后，不允许在任何地方停车等待；它将继续沿着它当前所在的环路行驶下去。它沿着当前环路再行驶一圈后，将尝试第二次车道转换。如果成功，车辆继续原计划的行程；否则它会反复尝试换道直到成功，或发生致命的失败。稍后将在本发明中讨论这个致命的失败的情形。63.在这个四环基本全连接嵌合中，我们观察到车辆可以到达第一个和第二个两环基本嵌合的任何一个目的地的位置。这个结论也可以用数学来证明。即四环基本嵌合也是完备的。64.子图(b)展示了子图(a)中所示的基本四环嵌合的矢量表示。左上角的单向环路由顺时针方向的闭合向量(412)表示。右上角的单向环路由逆时针方向的闭合向量(416)表示。左下方的单向环路由逆时针方向的闭合向量(414)表示。右下单向环路由顺时针方向的闭合向量(418)表示。任何两个环之间相接的所有子向量都是转换线或转换边。子图(b)中所示的四个嵌合环是完全连接的。65.图5展示了两个单向环路如何可以合并成为带有本地街道的单向环路的示例性实施例，以及其对应的向量表示。子图(a)由两个可以被扩展的单向环路组成。左侧可扩展环路(106、406)允许顺时针的交通。右侧可扩展环路(108,408)允许逆时针的交通。左可扩展环(106、406)可以认为从两个方向相同的单向基本环(106、406)的断开的基本嵌合得到。左侧的顶部最初可以被认为是顺时针交通的基本单向环路。左侧的底部最初也可以被认为是顺时针交通的基本单向环路。这两个相同的方向的环路组合成一个断开的基本嵌合，其中顶部环路中的相连车道(502)允许与底部环路中的相连车道(504)不同的交通方向。因此，相交线(402)是一条分隔线。不允许车辆在两条车道(502和504)之间变换车道。然而，通过断开的基本嵌合，顶部环路(106)的另一侧(不包括相连车道)的交通可以被允许进入底部环路(406)中，因为它们的交通方向变得兼容了。这种连接具有兼容的交通方向的两条车道的方式在下文中被称为车道合并或车道连接。因此，在本发明的该实施例中，将两个相同方向的基本单向环路连接在一起从而形成更大的顺时针的基本单向环路，其中内部的两个相连车道(502、504)变成为局部街道。不允许第一个本地车道(502)中的车辆越过分隔线(402)进入第二个本地车道(504)，反之亦然。本地车道的交通有不同的(较低的)限速，并且可能与行人和停车位混合。本地街道不再是环路的一部分。类似地，右可扩展环(108、408)由两个逆时针基本单向环路(108)和(408)连接。该环路包含两条本地街道(506)和(508)，它们之间有一条分隔线(422)。66.本地街道中的交通控制将可以使用本发明前面描述的类似方法。比如可以使用交通信号灯、停车标志、岔道、小型环形交叉路口、立体交通桥梁、隧道等技术手段。例如，当地街道(502、504)可以用岔道进出顺时针方向的主环路(106)。本地交通可以通过岔道合并到主环路的交通中。同样的，主环路的交通可以通过岔道分流进入当地街道。本地街道和本地出入只是为了乘客接送、车辆停车、加油站和出入建筑物的补充手段。车速通常较低，并且不是交通事故的主要来源。在本发明的大多数实施例中，本地街道和出入交通具有非常小的城市或社区的覆盖率百分比，因为普通单向环路可以在其连接到本地街道之前被设计得尽可能小。由于这些原因，我们在下文对本发明的环路嵌合的讨论中不再考虑本地出入和本地街道。67.因此，子图(a)的左侧是在将具有相同顺时针方向的两个基本单向环路(106、406)合并成更大环路之后的扩展环路。两条内部不相连的相连车道(502、504)成为了本地街道，只能通过传统方式进入。右侧是将两个具有相同逆时针方向的基本单向环路(108、408)合并成一个更大的环路后的扩展环路。两条内部断开的相连车道(506,508)成为了本地街道。左扩展环和右扩展环可以进一步形成一个连通的基本嵌合。转换线(404)显示来自一个环路的交通可以从那里转换到另一个环路中。68.合并现有环路的好处之一可以是增加用于连接嵌合的转换线的长度。较长的转换线或转换边届可以提高车辆转换到另一个环路的成功率，因此避免了第二次尝试换道的额外绕的一圈。减少额外行驶距离的浪费可以提高本发明的运输效率。69.图5的子图(b)展示了子图(a)中讨论的两个合并环路的合并嵌合的矢量表示。左侧较大的环路(514)是具有顺时针方向交通的扩展环路；右侧较大的环路(516)是另一个具有逆时针方向交通的扩展环路。这两个扩展的环路可以形成一个连接的基本嵌合，因为它们的相连边界是可换道的。合并之前的断开的相连边界(514)和(516)由虚线表示。虚线区域退化为不再是嵌合环路的一部分的本地进出通道。70.图6展示了嵌合六个单向环路本发明的示例性实施例。在图4的平面嵌合基础上，另外一对基本单向环路(606)和(608)通过连接型的基本嵌合方式先互相水平组合在一起。然后通过另外一个连接型的基本嵌合方式将这个连接基本嵌合与图4的嵌合结果垂直组合在一起。整个图6就是六个基本单向环路(106、108、406、408、606、608)的全连接平面嵌合。图6的嵌合也是完备的。也就是说，从嵌合中的任何点出发的车辆都可以行驶到任何其他一个点。例如，从起点(102)出发的车辆可以通过首先在位置(122)进行车道转换，然后在位置(426)进行车道转换，然后在位置(622)进行车道转换后行驶到目的地点(104)，最后在位置(624)进行车道转换。区域(610)可以被认为是虚拟十字交叉路口。虚拟十字路口取代了两个传统的十字路口并起到了同样的作用。单向环路嵌合将虚拟交叉路口内的四个交叉冲突替换为四个换道冲突。显然这在行驶距离(增加中间环路两个水平边界的距离)方面效率不高，但在驾驶安全(更安全、更简单、或更少数目可能的交通冲突)、时间效率(行驶时间)、道路效率(每小时通过的车辆数量)、和自动驾驶功能可靠性(促进自动驾驶功能)方面提供了更多的好处。71.本发明中描述的平面嵌合方法可以形成各种尺寸和拓扑形状的无数单向环。在本发明的描述中说明的示例不应该被认为是对技术范围的限制，仅仅是用于示例性的目的。对于本领域的普通技术人员而言，可以容易地从本发明中的讨论或暗示的基本原理和规则推导出更多的可能的排列和/或组合的其他类似例子。72.例如，图7展示了本发明的各种单向环嵌合示例的矢量表示。子图(a)是图6的矢量表示。总共六个基本单向环路(702、704、706、708、710、712)在二维中叠加成一个完全连接的嵌合。环(702)和(708)是一对相反方向的环并且在首行中形成一个连接的嵌合。环(704)和(710)是一对相反方向的环并且在中间行形成一个连接的嵌合。环(706)和(712)是一对相反方向的环并且在末行形成一个连接的嵌合。中间环对的方向和首行和底行环对方向都是相反的，从而它们可以与首行和底行的环对形成连接型的嵌合。73.子图(b)展示了一个左侧的顺时针的大环路(714)，可以与右侧的一个断开的双环嵌合再进行嵌合。断开的基本嵌合由顶部环(716)和底部环(718)嵌合起来。环(716)和环(718)具有相同的逆时针方向。然而，环路(716)和(718)可以通过连接的嵌合方式分别和环路(714)结合。这意味着，尽管环路(716)中的交通不能通过它们的相连边界直接进入环路(718)，反之亦然，但它们可以通过共同连接的环路(714)间接进入对方的环路。因此，子图(b)中的嵌合也是完备的。此示例代表了一组含有各种大小不一子环路的嵌合。74.子图(c)展示了左上侧一个逆时针方向的三角形的环(720)，也可以与右下侧的一个顺时针方向的三角形的环(722)嵌合。其结果也是一个连接的嵌合。因此，子图(c)中的嵌合也是完备的。此示例代表了一组具有三角形形状子环路的嵌合。75.子图(d)展示了左侧一个顺时针方向的三角形环(724)，也可以与右侧的逆时针方向的矩形环(726)嵌合。结果是一个连接的嵌合。因此，子图(d)中的嵌合也是完备的。此示例代表了一组具有各种不同形状子环路的嵌合。环路形状可以是，但不限于，圆角矩形、圆角三角形、圆形、任何规则和不规则多边形、以及任何其他形状，或以上各种形状的组合。76.图8展示了各种单向带有圆形环路的嵌合示例的矢量表示。子图(a)说明了左侧一个顺时针方向的圆形环路(802)可以与右侧的逆时针方向的圆形环路(804)的嵌合。结果是一个连接的嵌合，因为相连线两侧的道路具有相同的交通方向。因此，子图(a)中的嵌合也是完备的。此示例代表了一组带有圆形环路的嵌合。77.子图(b)展示了左侧一个顺时针方向的圆形环路(806)，可以与右侧一个逆时针方向的矩形环路(810)嵌合。结果是一个连接的嵌合，因为相连线两侧具有相同的交通方向。因此，子图(b)中的嵌合也是完备的。如果右侧是顺时针矩形环，则嵌合就不完备了。一个环路中的交通不能进入另一个环路。此示例代表一组具有混合圆形和矩形形状环路的嵌合。78.图9展示了本发明的五个单向环路的嵌合的嵌套或嵌入示例性实施例，以及其对应的向量表示。一个环路嵌合不仅可以嵌合另外一个环路或环路嵌合，而且一个环路也可以嵌入或嵌套一个环路或环路嵌合。然而，这种嵌入或嵌套的规则是生成的新的嵌合必须是连接的。完全断开的嵌入是不被允许。79.子图(a)展示了两个这样的嵌入式嵌合的例子。首先，逆时针单向环路(902)嵌套或嵌入在逆时针单向环路(904)内。环路(904)嵌套或嵌入另一个逆时针单向环路(906)内。由于所有环(902、904、906)都是逆时针的，因此它们的嵌合是相连的。在这三个车道的嵌合环内，所有车流都可以自由转换车道，这样的嵌合是完备的。其次，如图4所示的标准四个环路的基本嵌合(918)被嵌入到上面的嵌套的环路(902、904、906)内。标准四环嵌合(918)的左上角的基本环是顺时针方向基本环。右上角的基本环路是逆时针方向基本环路。左下角的基本环路是逆时针方向基本环路。右下角的基本环路是顺时针方向基本环路。子图(a)中的整体嵌合是一个连接的嵌合。因为虽然相交线(910、912、914、916)是分隔线，但外环(902、904、906)和里面的标准四环嵌合(918)之间的所有其他相交线都是连接的。标准的四环嵌合(918)也是连接的。因此，整个嵌合都是连接的和完备的。80.图9的子图(b)展示了子图(a)的矢量表示。逆时针闭合向量(920)被嵌入在逆时针闭合向量(930)内。向量(930)被嵌入在逆时针闭合向量(940)内。标准的四环嵌合被嵌入在向量(920)内。其中内部左上角的矢量是顺时针环路(922)。右上角的矢量是逆时针环路(926)。左下角的矢量是逆时针环路(924)。右下角的矢量是顺时针环路(928)。此示例代表了一组具有各种嵌套或嵌入式嵌合的嵌合。81.图10展示了本发明的八个单向环的混合嵌合的示例性实施例及其对应的向量表示。子图(a)是这个混合嵌合。总共七个基本单向环路被嵌入在一个顺时针方向的单车道环路(1002)里面。外环线(1002)为整个社区提供快速交通。它很像现在大城市的环线、环路、环城公路、或环城轨道。从内部左侧看，三个基本环以不相交的方式被嵌合在一起。也就是说，所有三个基本环路都被合并成一个更大的顺时针环路(1004)。内部不相交的线路(1030、1032)和附近的车道成为本地交通。右侧也发生了类似的事情；三个基本环路也以不相交的方式被嵌合在一起。因此，所有三个基本环路都被合并为一个更大的顺时针环路(1006)。内部不相交的线路(1034,1036)和附近的车道成为本地通道。在这两个合并的环路(1004)和(1006)之间有一个大的顺时针基本环路(1008)。三个大环路(1004)、(1006)和(1008)也以断开的方式嵌合，使得所有三个大环路都被合并成一个更大的环路(1000)。相交线(1038)和(1040)是分隔线，交通不能互通。分隔线(1038)和(1040)附近的内部垂直方向的相交车道都成为了局部街道。因此，在该示例性的混合嵌合中，仅外部两个车道/环路(1000)和(1002)是连通的。所有其他车道成为本地街道和出入口。82.在本发明中，决定断开或连接的嵌合是留给城市设计者的战略性和灵活的选择。在道路建成后的，假如基本车道已经创建并要进行维护中，嵌合的连通性是可以被修改的。83.子图(b)展示了子图(a)中的混合嵌合例子的矢量表达。外部封闭的顺时针的矢量(1010)嵌入了一个混合嵌合。内部的混合嵌合是由这些基本环(1012、1014、1016、1022、1024、1026、1028)的断开嵌合之后形成的。这个混合嵌合形成了一个环路(1018)。所有其他不相交的车道(虚线向量)成为本地进出车道，不再是环路的一部分。产生的环路(1018)和前一个外环(1010)形成一个相连接的嵌合。这个嵌合仍然是完备的，因为可以到达在车道的任何地方。84.图11展示了本发明的单向环路嵌合的通常的交通流量控制的示例性实施例。不失一般性，假设一个城市的交通系统是由图10中描述的数百万个混合嵌合模块(1100)共同平面镶嵌而成，因为每个模块(1100)都具有完备性，并且嵌合是相连的，所以整个城市也是完备和连接的。交通从起始位置(102)开始前往目的地位置(104)。在理想情况下，最优路径沿着从(102)、(1102)、(1104)、(1114)到(104)的实心黑色箭头方向。该路径在本发明的示例性交通系统设计中是从(102)到(104)的最短距离，前提是不考虑本地交通的路线。然而，在现实中，最优路径可能并不总是可行的和成功的。例如，正如我们之前所描述的，如果在任何换道线上，车辆未能及时完成换道，它可能需要在当前环路中多跑一圈才能再次尝试那个失败的换道。或者更糟糕的情况是，它必须尝试很多次才能成功。另一种情况是致命的失败。致命失败是指该路线中的交通中断或接近中断(拥塞)。它通常是因为但不仅限于高峰时段交通拥堵、道路封闭、或施工、事故、车辆故障、紧急事件等引起的。比如在位置(1106)和/或(1108)发生致命故障，将会阻断通过最佳的路径到达目的地位置(104)。因此，交通可能会立即绕道并遵循由黑色双大箭头(1112)指示的新的绕行路径。还有许多其他可能的替代路径可供选择。由于每条道路都是单向街道，一旦发生致命故障，在致命故障位置(1106)或(1108)之前可能会有一些现有车辆卡在死胡同(1104)之中。例如，如果致命故障位置是(1108)而不是(1106)，则(1104)中的卡住车辆可以轻松地通过(1110)处的小双黑箭头指示的路径撤离街道。如果致命故障位置是(1106)和/或(1108)，则(1104)中卡住的车辆可以通过(1116)处的小双黑箭头指示的本地车道撤离街道。本地进出会降低运输效率，但后续车辆在知道位置(1106)发生致命故障后将不会再进入死胡同(1104)，因此本地进出绕行只会影响少数车辆一次。故障修复或消除后，交通流量会恢复到原来的最优状态。如果受影响的车辆是自动驾驶车辆并且交通系统很智能，这交通流量控制可能会更加有效。所有路况都会实时报告并更新到所有车辆。整体交通控制可以要么是集中在城市交通中心，也可以分布在所有的车辆之中。85.图11也展示了几个交通的致命故障不会使本发明的新交通系统设计失败的许多例子中的几个。因为环路嵌合是完全完备和连接的，所以在有任意数量个道路故障的情况下，它将仍然在基本单向环路级别保持完备和连接。86.同一示例还可以说明如何可能分阶段的去构建和实施新的交通系统，并且仍然与现有的街道兼容。旧街道和城市区域可以被视为有部分道路故障的街区。新交通系统中的任何交通都可以选择绕行，或者也进入旧街道，按照以前的方式交通。87.交通致命故障、旧城区街道和街区、路边事故和交通量可能时不时地导致交通拥堵。本发明基于单向环路镶嵌的新交通系统设计是一个全连接的完备系统。如果给定一对位置坐标，则从一个位置到另一个位置的行驶路径有一个最优的选择，它可以是行驶距离、行驶时间、行驶安全性、或其他标准上的最优。如果在路径规划中也考虑了每条路线上的拥堵情况，那么可以使用拥塞等级或得分来对每条路线进行加权，从而可以计算出总体拥塞最少的最优路径。这是关于交通控制和/或车辆自动驾驶算法的讨论的一部分，不是本发明的主要部分。88.在本发明的新交通系统的一个方面中，所有交通都被设计成以不停车且冲突最少的方式进行行驶。环路级别的唯一冲突是换道冲突。由于车辆在变道期间几乎保持相同的速度，因此新交通系统中的所有交通都在不停地以较快的速度行驶。众所周知，车辆频繁启动和停下是城市污染的主要原因。由于新系统几乎消除了交通需要减速或停止的原因，因此可以减少城市污染并提高汽油使用效率。此外，车辆使用较少汽油可以节省交通费用。新系统还鼓励更多的拼车服务，并为个人和城市节省整体交通成本。如果出行车辆主要是公共交通工具，如出租车、优步汽车或公共汽车，人们可能会选择不再拥有和驾驶私人车辆。这也将需要更少的城市和/或私人空间用于车辆停放和设施。89.道路吞吐量或通行能力可以通过计算在单位时间内通过给定位置的车辆的理论数值来计算。这是车辆行驶速度和车辆间距的函数。假设车辆间距是固定的，那么容量只与车速成正比，因此本发明的新设计将提高道路运输能力。自动驾驶汽车可以可靠地减少车辆之间的间距，因此新交通设计下的自动驾驶可以进一步提高道路通行能力和效率。对于个人旅行，新设计可能会将旅行距离增加倍；但是，由于新设计消除了停车和减速，因此速度的提高超过了它。例如，现在城市平均行驶速度为50km/h，而使用本发明的新系统，速度可以轻松达到80km/h；所以改进是0.6。总的行驶时间或效率的提高是行驶距离和速度变化率的乘积；因此，最终出行时间减少了45％，即出行效率提高了45％。90.由于本发明的新交通设计仅使用平面嵌合就解决了问题，因此无需为主要城市路线构建或设计昂贵得多的立体交通的解决方案。然而，这并不限制本发明中在本地进出和/或行人的交通管理中利用立体交通和/或其他传统的平面交通方法。例如，至少有三种方法可以将行人与汽车交通分开。首先，行人使用地下人行道，而汽车则使用地面交通；第二，行人使用天桥，而汽车使用地面交通；第三，行人使用地面交通，而汽车通过使用桥梁交通。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!