用于交互式交通工具运输网络中的交通管理的系统和方法与流程

1.本发明涉及用于交互式交通工具运输网络的系统和方法，例如涉及自动驾驶交通工具的那些系统和方法。更具体地，但并非排他地，本发明针对用于运输网络的运行的系统和方法的改进或与用于运输网络的运行的系统和方法相关的改进，该运输网络涉及在城市、城镇区域内或在指定的高速路(motorway)、高速公路(freeway)、道路、铁路、水路或城市与城镇区域之间的其他路线沿线、上方或附近提供乘客或货物的运输的地面、空中或水上交通工具。任何或所有交通工具都可以是从完全自动驾驶到完全驾驶员/飞行员控制的任何范围的交通工具。此外，它们可能被链接到地方、地区或国家交通管理系统，或者可能不被链接到地方、地区或国家交通管理系统。


背景技术：

2.随着自动驾驶交通工具运行的持续发展，存在调整交通管理系统以利用自动驾驶交通工具的新功能的需要。特别地，随着交通工具越来越能够控制其自身的移动，消除了诸如驾驶员或飞行员的反应速度、专注水平、疲劳等用户操作的一些缺点。因此，以自动驾驶模式运行的自动驾驶交通工具或半自动驾驶交通工具(以下均称为自动驾驶交通工具)更能够对交通事件或环境危险做出快速反应，因此，与用户操作的交通工具相比，能够安全地实现交通工具的更高的速度和更高的密度，其中在考虑安全停靠距离时，必须考虑诸如思考距离等的因素。
3.随着交通网络变得越来越复杂，交通管理系统能够以快速且安全的方式考虑自动驾驶交通工具的预期行为的变化变得越来越重要。例如，如果交通网络中的自动驾驶交通工具的用户决定改变他们的路线或预定目的地，使得交通工具现在被要求在与先前预期位置不同的位置处(例如通过使用高速路驶离)离开交通网络，则交通管理系统必须能够对此进行考虑，以便使交通工具能够安全离开。类似地，如果发生意外事件(诸如撞车)，则交通管理系统也必须能够对此进行考虑，以确保事件现场附近的交通工具能够安全地继续他们的行程。在人口密集的交通网络中高速行驶时，这种管理的复杂性会增加。
4.目前该领域已知的系统以整体工程架构概念为基础，即每个交通工具独立地保持其自身的态势感知，并将其存在、轨迹和意图传递至其所在地的其他交通工具，该其他交通工具可能从其所在地的交通工具接收相应的信息，然后每个交通工具独立地行动以便做出和制定其自身的决策。
5.这些类型的独立方法的复杂性和局限性在其实施过程中具有显著的缺点。所制定的动作的独立本质实际上增加了安全隐患。此外，它们极难控制，并且在缺乏强制性工程标准的情况下，无法为世界各地的制造商提供可行的途径来创建能够(特别是在复杂的决策和制定位置，诸如由这些实施例所涵盖的那些位置)合作且安全地交互操作的自动驾驶或半自动驾驶交通工具。此外，这些类型的方法无法通过有效且安全地协调来控制在高速路交叉口等位置涉及的数百辆交通工具的移动。
6.例如，对于要从接近三车道公路(highway)/高速公路(freeway)/高速路
(motorway)的交叉口的快速行驶的车流中驶离的交通工具，需要做出决策，在交叉口前相当长的距离(通常为一英里)处(无论是在用户/驾驶员的脑海中还是在交通工具的计算机系统中)制定计划和启动移动，而基于交通工具将它们的存在和意图发送至当地附近的其他交通工具的策略则无法实现这一点。作为另一示例，如果在多车道行车道的特定路段的一条车道上提供了用于电动交通工具的导电或感应电力传输系统，则需要优先处理并选择需要电力或充电的那些交通工具来使用充电车道，并在类似的距离上做出必要的决策和移动。
7.尽管许多大型科技公司在无人驾驶车方面进行了巨额投资，但过去的十年已展现出了极其缓慢的进展，其中，安全隐患越来越令人担忧，以至于无人驾驶的交通工具的监管许可的潜力被受到质疑。这些实施例试图朝着由智能高速路和类似的用于(地面和空中)驾驶的交通工具的交通咨询系统(traffic advisory system，tas)实现的改进的行驶时间和更安全的高速路(motorway)/公路(highway)方面所做的进展延伸，并将其开发成追踪设备的本地化、协作网络，追踪设备可以补充自动驾驶和半自动驾驶交通工具的特点，以实现效率、安全性和基础设施可维护性的预期提高，以及利用道路、航空和水运输网络的自适应基础设施收费的选项向电力的过渡。
8.本发明的目的是解决上述问题中的至少一个或更多个。


技术实现要素：

9.根据本实施例的第一方面，提供了一种用于控制多个交通工具在运输网络的当前地理位置处沿着路径的移动的交通工具管理系统。该交通工具管理系统包括接收器、处理器和发送器。接收器被配置为接收在当前地理位置处的多个交通工具的感测的运动学参数，以及接收与涉及多个交通工具的移动的事件的发生相关的事件数据。处理器被配置为确定多个交通工具中的至少一个的所需的运动学参数从而响应于该事件；基于感测的运动学参数和所需的运动学参数来确定由多个交通工具中的一个或更多个要采取的一个或更多动作，该一个或更多动作能够实现所需的运动学参数；以及生成用于一个或更多个交通工具的一个或更多个指令信号以指示要采取的一个或更多个动作。最后，发送器被配置为向相应的一个或更多个交通工具发送一个或更多个指令信号，以能够实施一个或更多个动作。
10.在一些实施例中，事件数据包括来自交通工具的移动请求、交通工具移动参数(例如交通密度)的阈值或关于紧急事件的警报。在这样的实施例中，处理器可以被配置为确定事件相关的交通工具的当前位置。此外，处理器可以被配置为生成提高多个交通工具中位于事件相关的交通工具的当前位置下游的交通工具的速度的动作，以在多个交通工具中的相邻交通工具之间产生间隙。处理器还可以被配置为生成降低多个交通工具中位于事件相关的交通工具的当前位置上游的交通工具的速度的动作，以在多个交通工具中的相邻交通工具之间产生间隙。在产生间隙的情况下，处理器可以被配置为生成将事件相关的交通工具移动到间隙中的动作。处理器可以被配置为生成一个或更多个动作，该一个或更多个动作在事件相关的交通工具移动到间隙中之后使多个交通工具中的相邻交通工具之间的间隔规律化。
11.在一些相关的实施例中，路径包括多个车道，处理器被配置为生成以下动作：通过
降低多个交通工具中位于事件相关的交通工具或危险的当前位置上游的交通工具的速度和/或提高多个交通工具中位于事件相关的交通工具或危险的当前位置下游的交通工具的速度，来在事件相关的交通工具或危险的当前车道的相邻车道上产生间隙；以及将多个交通工具中位于与事件相关的交通工具或危险相同的车道的上游的交通工具移动到间隙中。在这样的实施例中，处理器可以被配置为将与事件相关的交通工具或危险的相邻车道的下游的交通工具移动到与事件相关的交通工具或危险的相同车道中。
12.在一些实施例中，处理器被配置为生成改变多个交通工具中的交通工具的速度的动作，以将相邻交通工具之间的距离最小化到预定最小值，从而增加交通密度参数。
13.在另一实施例中，处理器被配置为生成动作，以将多个交通工具中的交通工具移动到与感应或导电充电设备对准的路径内的位置，以及在一段时间内保持该交通工具与感应或导电充电设备的对准从而能够在该交通工具沿着路径移动时对该交通工具进行感应充电或导电充电。
14.处理器可以被配置为生成动作，以将多个交通工具中的对接交通工具保持在相对于路径的恒定速度和恒定位置处，以及在对接交通工具沿着路径移动时引导另一交通工具与该对接交通工具对接。
15.在一些实施例中，接收器被配置为从多个交通工具中的交通工具接收事故数据，该事故数据与由该交通工具感测的事故的地理位置相关，处理器被配置为将事故的地理位置存储在数据存储器中。在这些实施例中，发送器可以被配置为将事故数据发送到基础设施监测系统。事故数据可以与该交通工具在多个特定地理位置处感测的路径的物理状况相关。
16.在另一实施例中，接收器被配置为从通信地耦接到交通工具管理系统的另一系统接收进一步感测的参数，处理器被配置为根据进一步感测的参数来确定所需的参数。在这样的实施例中，进一步感测的参数可以与发生在当前地理位置的下游的多个交通工具正在行进的位置处的事件相关。进一步感测的参数可以与期望的交通密度或流量事件相关。
17.在另一实施例中，接收器被配置为从路径周围设置的一个或更多个交通工具追踪/监测设备接收感测的运动学参数。
18.在本方面的一些实施例中，发送器被配置为经由在路径周围设置的一个或更多个交通工具追踪/监测设备将一个或更多个指令信号发送到多个交通工具中的一个或更多个。
19.在本方面的一些实施例中，多个交通工具中的一个包括自动驾驶或半自动驾驶交通工具，指令信号包括被配置为控制自动驾驶或半自动驾驶交通工具的移动的控制信号。
20.交通工具管理系统还可以包括一个或更多个交通工具追踪设备，该一个或更多个交通工具追踪设备被设置在地理位置处的路径周围，该交通工具追踪设备在动态延迟小于20毫秒的情况下具有10cm以内的位置测量精度。在这样的实施例中，一个或更多个交通工具追踪设备可以具有指向路径的视场，并且可以被配置为感测多个交通工具中的每一个的位置，以及可以根据在一段时间段内感测的位置来确定感测的运动学数据。在这样的实施例中，一个或更多个交通工具追踪设备可以包括在局域网配置中通信地连接在一起的多个交通工具追踪设备。一个或更多个交通工具追踪设备可以包括红外辐射传感器，并且还可以进一步包括红外辐射发射器。在相关实施例中，一个或更多个交通工具追踪设备可以被
配置为向多个交通工具中的一个或更多个提供一个或更多个指令信号。此外，一个或更多个交通工具追踪设备可以被配置为追踪一个或更多个空中、水上或陆地交通工具的移动。
21.在本方面的一些实施例中，处理器包括用于确定事件数据所涉及的事件类型的事件识别引擎以及用于确定要采取的一个或更多个动作的一个或更多个事件响应处理引擎。在这样的实施例中，一个或更多个事件处理引擎可以包括车道改变请求处理引擎，该车道改变请求处理引擎被配置为生成动作，以使得多车道路径的当前车道中的多个交通工具中的请求交通工具能够移入多车道路径中的不同的期望车道，车道改变处理引擎可以被配置为：确定请求改变到多车道路径的期望车道的请求交通工具的当前位置；生成动作以提高期望车道中的多个交通工具中位于请求交通工具的当前位置的下游的交通工具的速度和/或降低期望车道中的多个交通工具中位于请求交通工具的当前位置的上游的交通工具的速度，以能够在多个交通工具中的相邻移动交通工具之间的期望车道内产生间隙；以及生成将请求交通工具移动到该间隙的动作。
22.在根据上述的实施例中，一个或更多个事件处理引擎可以包括驶离/驶入请求处理引擎，该驶离/驶入请求处理引擎被配置为生成使多个交通工具中的请求交通工具能够从路径的当前车道移动到驶离车道的动作，该驶离/驶入请求处理引擎被配置为：确定请求交通工具的当前位置；生成动作以提高驶离车道中的多个交通工具中位于请求交通工具的当前位置的下游的交通工具的速度和/或降低驶离车道中的多个交通工具中位于请求交通工具的当前位置的上游的交通工具的速度，以能够在驶离车道内的驶离车道中的多个交通工具中的相邻交通工具之间产生间隙；以及生成将请求交通工具移动到该间隙的动作。
23.在相关的实施例中，一个或更多个事件处理引擎可以包括驶离/驶入请求处理引擎，该驶离/驶入请求处理引擎被配置为生成使多个交通工具中的请求交通工具能够从路径的驶入车道移动到期望车道的动作，该驶离/驶入请求处理引擎被配置为：确定请求从驶入车道改变到多车道路径的期望车道的请求交通工具的当前位置；生成动作以提高期望车道中的多个交通工具中位于请求交通工具的当前位置的下游的交通工具的速度和/或降低多个交通工具中位于请求交通工具的当前位置的上游的交通工具的速度，以能够在期望车道内的多个交通工具中的相邻交通工具之间产生间隙；以及生成将请求交通工具移动到该间隙的动作。
24.在相关的实施例中，路径可以包括多车道路径，驶离/驶入请求处理引擎被配置为生成动作，以通过提高相邻车道中的多个交通工具中位于请求交通工具的当前位置的下游的交通工具的速度和/或降低多个交通工具中位于请求交通工具的当前位置的上游的交通工具的速度，使得多个交通工具中的请求交通工具移动穿过多车道路径中与当前车道相邻的车道，能够在相邻车道内多个交通工具的相邻移动交通工具之间产生相邻车道间隙；以及将请求交通工具移动到该相邻车道间隙。
25.一个或更多个事件处理引擎可以包括障碍物/危险检测处理引擎，该障碍物/危险检测处理引擎被配置为识别路径中的障碍物/危险的位置；障碍物/危险检测处理引擎包括禁止区生成器，该禁止区生成器被配置为确定使障碍物/危险的位置的上游的交通工具能够避开障碍物/危险的策略并且生成执行该策略的一个或更多个动作。在这样的实施例中，禁止区生成器可以被配置为生成动作，以通过降低障碍物/危险的位置的上游的交通工具的速度来在相邻车道中产生间隙，以及将与障碍物/危险相同的车道中的交通工具移动到
该相邻车道中的间隙中，从而在障碍物/危险周围产生虚拟岛。
26.在一些实施例中，一个或更多个事件处理引擎包括交通密度/流量管理引擎，该交通密度/流量管理引擎被配置为通过生成改变多个交通工具中的一个或更多个交通工具的速度的动作来增加多个交通工具的交通密度/流量参数，以将相邻的交通工具之间的距离最小化到预定最小值。
27.在本实施例的另一方面中，提供了一种控制多个交通工具在运输网络的当前地理位置处沿着路径的移动的方法，该方法包括：接收在当前地理位置处的多个交通工具的感测的运动学参数；接收与涉及多个交通工具的移动的事件的发生相关的事件数据；确定多个交通工具中的至少一个的所需的运动学参数以响应于该事件；基于感测的运动学参数和所需的运动学参数来确定由多个交通工具中的一个或更多个要采取的一个或更多动作，该一个或更多动作能够实现所需的运动学参数；生成用于一个或更多个交通工具的一个或更多个指令信号，以指示要采取的一个或更多个动作；以及将一个或更多个指令信号发送到相应的一个或更多个交通工具，以能够实施一个或更多个动作。应当理解的是，在适用的情况下，本发明的这一方面可以与上述关于本发明的第一方面描述的任何修改相结合。
28.在本实施例的第三方面中，提供了一种包括指令的计算机可读存储介质，该指令在由计算机执行时使得该计算机执行本实施例的第二方面的方法的步骤。应当理解的是，在适用的情况下，实施例的这一方面可以与上述关于实施例的第一和第二方面描述的任何修改相结合。
附图说明
29.为了更容易理解本公开，现在将通过示例的方式参考附图，其中：
30.图1是示出了由用于典型公路(highway)/高速路(motorway)/高速公路(freeway)的驶离交叉口处的地面交通的管理的本实施例提供的系统布局的等距视图的示意图；
31.图2a是追踪设备网络、局域网(local area network，lan)控制设备(也可以是追踪设备)、地区和国家tms(traffic management system)以及与图1的系统相关联的主要通信路径的补充示意图；
32.图2b是示出了图2a的lan控制设备的组成的示意框图；
33.图2c是示出了图2a所示的处理器的组成的示意框图；
34.图3a是描述了图1的系统的功能的示例的流程图；
35.图3b是示出了图3a的步骤304的详细示例的流程图；
36.图4是示出了图1的系统用于典型公路(highway)/高速路(motorway)/高速公路(freeway)的驶入交叉口处的地面交通的管理的系统布局的等距视图的示意图；
37.图5是示出了图1的系统在系统驶入点和在一些交通工具具备被追踪的能力而一些则没有的未来中间时间点的等距视图的示意图；
38.图6是示出了图1的系统用于在典型公路(highway)/高速路(motorway)/高速公路(freeway)的两个潜在位置中发生的交通工具故障的情况的等距视图的示意图；
39.图7a是描述了图1的系统的功能的另一示例的流程图；
40.图7b是示出了图7a的步骤724的详细示例的流程图；
41.图8是示出了图1的系统在被部署在公路(highway)/高速路(motorway)/高速公路
(freeway)的三车道行车道中的系统布局的等距视图的示意图，其中左侧车道在地面下/地面上安装有线圈形式的感应充电系统，兼容的交通工具在移动时可以接收电能；以及
42.图9是示出了图1的系统在被部署在公路(highway)/高速路(motorway)/高速公路(freeway)的三车道行车道中的系统布局的等距视图的示意图，其中交通工具感测到坑洞，并将关于坑洞的位置的数据发送到追踪设备，并可能将关于坑洞的位置的数据发送到广域基础设施监测系统。
具体实施方式
43.现在参照附图描述具体的实施例。
44.应当理解的是，本文中对要追踪的交通工具的引用可以指各种可移动的机械物体，包括沿地面、水上和空中行进的物体。通过非详尽列表的方式，这些交通工具可能包括汽车、卡车、摩托车、船只、舰艇、无人机和小型飞行器。这些交通工具可以另外地被配置为由用户手动操作，该用户存在于交通工具中或远程定位和连接，或者交通工具可以被配置为自动驾驶，或者手动操作与自动驾驶的组合，即半自动驾驶。
45.根据本公开，提供了一种管理沿着路径(可能包括互连路径的网络)的交通工具的流量的方法，该方法包括：在多个地理位置处沿着路径追踪多个移动交通工具的相对位置；接收管理事件发生的通知，该管理事件需要改变包括多个移动交通工具的子集的至少一个交通工具的相对位置；确定该子集的至少一个移动交通工具的新的相对位置，以使得能够适应该管理事件；以及将与该子集的至少一个交通工具的新的相对位置相关的数据发送到该子集的至少一个交通工具，使得该子集的至少一个交通工具能够移动到该新的相对位置以适应该管理事件。
46.优选地，接收步骤包括接收管理事件发生的通知，该管理事件需要改变包括多个移动交通工具的子集的多个交通工具的相对位置；确定步骤包括确定该子集的多个移动交通工具的新的相对位置，以使得能够适应该管理事件；发送步骤包括将与该子集的多个交通工具的新的相对位置相关的数据发送到该子集的交通工具，使得该子集的多个交通工具能够移动到该新的相对位置以适应该管理事件。
47.应当理解的是，在一些实施例中，术语“相对位置”被认为是相对于一个或更多个其他交通工具的位置。在其他实施例中，术语“相对位置”被认为是与围绕路径设置的基础设施相关。基础设施可以涉及交通工具追踪系统及其设备或移动交通工具充电系统及其设备或围绕路径设置的基础设施监测系统及其设备。
48.从后文提供的实施例的描述中可以看出，该路径可以包括可能由地面、水中或空中的交汇口、交叉口、等待航线等链接的多条车道，每条车道适应多个交通工具，并且管理事件包括从一条车道变换到另一条车道或在网络内行驶的交通工具。此外，可以使用任何合适的追踪系统，只要其将一个或更多个交通工具的位置或运动学数据确定到合理的精度水平，例如本文所述的精度水平。
49.术语“车道”旨在表示引导交通工具行驶的路径的一部分。这种引导可以是能够由用户/驾驶员或交通工具本身感测提供的物理标记/标识/反射器/发射器的结果。也可以通过在(例如将被用于飞行器以在不同高度之间区分的)路径内的不同位置处提供特定信号来创建这种标记/标识。也可以通过交通工具以所需的精度并参考路径的预定地图或计算
机模型来确定其自身的位置来创建这种标记/标识。车道的使用能够使更多的交通工具以安全的方式很靠近地移动，从而允许提高的交通密度。
50.从后文提供的实施例的描述中可以看出，确定步骤可以包括确定子集的至少一些交通工具在沿着交通流量比在管理事件的位置更早(上游)的位置处的位置(这些位置是在交通工具之间产生间隙所必需的)，以及确定子集的其他交通工具在该管理事件的位置处的位置以使得至少一个交通工具能够移动到该间隙中。在这一方面，术语“上游”是交通工具流中的相对术语，该术语表示一个或更多个交通工具在到达当前位置之前所处的区域。类似地，术语“下游”是交通工具流中的相对术语，该术语表示一个或更多个交通工具所处的当前位置之后的通常已经通过当前位置的区域。
51.本实施例涉及用于操作“交互式运输网络”的系统和方法的改进或与用于操作“交互式运输网络”的系统和方法相关的改进，该“交互式运输网络”涉及在城市、城镇区域内或在指定的高速路(motorway)、高速公路(freeway)、道路、铁路、空中通道、水路、海上航道或城市与城镇区域之间的其他运输路线沿线或上方提供乘客或货物的运输的地面、水上或空中交通工具。任何或所有交通工具都可以是从完全自动驾驶到完全驾驶员/飞行员控制的任何范围的交通工具。交互式运输网络被限定为涉及路边/轨道旁/水边/空侧/新路线设备，这些设备实时追踪交通工具的位置，并以高精度、低延迟和高完整性向交通工具提供追踪信息。这种交互式运输网络可以包括适于此目的的任何系统，诸如使用相机以所需的精度来确定相机的视场内的交通工具的位置。在可能的交互式运输网络系统的示例中，gb2585165a中描述的系统利用包括红外(ir)传感器的交通工具追踪设备来检测从交通工具发射或由交通工具反射的ir信号，从而追踪交通工具的位置。gb2585165a的内容和其中描述的追踪设备技术通过引用被结合在本文件中。然而，本实施例不依赖于gb2585165a中描述的特定追踪技术，仅依赖于从沿着道路行车道、铁路轨道、水路或新路线定位的追踪设备(装置)向交通工具提供高质量的追踪数据，这些追踪设备(装置)通常具有与街道/公路照明或铁路高架电力门架的间距类似的间距。因此，这些追踪技术设备在交通工具本身外部，即它们不需要将追踪设备的任何部分设置在交通工具本身内。本实施例描述了如何使这样的设备协作地运行，以提供用于地面、水上和/或空中交通的一系列交通管理和支持功能。
52.应当理解的是，虽然本文描述了追踪设备，该追踪设备被提供来追踪要监测的交通工具的位置和/或其他运动学参数，但在一些设想的实施例中，这些位置和/或者其他运动学参数可以由适当配置的交通工具本身提供。例如，可以为交通工具提供能够以足够高的精度确定所需位置和/或其他运动学参数的系统，以便能够实现当前描述的管理系统的功能。在这样的实施例中，本文所指的追踪设备可以简单地被配置为从相关交通工具接收指示相应交通工具的位置和/或其他运动学数据的信息。在这些情况中的追踪设备还可以被配置为根据以下描述的实施例向相关特征发送或以其他方式提供相关信息(例如，向局域网控制设备)。
53.本实施例提供了能够一起在各种各样的标准位置中以比先前可能的更高的速度和/或密度安全地管理道路/水上/空中交通工具的交通的系统和方法，其中标准位置为交通工具必须诸如在道路交叉口、驶离车道、分流公路、港口、机场等处制定路线或移动选择的位置，或者为交通流诸如在滑道、驶入车道、集合车道、合流公路、飞行路径入口等处合流
的位置。通过本实施例可能制定的交通速度和密度显著超过当前限制，并且还使得空中交通工具的交通能够在诸如城市内或高速路(motorway)、高速公路(freeway)、道路、铁路或城市之间的其他路线的上方的标准位置的上方或附近安全且高效地行进。实施例还提供了相关的系统和方法，这些系统和方法能够在诸如规划的道路维护、异常交通工具、意外的交通工具故障、交通工具碰撞、紧急事件响应等异常操作情况的情况下安全且高效地管理道路交通。实施例还提供了相关的系统和方法，这些系统和方法使得地面和空中的电动或混合电动交通工具能够连接到电源，从而直接提供动力或者通过导电或感应电力传输以比任何现有系统或方法更有效的方式对电池进行“便携式(on-the-go)”充电。实施例还能够实现灵活的道路征税和收费系统，该系统能够适应交通状况、天气状况、一天/一周/一年的时间等。最后，本文所述的一些实施例还提供了相关的系统和方法，这些系统和方法使得交通工具安装有适当的监测设备，例如车轮悬架系统上的偏转监测器，并且具有发送由这种设备收集的遥测数据，从而将这些数据提供回交通工具追踪设备，其中交通工具追踪设备可以与精确的交通工具/车轮位置相结合，并且被发送到广域监测系统，从而以先前无法达到的精度水平来实时监测道路表面的状况。该数据还可以创建确保后续交通工具可以稍微地移动的“事件”，以避免道路表面中的缺陷从而减缓其增长。这些系统及其操作方法创建了(永久的或临时的)本地化的交通管理系统(traffic management system，tms)和基础设施监测系统(infrastructure monitoring system，ims)(这些系统在精度、性能、及时性和完整性方面都是合适的)，以使所有类型的交通工具能够在安装有这些系统的路线上运行，并且使所有类型的交通工具能够在安装有本文所描述的实施例的系统以及更传统的电力传输系统的路线上高效地通电或充电，从而以这样的方式来增加地面和水上运输网络的容量，或以安全且高效的方式在其上方或侧面创建新的空中交通路线。
54.本实施例的特征是由本地化组织的tms替代或补充根据现有技术的驾驶和无人驾驶的交通工具的多边、独立的决策，本地化组织的tms反过来可以连接到地区或国家tms并且由地区或国家tms通知或控制。工程基本原理是将监测和控制功能定位在整个系统架构中可以在性能、安全性和成本效益方面最佳运行的水平处。在这一方面，与不同水平的监测和控制相关联的时间常数的考虑提供了基本原理。必须完全独立地位于交通工具内的特征具有最短时间常数(通常为毫秒)，例如紧急制动、牵引力控制、防滑等。应该位于这些实施例中所描述的本地化tms中的特征具有中等时间常数(通常为几十毫秒)，例如多交通工具协作控制中的正常转向、制动和加速。应该位于地区和国家tms或已建立的tas(诸如智能高速路)中的特征具有最长时间常数(从几秒到几天甚至几个季节)，诸如取决于需求、当日时间、天气、自然光水平等的交通密度和流量控制。
55.本实施例的另一特征是，高架门架上或嵌入在地面中或附接至地面或附接到需要交通工具进入特定供电车道的路侧结构的导电或感应电力传输系统有助于高效且安全地进行传输，而且在当交通工具相对于基础设施保持精确定位时电力传输最高效的情况下，本实施例使得无论交通工具是自动驾驶的还是驾驶的都能够进行对准。这方面的示例在于道路中的电线圈和交通工具中的电线圈之间进行动态感应电力传输的情况。另一示例在于交通工具中的部件(例如，电刷)与安装在道路中或道路上或道路附近的部件(例如，铁轨)之间的导电电力传输(类似于“第三轨”电气化铁路系统)的情况。本实施例使交通工具能够与相关的基于道路(或空中)的基础设施保持(在1cm以内的)精确对准。在嵌入道路中的线
圈需要与在该线圈上方通过的交通工具同步供电的情况下，本实施例还提供了这种同步所需的精确定时。本实施例还通过使地面或水上交通工具和空中交通工具能够在电力传输时段期间很靠近地且对准地行进，从而实现地面或水上交通工具与空中交通工具之间的电力传输。因此，本实施例提供了与运输电气化相关的多种益处：
56.a、使效率最大化，从而降低向地面和空中交通工具提供电力传输的成本；
57.b、需要在道路的专用电力提供区域内最小化每个地面交通工具的时间，从而减少支持给定交通量所必需的基于道路的基础设施的范围和量；
58.c、使需要电力传输的交通工具能够被优先处理、预先安排和管理到道路的专用电力提供区域，从而进一步减少支持给定交通量所必需的基于道路的基础设施的范围和量。
59.因此，这些实施例中所描述的系统和方法依赖于对交通工具的位置(和其他导出的运动学属性)的测量，这些测量是在动态延迟约为10ms至20ms的情况下具有约为1cm至10cm的(纵向、横向)定位精度、天气耐受、白天或夜晚、以及与每车英里故障超过1
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10-8
次的安全相关车载设备相结合的未检测到的危险故障率。这些要求的某些方面对于不同类型的道路、水路或航路以及不同类型的地面、水上或空中交通工具可能是不同的；然而，gb2585165a的系统和方法举例说明了明确的标准，但在此不假设该标准取决于gb2585165a中描述的特定技术，并且可以使用任何合适的系统，该系统能够满足所需的测量精度。
60.本实施例的另一特征是在交互式运输网络中提供用于特定位置处的交通管理的改进方法和系统，每个位置的特征在于连续系列或一个或更多个相关系列的追踪/通信设备，这些追踪/通信设备被永久地或临时地组织成局域网络(localarea network，lan)，以在特定位置处提供特定的交通管理能力。每个追踪/通信设备包括用于追踪/监测多个交通工具以及在lan内的追踪/监测设备之间(直接或间接)以及在lan追踪设备和交通工具之间发送追踪数据所必需的计算、通信和其他设备。追踪设备可以连接到或者可以不连接到安装在一个或更多个交通工具上的设备或者与安装在一个或更多个交通工具上的设备通信，或者可以利用对被追踪交通工具的特定特征的追踪来追踪交通工具。在另一实施例中，追踪设备可以附加地或替代地利用标准相机、雷达或其他设备来确定交通工具的位置。在一些实施例中，追踪设备可以包括ir传感器，该ir传感器检测由交通工具发射或从交通工具反射的ir发射。一个或更多个追踪设备包括能够与被追踪的交通工具进行数据通信的设备(诸如发送器、接收器或收发器)。因此，交通工具还可以被配备有适于接收和利用由追踪设备发送的追踪数据或与其相关的信息的设备。此外，这些实施例可以要求向交通工具或交通工具的用户提供适合于不时地向追踪设备发送数据的设备，以便提供与行程相关的信息，例如，当接近道路交叉口时它们选择的驶离选项，或者它们的健康状态，例如它们由于交通工具故障而需要在安全位置处停靠、或者它们的电池充电状态和对电力传输要求的预测或者交通lan和/或更高阶tms和ims所需的或对其有用的其他信息。提供给交通工具的设备可以包括(例如)：
61.a、仅安装了适当应用程序的手机；或者
62.b、适当定位的专用“黑匣子”，包括必要的计算、通信和信息显示设备；或者
63.c、原始汽车制造商为该目的而安装的电子设备；或者
64.d、为该目的而改装的电子设备。
65.应当理解的是，在其中仅包括上述功能的一些元件的本实施例的实施方式中，系
统可以仅包括实现该功能所需的那些特征。例如，如果不要求交通工具向交通工具追踪设备发送数据，则追踪设备可以不包括被配置为接收这种信息的接收器。
66.举例来说，追踪设备lan的操作方法的特征在于使用高速路(motorway)/公路(highway)的行车道上的驶离交叉口的示例(其中lan从滑移车道(公路坡道，例如驶离坡道)的起点之前的一段距离处延伸到滑移车道的终点或更远)的以下步骤：
67.a、lan中连续系列的追踪设备中的每一个连续地监测多个交通工具在其追踪范围内的位置，以向交通工具提供关于它们自身及其相邻交通工具的高精度运动学数据，其中高精度运动学数据由诸如上述那些系统的任何合适的系统提供。在交通工具被配置为自我监测并向追踪设备提供位置和/或其他运动学参数的实施例中，该监测可以包括从交通工具接收相关信息；
68.b、在交通工具旨在交叉口处离开高速路(motorway)/高速公路(freeway)的情况下，交通工具向一个或更多个追踪设备发送请求信号；
69.c、lan内的每个追踪设备连续地将其范围内的(由追踪设备确定或从交通工具接收的)关于交通工具的运动学数据加上来自交通工具的在交叉口处离开的任何请求发送到单个设备、lan控制设备(可以是lan内的一组追踪设备中的指定构件或者是单独的设备)。lan控制设备保持lan的范围内所有交通工具的运动学数据的连续更新图片；
70.d、lan控制设备处理驶离请求，计算lan的范围内所有交通工具的安全且高效的前进轨迹，并将咨询、强制规定或直接控制信号发送回交通工具，以确保可以安全地执行的必要的移动。
71.用于水上交通的追踪设备的操作方法非常相似，并且方便地位于诸如港口等交通需求高的区域周围。使用诸如雷达、全球定位系统(global positioning system，gps)和自动识别系统(automatic identification system，ais)等传统系统来典型且最佳地充分管理海上和开放水域的导航。然而，在复杂、交通繁忙区域(诸如可能涉及数百个泊位、船闸和每天管理数千次船只移动的进/出航道的港口)中，当前的实施例将提高海上作业的效率和安全性。
72.向上追踪设备(即，被配置为监测空中交通工具的设备)的操作方法也非常相似，然而，空中交通工具凭借独立且完全分离的机构保持恒定的高度，在gb2585165a中描述了该示例。恒定高度的保持创建了交互式运输网络的“空中道路”元件，并使沿着道路、铁轨线路或新路线的向上追踪设备能够以许多类似于向下追踪设备的方式运行。空中道路可以具有多条航道，该多条航道(例如)被配置在不同的高度处并由沿安装有向下追踪设备的灯柱的子集布置的向上追踪设备进行监测。例如，一条航道可以在150英尺的高度处并由位于“奇数”灯柱上的追踪设备监测，第二条航道可以在300英尺的高度处并由位于“偶数”灯柱上的追踪设备监测，所有航道都以这样的方式配置，即两组向上追踪设备的视场不会相互干扰。虽然还没有建立诸如送货无人机和空中出租车的大量的低水平空中交通，但有许多预测表明将会这样。在这类交通增长的早期阶段，本实施例可能会在类似于港口的位置(例如在为包裹提取、起飞和回程航班降落的重点的“无人机货场”中)周围提供安全且高效的交通管理。交互式运输网络的安全情况在gb2585165a中进行了总结，并且与本发明中包含的用于交通管理的系统和方法完全兼容。
73.在方便的布置中，lan控制设备还可以连接到地区或国家交通管理系统(tms)，以
提供共享的、公共的图片，该图片包括关于跨越多个lan的更宽领域之间的交通工具的或从跨越多个lan的更宽领域之间的交通工具导出的高精度运动学数据。这为tms提供了每个lan甚至每个交通工具的实时、准确的数据，并允许tms利用车载系统或驾驶员/飞行员处理的与更广泛的运输网络中的行程和交通相关的咨询或强制规定或控制信息来增加提供给交通工具的关于其直接位置的运动学数据。
74.现在，通过由本实施例所提供的系统和方法的多个示例，下面是将参照上述附图阅读的详细描述。应理解的是，所提供的示例是为了说明的目的，而不是旨在限制。所描述的特征可以替代能够实现所描述的功能的其他特征。
75.图1和图2a所示的系统包括典型的高速路(motorway)/高速公路(freeway)110，高速路(motorway)/高速公路(freeway)110具有三条交通车道70、80、90和驶离交叉口，该驶离交叉口包括滑道120和驶离车道130，滑道120和驶离车道130具有由安装在连续系列的灯柱或其他基础设施上的交通工具追踪设备10追踪的所有交通、确保在整个图1的所有位置连续且准确地追踪所有交通工具的具有视场11的设备。根据上述实施例，图1和图2a所示的交通工具追踪设备10被组织到局域网(lan)中，以在特定位置处提供特定交通管理能力。每个交通工具还配备有连接到其车载系统或向其驾驶员显示数据的通信设备，该通信设备使其能够从追踪设备10接收运动学数据15，并可选地将行程、健康相关和其他数据16发送到追踪设备。其他数据可以包括指示已经发生的事件的信息，该事件需要计算控制动作并将控制动作发送回一个或更多个交通工具，其中控制动作导致交通工具的一个或更多个运动学参数被改变。以下参考图1、图2a、图2b和图2c来描述事件的示例。
76.每个追踪设备10包括设备，该设备允许追踪设备10与lan内和可能在lan外的上游和下游邻居通信25，并且允许追踪设备10直接或可能经由介入设备与lan控制设备20通信25。将参考图2b来更详细地描述lan控制设备20。
77.应该理解的是，为了便于说明，图1中仅示出了追踪设备10之间的两个通信信道25，但任何两个追踪设备10都可以进行通信。交通工具追踪设备的lan从驶离前的固定距离至少延伸到滑移车道120的末端，并且可以延伸到驶离车道130中和驶离车道130之外以及主行车道110上的交叉口之外，这是高效且安全的交通移动所需要的。
78.图1和图2a在30处示出了不打算在交叉口处驶离(但可能必须移动以使其他交通工具能够驶离)的多个交通工具中的一个，在40处示出了向一个或更多个交通工具追踪设备10发送信号16以指示其打算驶离的多个交通工具中的一个。这是事件的示例。应该理解的是，本文使用的术语“移动”涵盖了交通工具的运动学行为的所有变化，变化包括方向、高度和/或速度的变化。所有驶离请求(事件数据)与针对lan视场内的所有交通工具连续生成的追踪数据(感测的运动学参数)一起从追踪设备被发送到lan控制设备20。如图2b所示，lan控制设备20至少包括存储器/数据存储器206、处理器204和数据通信部件202(诸如数据发送和数据接收部件)。参考图2c在下文对处理器204进行更详细的描述。数据通信部件202使lan控制设备20能够经由通信网络在下游与交通工具追踪设备10进行通信。类似地，数据通信部件202还使lan控制设备20能够经由通信网络在上游与地区/国家交通管理系统和/或基础设施监测系统进行通信。对于与lan控制设备20通信的追踪设备10的视场内的所有交通工具40，lan控制设备20存储从任何交通工具40接收的所有“驶离意图”信号以及交通工具追踪设备10的视场内的足够多的关于交通工具40的最新运动学数据，以允许其处理器
204计算交通工具的未来运动和移动，这将确保主行车道上的多个交通工具40安全地移动，以成为驶离滑移车道120上的然后进入驶离车道130的交通工具50。lan控制设备直接或经由交通工具追踪设备10将限定所需移动的信息(即位置控制指令)发送到正在驶离的交通工具40和需要移动以允许交通工具40驶离的通路的任何交通工具30。
79.转到图2c，图中示出了图2b所示的lan控制设备20的处理器204的示意图。处理器204包括事件识别引擎210，事件识别引擎210被配置为识别被包括在已经由lan控制设备20的数据通信部件202接收的数据内的事件类型。事件类型可以是lan内或lan外的任何事件，该事件类型要求改变一个或更多个被监测交通工具的运动学参数，以确保根据每个交通工具的要求高效且安全的连续交通流量。在图1和图2a的示例中，该数据包括由交通工具发送的信号16，信号16指示其在交叉口处驶离的意图。然而，应当理解的是，可以由lan控制设备20接收的事件的范围不限于这种类型的事件，该事件也不一定需要发送专用信号16才能被识别为这样的事件。例如，lan控制设备20可以从交通工具追踪设备10接收追踪数据，该追踪数据指示(诸如，在交通工具发生故障的情况下)特定被监测交通工具不再以其预期速度行进。在这种情况下，将不会从交通工具接收指示事件已经发生的信号，但是可以在其他地方确定这样的事件并将该事件传送到lan控制设备。然而，该系统仍然需要确定使该区域中的其他交通工具能够高效且安全地在故障交通工具周围行驶的动作，以便保持稳定的交通流量。事件也可能与交通网络内的任何事件无关，但可能与改变交通网络状况的指令有关，改变交通网络诸如改变每个被监测交通工具移动的平均速度，或者减少或增加交通工具之间的距离以改变平均交通密度或流量。可以从被监测交通网络外部的位置接收这样的指令，例如从地区或国家tms和基础设施监测系统接收这样的指令。
80.返回至图2c，事件识别引擎210被配置为从根据上述实施例已接收的数据中识别特定类型的事件。在识别事件之后，然后将数据传递至特定事件的适当处理引擎。一旦适当引擎接收数据，则该引擎将处理该数据，以便响应于接收的事件来计算每个被监测交通工具的一个或更多个控制动作。在某些情况下，这将包括确定每个被监测交通工具的动作。在其他情况下，仅需要所有被监测交通工具的子集就可以采取动作。在更多其他情况下，可以确定无需交通工具采取任何动作。在计算控制动作之后，然后动作(以指令信号的形式)被直接或经由交通工具追踪设备发送。根据上述实施例，这些指令信号包括限定交通工具40的所需移动的信息(即位置控制指令)。
81.举例来说，图2c提供了与特定事件类型相关的多个处理引擎的示意图。首先示出了驶离/驶入请求处理引擎212。当事件识别引擎210识别(例如，通过使用高速路(motorway)或高速公路(freeway)上的驶离分流道路的驶入)从交通工具接收到驶离或进入交通网络的特定地理位置的请求时，引擎212将被提供接收的数据。
82.还示出了车道改变处理引擎214。当事件识别引擎210识别特定交通工具应当改变车道时，引擎214将被提供接收的数据。这可能发生在交通工具已请求进入具有充电功能的特定车道的情况下(下文将对此进行进一步详细描述)。
83.此外，示出了障碍物/危险检测处理引擎216。当事件识别引擎210识别交通工具已经发生故障或以其他方式发生故障时，或者更一般地，识别地理位置中存在阻碍交通工具进入运输网络的特定部分的障碍物(例如，物体从重型货车上移开或树木倒在路上的情况下)时，引擎216将被提供接收的数据。在这种情况下，不需要从交通工具接收直接信号来突
出事件，但是事件识别引擎210可以识别交通工具没有根据确定的参数执行或者道路的一部分被阻塞。障碍物/危险检测处理引擎确定这种危险的精确地理位置。障碍物/危险处理引擎216设有禁止区生成器218，禁止区生成器218用于确定避免危险的策略，即通过在其周围设置禁止区。在确定障碍物将存在延长的一段时间的一些情况下，(使用禁止区生成器218的)障碍物/危险处理引擎216可以被配置为识别在障碍物被清除之前交通工具可能无法进入的地理位置处的交通网络的区域。该禁止区可以被存储在lan控制设备20易于访问的存储器/数据存储器206中。这可以用来防止每次响应于事件而采取控制动作时都需要重新计算禁止区。一旦生成了禁止区，就可以将该禁止区自动配置为被包括在要计算和执行的每个后续控制动作中。一旦清除了危险/障碍物，就可以移除禁止区。
84.图2c还示出了交通密度管理引擎220。当事件识别引擎210识别(通过改变被监测交通工具的平均速度和/或改变交通工具之间的平均距离)制定对交通密度或流量的改变的请求时，引擎220将被提供接收的数据。这通常是从被监测交通网络外部(诸如从地区或国家tms和基础设施监测系统)的位置接收的。可替换地，这种交通密度可以由交通密度管理引擎220监测，如果密度或流量参数下降到预定水平以下，则这可以促使交通密度管理引擎220生成一个或更多个指令信号，以移动一个或更多个交通工具，从而将密度增加到所需的预定水平。
85.应当理解的是，上述引擎和事件是可以由lan控制设备20处理的可能事件的非详尽列表，并且可以(通过计算适当的控制动作)响应本文未描述的其他事件。此外，在其他实施例中，可以仅提供所列出的引擎中的一个或一些。目的是处理器204可以被配置为通过适当添加后续引擎来处理这些事件，这些后续引擎被布置为执行软件指令以响应于这些事件来计算适当的控制动作。图2c通过包括潜在的“其他”功能管理引擎222来突出这一点。
86.还应理解的是，在提供关于追踪设备10“感测”或以其他方式确定交通工具的运动学参数的描述的情况下，在一些附加实施例中，交通工具可以被配置为自行确定这些参数，并且追踪设备10可以被配置为从相关交通工具接收提供该信息的发送。在这样的实施例中，追踪设备10可以被配置为从相关交通工具接收该信息，并将该信息连同事件数据一起发送到lan控制设备20。还可以设想的是，还可能出现这样的情况，其中一些交通工具能够确定它们自己的相关运动学参数以用于在本系统中的使用，而一些交通工具不能这样做。在这样的情况中，追踪设备10可以被配置为确定不提供该信息的交通工具的运动学参数，并且从可以提供该信息的交通工具接收该信息。在另一实施例中，追踪设备10可以被配置为执行从交通工具接收的运动学参数的验证，其中追踪设备10根据上述实施例来确定运动学参数，并将这些运动学参数与从交通工具接收的运动学参数进行比较。在参数一致的情况下，这些参数被发送到lan控制设备20。在它们不一致的情况下，可以向相关交通工具和lan控制设备20发送错误消息，以通知每个潜在的错误配置。在这样的情况中，根据用户确定的设置，可以优先地使用由追踪设备10确定的或从交通工具接收的确定参数来确定(如上所述的)移动动作。
87.图3a示出了用于利用图1中的lan控制设备20来执行计算的示例功能流程图300，以便向lan设备的视场内的交通工具提供限定所需移动的信息。特别是，图3示出了图2c的驶离/驶入请求处理引擎的操作示例。作为相当苛刻的示例，车道80和90可能具有包括以36ms-1
(130kph)行进的每辆长度为4m、间隔为20m的汽车的交通流量，车道70包括以28ms-1
(100kph)行进的每辆长度为12m、间隔为20m的卡车。与当前的自由流动的交通相比，这意味着交通密度增加了约350％，因此流量远高于当前的传统高速公路(freeway)/高速路(motorway)/公路(highway)，是高速公路(freeway)/高速路(motorway)/公路(highway)上自动驾驶/半自动驾驶交通工具交通的典型正常运行设计案例。假设存在来自进入lan的视场的交通工具40的在交叉口处离开的定期请求45，并且进一步假设安全和操作规则要求在任何情况下交通工具间隔不得小于16m。
88.在图3a中的步骤302，lan控制设备可能经由其他追踪设备来接收来自车道90(图1)中交通工具40的驶离请求。假设在车道70和80中没有来自附近交通工具的将产生空间的附加方便请求，则lan控制设备20(使用驶离/驶入请求处理引擎212)在步骤304确定至少一个可行且优选的最佳驶离策略，该最佳驶离策略包括用于lan的视场内的多个交通工具的一组移动。这种移动可以包括交通工具的位置和速度的变化。lan控制设备20的处理器204、相关软件程序和存储器206可以使用一系列可能的技术，从简单的确定性计算到人工智能算法。一旦建立了该策略，该方法就前进至步骤306以基于所确定的驶离策略来形成一个或更多个控制信号(也称为指令信号)。一个或更多个控制信号通常具有可由与之相关的交通工具制定的形式。应理解的是，通常为了制定驶离策略，需要多个交通工具来执行一组移动(例如，为请求交通工具创建进入的空间)。因此，在步骤306处，通常生成多个控制信号，每个控制信号旨在用于特定的接收交通工具，并且包括该特定交通工具需要制定的特定的一组移动。在生成一个或更多个控制信号之后，然后该方法前进至步骤308以将生成的控制信号发送到相关联的交通工具。可以从lan控制设备20到交通工具直接发生这种发送，或者可以经由一个或更多个交通工具追踪设备10发生这种发送。然后移动交通工具以影响交通工具的驶离。应该理解的是，该策略可能具有对其的限制方面。例如，一旦向交通工具发送指令信号以在特定车道上为驶离交通工具创建空间，则发送关于驶离交通工具也进行移动的指令的定时可以取决于lan感测到确实已经创建空间。这为该系统提供了附加的安全特征，并且还使得该系统能够与半自动驾驶交通工具一起使用。然后，该方法前进到步骤310处结束。
89.现在参考图3b描述驶离移动的详细示例320。可以设想的是，在步骤302接收请求之后，可以将这样的示例用作步骤304中的制定的一部分。在步骤322，移动可以在交通工具40旁边的车道70和80中留出空间，交通工具40可以通过该空间，然后在滑移车道120上驶离。这可以通过以下方式来实现：在交通工具40正前方的车道80中的六个交通工具被指示并行行驶以临时加速，将它们前面的6个间隙中的每一个都缩小到16m，从而以交通工具40为中心产生36m的间隙。同样的交通挤压策略可以在车道70中并行执行，尽管由于车道70的交通速度较慢而在下游启动。应当理解的是，这种移动仅通过例释的方式给出，并且使用能够实现允许交通工具40在滑移车道120上驶离的期望功能的其他移动。
90.在步骤324，驶离交通工具在车道80中移动到其旁边的间隙中，在该示例中，不需要改变驶离交通工具的速度，然后立即移动到车道70中的间隙，该间隙在正确的时刻“到达”，在横向移动期间纵向速度降低。在假定的速度下，可以很容易地计算出整个移动大约需要10秒，在此期间，请求交通工具将行进大约360米，大约360米可能是从lan设备开始到驶离交叉口的距离的20％。因此，使用这种粗略的驶离策略并在涉及非常高的交通流量的情况下，将有能力允许25％的交通流量在该交叉口处驶离。
91.在步骤326，由驶离交通工具在车道90中留下的间隙可以通过推进后面的交通而被填补、变均等，或者可能保持为间隙，从而为通常发生在紧接着驶离交叉口的驶入交叉口的可能的交通工具涌入做准备。最后，在步骤328，当驶离交通工具在驶离滑移车道旁边时，并且假设驶离滑移车道被追踪设备监测为具有足够的容量，则可以指示驶离交通工具移动到滑移车道中。一旦交通工具40进入滑移车道，可以类似于上述车道90中的间隙的方式来处理车道70和80中留下的附加间隙。然后，示例320将通过根据确定的驶离策略生成控制信号，从而进入图3a的步骤306。
92.有许多不同的可预测情况，在这些可预测的情况中，lan控制设备20被编程为安全地处理包括作为典型示例的图1中的驶离车道130拥堵和滑移车道120变得逐渐拥堵的情况。这可能导致主行车道的慢车道70变得拥堵或静止，且然后lan控制设备20可以将其控制的追踪设备10的范围扩展到上游。因此，目的是lan的大小可以依据系统的当前要求而变化。另一典型示例是，滑移车道120上的交通工具50决定返回至主行车道，在这种情况下，可以制定更具时间紧迫性的移动，并通过lan控制设备20将该移动传送至受影响的交通工具，或者可以拒绝对该移动的请求，即系统不允许该请求。在一些实施例中，由lan控制设备20监测的各种请求可以被分级排列。例如，这种分级可以由与特定移动相关联的时间和距离限制来确定，其中具有较短时间和距离的那些分级被首先执行。在一些实施例中，可以同时接收多个移动请求，并且lan控制设备20可以同时考虑这些请求中的每一个，以便为所有请求交通工具40确定适当的驶离策略。
93.作为本实施例400的另一示例，图4示出了驶入车道420和滑移车道430到行车道410上的补充情况。lan的操作方法完全类似于主行车道上未受影响的交通工具30和必须移动以为加入主行车道的交通工具50让路的交通工具40。在主行车道不具有接受想要加入的交通工具50的流量的能力的情况下，驶入车道420上的进入交通由“虚拟交通灯”60以来自驶入车道上的追踪设备的控制或咨询命令的形式进行计量。这样的命令可以由lan控制设备20确定作为确定适当的进入移动的一部分。由于公路(highway)/高速路(motorway)/高速公路(freeway)交叉口通常包括紧邻的驶离和驶入，驶离lan控制设备和驶入lan控制设备可以方便地相互通信，以便进一步提高交叉口处的交通管理的性能。还应理解的是，在适当的情况下，驶离滑道上也可以包括“虚拟交通灯”。
94.例如，在典型的公路(highway)/高速路(motorway)/高速公路(freeway)上，灯柱之间的间隔约为40米，因此对于三车道行车道，假设它们都是以仅有1米的首尾间隔行进的平均尺寸的汽车(这是一种极端的限制情况，只有在逐渐布置并证明该系统具有逐渐增加的交通密度后才可以实现这种情况)，在每个追踪设备的视场内可能有大约20个交通工具的绝对最大值。如图1所示的驶离滑移车道通常沿500米延伸，此外，在驶离滑移车道可能需要涉及预备交通工具移动之前，进一步延伸约1500米的主行车道。因此，在lan中可能有约50个交通工具追踪设备，并且在最大交通密度的限制情况下有约500个交通工具。这可以转化为交通工具追踪设备之间大约100kbps的所需通信容量，相当于在设备49将设备1-49的追踪数据发送到设备50的最坏情况下的最大值5mbps，这完全在有线和无线技术的当前能力范围内。
95.如上所述，图1至图4隐含地假设所有交通工具都可以被交通工具追踪设备检测，并且所有交通工具可以接收并利用追踪数据和咨询、强制规定或控制命令来根据需要进行
移动。虽然这是交互式运输网络中交通管理的预期未来状态，但在存在具有不同程度的自主性的交通工具的混合以及存在可以被检测且与不能被检测的交通工具通信的交通工具的混合的时间段内，将有一段延长的时间。可以设想的是，可以逐步地部署本发明和gb2585165a的系统和方法。例如，当可检测且潜在可控的汽车处于少数时，快速车道只能专用于这些交通工具，如果不可检测的汽车介入，它们可以通过驾驶员干预而自动进出该车道。作为中间配置的第二示例，交叉口之间的高速公路(freeway)/高速路(motorway)/公路(highway)的延伸段可以被配置为在该实施例的一些或全部系统和方法的控制下在三条车道中的一条或两条中完全自动运行，然而，在接近交叉口时，所有交通工具都可以恢复到驾驶员控制，从而可以以传统方式进行必要的移动。
96.图5示出了只有标准高速公路(freeway)/公路(highway)/高速路(motorway)505上的一些交通工具被追踪设备检测到本实施例的系统所需的追踪精度水平的这种情况的示例500。示出了从标准高速公路(freeway)/公路(highway)/高速路(motorway)505的延伸段(部分)到一些交通工具可以被精确追踪并通过发送控制信号使其能够自动运行的延伸段(被追踪段)的过渡。因此，在接近被追踪段时，存在可检测(黑色)和不可检测(白色)交通工具的随机定位混合，所有交通工具都在驾驶员的控制下(即所有交通工具都以非自动驾驶方式运行)。被追踪段包括一条车道510以及另外两条车道，车道510将支持由本实施例实施的自动驾驶交通工具操作，另外两条车道用于不能被检测和追踪到所需的精度水平的标准的、驾驶员控制的交通。在标准段505上，具有要求交通工具的驾驶员将交通工具移动至适当的车道的标准路标60，因此白色交通工具35必须离开快车道，黑色交通工具45需要或可以选择加入快车道。图5示出了一些不同的情况。例如，在进入被追踪段510时，交通工具41仅被追踪设备检测，并且可能经由到地区交通管理系统的链路进行验证。这种检测也可以用作交通工具收费服务的重要组成部分。图5还示出了交通工具42在错误车道上的情况，因为它要么没有驶入快车道，要么只是决定(以比它应该进入快车道的时间晚的时间)进入快车道。然后，应用上述与图1至图4相关联的方法，以向被追踪车道510内的交通工具43、44和被追踪车道外的交通工具42发送指令信号，从而将交通工具42安全地移动到自动操作的被追踪车道510。
97.在一些实施例中，该系统还可以被配置为能够检测可能存在于道路、水中或空中的交通工具或其他障碍物，即使在这些交通工具或障碍物不能被通信以便向它们提供咨询或控制信息的情况下也是如此。当lan控制设备正在确定交通工具要采取的运动学动作时，可以附加地使用该信息，以便将不可控的交通工具或障碍物考虑在内，该交通工具可以被提供咨询、强制规定或控制信息。例如，返回参考图1，可能存在这样一种情况，其中交通工具40希望移动到驶离滑道130，但由于车道70、80中的一个中存在非可传达物体，交通工具40可能在可能移动的地方受到限制。这可能是由于已从卡车上掉落的大量碎屑，或者只是非可传达交通工具的存在。通过包括该附加功能，系统可以防止意外的碰撞。该系统可以被配置为使得交通工具追踪设备10(或任何类似的追踪设备)能够检测这种障碍物并将该障碍物数据提供给lan控制设备。附加地或可替换地，追踪设备10可以被配置为从可通信地耦接到交通工具追踪设备10的交通工具10接收遥测数据，以接收这样的障碍物信息。例如，交通工具30可以包括检测其附近的障碍物的前向或后向雷达，并且该遥测可以经由交通工具追踪设备10提供给lan控制设备20。这可以用于检测意外的障碍物(即，在道路上、水中或空
中不被称为另一交通工具30的障碍物)，并且在计算移动时可以采取适当的动作。虽然给出了雷达导出数据的示例，但任何相关的遥测数据都可以用于此目的(例如，由于障碍物而减速时使用的制动信息)。
98.从上述示例可以清楚地看出，相同的方法和系统将如何扩展到广泛范围的标准交通控制场景，这种标准交通控制场景不仅存在于高速公路(freeway)/高速路(motorway)/公路(highway)上，而且在所有城市、城镇和越野路线上。选择高速、高密度道路的示例，因为它涉及具有最大数量的交通工具追踪设备以及最高的交通密度和流量的lan，从而对lan控制设备和设备之间的通信提出了最大的需求。同样地，当前实施例的系统和方法也扩展到gb2585165a中描述的空中交通场景，例如，尽管具有完全不同的交通工具动力学和交通密度。
99.在上述提供的示例中，已经在lan控制设备20的情境中描述了本实施例，lan控制设备20被布置为在“触发”事件(例如，驶离/进入道路区域、发生事故)之后计算适当的移动。然而，也可以设想的是，在一些实施例中，该系统可以被布置用于通过lan控制设备20对道路区域、水域或空域的区域进行连续监测，并且lan控制设备20可以被布置为即使在缺乏这种明确的触发事件的情况下也向交通工具30提供控制或咨询信息。这在通常的交通流管理中可能是有用的，以在适当的情况下实现增加的交通密度/平均交通速度。在这样的实施例中，lan控制设备20可以经由交通工具追踪设备10连续地接收关于交通工具30的运动学/遥测数据，并且(例如，当交通密度已经下降到预定的最小值以下时)可以计算能够采取提高交通流的效率的动作。这可以包括封闭交通工具30之间的空间或者增加一个或更多个交通工具30的速度。这种管理所需的通信信道类似于上述实施例中描述的那些通信信道，并且交通密度将被增加的确定(可能是因为它低于预定水平)被认为是关于接收到其的事件数据的事件。
100.在一些实施例中，系统中的交通工具追踪设备10和lan控制设备20之间的通信可以并行发生。也就是说，每个交通工具追踪设备10可以被配置为具有lan控制设备20的直接通信信道，沿着该信道交换数据。在其他实施例中，系统中的交通工具追踪设备10和lan控制设备20之间的通信可以串行发生。在这样的实施例中，交通工具追踪设备10可以被配置为可通信地耦接到与其相邻的交通工具追踪设备10，并且可以被配置为在彼此之间发送数据，本质上沿着链“传递”数据。在本实施例中，交通工具追踪设备10中的一个可以被配置为与lan控制设备20可通信地耦接，并且发送和接收与lan中的所有交通工具追踪设备10相关的数据。
101.在一些示例中，所实施的系统可以实现tms/ims/本地tms与交通工具30之间的通信的“标准化”方法。可以在所有这样的系统和交通工具上单方面地实施和要求这样的标准，从而确保各种设备制造商和交通工具30之间的兼容性。这可以避免如上所强调的现有系统的问题，其中由于不同制造商实施的不同标准，安全且可靠的系统是不可行的。
102.当前实施例还提供了密切相关的系统和方法，这些系统和方法使得能够在诸如规划的道路维护、异常交通工具、意外的交通工具故障、事故、紧急事件响应等异常操作情况的情况下安全且高效地管理道路交通。图6示出了快速高速公路(freeway)/高速路(motorway)/公路(highway)上的行车道的两种情况，其中一个交通工具在两条车道中的每一条上都发生了故障。假设该道路上的交通工具追踪设备10只是向自动驾驶、半自动驾驶
或在驾驶员控制下运行的交通工具提供运动学数据。在这种情况下，故障交通工具将其故障状态和停靠预测传送至交通工具追踪设备10，或者追踪设备仅仅追踪交通工具的减速和停止。在减速期间，相邻和受影响的交通工具会在自动驾驶、半自动驾驶状态下或在驾驶员控制下做出响应。然而，交通工具追踪设备10被编程为指定靠近故障交通工具的停靠位置的设备为承担lan控制设备20的角色，并将连续系列的相邻设备限定在该临时lan中。
103.然后，临时lan的交通管理功能以完全类似于上述永久性示例的方式来操作，通过直接控制或通过在lan控制设备20中建模的“虚拟交通岛”周围以最有效的方式向驾驶员建议健康的交通工具来移动(即，指示交通工具被指定为它们无法进入的禁止区的道路区域)。图7a的流程图示出了可以在指定的lan控制设备20中实施的特定功能的示例。该能力显然可以被扩展，以便能够(例如在故障交通工具附近缓慢移动的紧急响应交通工具周围)创建移动的虚拟岛。
104.图7a示出了针对图6的场景的操作700的方法。在图7a中，在步骤702，根据上述实施例，追踪设备10检测到交通工具错误行为。这可以由追踪设备10检测，追踪设备10注意到交通工具正在意外减速。然后，在步骤704，该方法继续为有问题的交通工具分配最近的交通工具追踪设备作为lan控制设备20。在一些示例中，将已经存在预先分配的lan控制设备20。在这些示例中，不需要分配步骤，而是向预先分配的lan控制设备20发送指示故障交通工具的状态和运动学参数的发送。在此之后，在步骤706中，lan控制设备20(使用障碍物/危险检测处理引擎216)确定至少一种可行且优选的最佳安置策略，该策略包括用于lan的视场内多个交通工具的一组移动，以便(在可能的情况下)安全地安置故障交通工具并移动该故障交通工具周围的其他交通工具。这种移动可以包括交通工具的位置和速度的变化。在故障交通工具的情况下，移动可能包括将交通工具安置在造成最小干扰的区域，诸如高速路的硬路肩。在一些情况下，这可能是不可能的，障碍物/危险检测处理引擎216被配置为计算其他交通工具的一组移动，该其他交通工具注意到对故障交通工具的限制。lan控制设备20的处理器204、相关软件程序和存储器206可以使用一系列可能的技术，这些技术从简单的确定性计算到人工智能算法。一旦建立了该策略，在步骤708中，该方法就继续基于所确定的策略来形成一个或更多个控制信号。一个或更多个控制信号的形式通常可由与其相关的交通工具制定。应理解的是，通常为了制定适当的策略，需要多个交通工具执行一组移动(例如，为请求交通工具创建进入的空间)。因此，在步骤708处，通常生成多个控制信号，每个控制信号旨在用于特定的接收交通工具，并且包括该特定交通工具需要制定的一组特定移动。在生成一个或更多个控制信号之后，然后在步骤710中，该方法继续将生成的控制信号发送到相关联的交通工具。这种发送可以直接从lan控制设备20发生到交通工具，或者可以经由一个或更多个交通工具追踪设备10发生。然后移动交通工具，以实现该策略。应该理解的是，该策略可能具有对其的限制方面。例如，一旦向交通工具发送指令以在特定车道上创建空间，则发送关于其他交通工具也进行移动的指令的定时可以取决于lan感测到确实已经创建空间。这为该系统提供了附加的安全特征，并且还使得该系统能够与半自动驾驶交通工具一起使用。然后，该方法前进到步骤712处结束。
105.现在参考图7b描述遇险交通工具移动的详细示例720。可以设想的是，在步骤704接收到请求之后，可以将这样的示例用作步骤706中的制定的一部分。在步骤722，移动可以挤压遇险交通工具正后方的指定慢车道上的交通，为减速的遇险交通工具留出间隙，同时
保持最小的法定间隔。在步骤724，遇险交通工具被移动到慢车道中，并且较快的两条车道中的交通被挤压。这为遇险交通工具后面的慢车道交通逐步转移到较快的两条车道留出了空间，同时保持法定间隔。在此之后，在步骤726，当遇险交通工具已经停止时，三条车道继续被挤压成在lan控制设备处理器204中创建的“虚拟岛”计算机模型周围的两条车道，同时保持法定间隔。然后，示例720进行到步骤728，在步骤728中，对于已经通过障碍物的交通工具，通过逐步将交通工具移动到较慢的车道来实施虚拟岛的缩小，以恢复三条车道、均匀分布，同时保持法定间隔。一旦示例完成，方法720进行到图7a的步骤708，在步骤708生成控制信号。
106.应当理解的是，在该示例和上述提供的生成控制信号的示例中，所给出的方法可以是离散的或连续的。在一些示例中，可能只需要生成一组单独的控制信号，在其他示例中，可能需要生成一组连续的控制信号，特别是在交通工具不断进入和离开监测地理区域的情况下，或者在遇险交通工具的状态正在改变的情况下。在这种情况下，所描述的方法可以被配置为重复，直到确定不再需要生成更多的控制信号。
107.当前实施例还提供了密切相关的系统和方法，该系统和方法使地面、水上和空中的电动或混合动力交通工具能够连接到电源，以直接提供动力或者通过导电或感应电力传输以比任何现有系统或方法更有效的方式对电池进行“便携式”充电。图8仅示出了一个示例，在该示例中，包括道路820的一个车道870中的线圈850和交通工具860中的线圈的动态感应电力传输系统能够在交通工具移动时传输电力。这需要：
108.a、选择需要充电的交通工具并将该交通工具移动至充电车道，以便最大化充电车道的利用，从而最小化昂贵的充电车道的范围，以及
109.b、继续交通工具820与道路基础设施线圈850的非常精确的横向对准，以及当交通工具通过并被动态充电时每个道路线圈850的可能非常精确的定时通电，使得充电尽可能高效，并且交通工具需要在充电车道870中花费尽可能最短的时间。
110.当前实施例以类似于上述公路(highway)/高速公路(freeway)/高速路(motorway)交叉口的方式提供a)的能力，并且另外提供b)所需的引导精度和时间。当前实施例还为其他形式的电力传输提供了这些能力，例如从道路中或道路上的铁轨到交通工具中必须与铁轨连续对准的部件(诸如电刷或滑轨)的导电传输，或者作为另一示例，高架电力线提供可用电力，以及交通工具的电力传输系统(诸如悬链线对)必须连续对准。
111.应当理解的是，也可以使用本系统对飞行器进行充电。在这种情况下，充电的地面或水上交通工具可以由系统指示，以移动到特定车道并保持其在车道内的相对位置(横向位置)。类似地，交通工具的速度也可以被控制为恒定。此后，可以通过发送指令信号来引导小型飞行器(诸如无人机)，让小型飞行器降落在充电交通工具上，并在从地面或水上交通工具发射回空中通道之前为其电池充电一段时间。
112.作为最终能力，当前实施例还为道路上的交通工具提供了以比任何先前方法更有效的方式用作测量路面状况的手段。图9再次示出了高速公路(freeway)/公路(highway)/高速路(motorway)上三车道行车道900的一小段。车道70具有坑洞950，并且交通工具930的前侧车轮940正好从该坑洞上方通过。假设交通工具930安装有可以在车轮从坑洞上方通过时检测坑洞的设备。这种设备安装很简单，作为两个说明性示例，可以包括安装在车身或悬架上的振动或冲击传感器，或者可以包括安装到车轮940的悬架系统的一个或更多个部件
上的偏转监测器。
113.由设备生成的数据至少指示道路缺陷的存在和可能的严重性，然后可以通过将交通工具链接到交通工具追踪设备的通信系统来发送。该发送总体上具有当前实施例的低延迟特性，因此可以与由追踪设备在生成道路缺陷数据时生成的交通工具的精确位置相结合或相关联。通过这种方式，道路缺陷的(精确到几厘米的)精确位置可以由追踪设备确定。
114.这种非常精确且当前的路况数据可以经由上述局域网或经由各种其他手段(诸如有线或无线通信信道或卫星通信信道)而向前发送到地方、地区或国家的路况监测系统。此外，交通在道路缺陷上的重复通过提供了验证性数据，也使缺陷尺寸和缺陷增长率能够得到监测。这大大提高了基础设施的可维护性。此外，为了降低道路缺陷的增长率，追踪设备可以在交通工具接近缺陷时向交通工具提供咨询或控制信号，该咨询或控制信号使交通工具能够精确转向并避免缺陷，同时保持与其他道路交通工具的安全横向间隔。最后，这种路况监测能力还可以扩展到道路上的异物检测，这些异物可以由交通工具上的设备检测，以允许交通工具避开它们，并提醒维护服务人员注意它们的存在，从而触发移除动作。
115.在详细描述了本实施例的几个示例性实施例和装置的不同功能的实施方式之后，应当理解的是，技术人员将能够容易地调整系统的基本配置以执行所描述的功能，而无需详细解释如何实现这一点。因此，在本说明书中，在不同的地方描述了系统的几个功能，而无需解释所需的详细实施方式，因为考虑到技术人员将功能实施到系统中的能力，这不是必要的。
116.此外，将理解的是，本文所描述的不同实施例的特征、优点和功能可以在上下文允许的情况下进行组合。

技术特征：
1.一种用于控制多个交通工具在运输网络的当前地理位置处沿着路径的移动的交通工具管理系统，所述交通工具管理系统包括：接收器，所述接收器被配置为：接收在所述当前地理位置处的所述多个交通工具的感测的运动学参数；以及接收与涉及所述多个交通工具的移动的事件的发生相关的事件数据；处理器，所述处理器被配置为：确定所述多个交通工具中的至少一个的所需的运动学参数以响应于所述事件；基于所述感测的运动学参数和所需的运动学参数来确定由所述多个交通工具中的一个或更多个要采取的一个或更多动作，所述一个或更多动作能够实现所需的运动学参数；以及生成用于一个或更多个交通工具的一个或更多个指令信号，以指示要采取的一个或更多个动作；以及发送器，所述发送器被配置为：向相应的一个或更多个交通工具发送所述一个或更多个指令信号，以能够实施所述一个或更多个动作。2.根据权利要求1所述的交通工具管理系统，其中，所述事件数据包括来自交通工具的移动请求、交通工具移动参数(例如交通密度)的阈值或关于紧急事件的警报。3.根据权利要求2所述的交通工具管理系统，其中，所述处理器被配置为确定事件相关的交通工具的当前位置。4.根据权利要求3所述的交通工具管理系统，其中，所述处理器被配置为生成提高所述多个交通工具中位于所述事件相关的交通工具的当前位置下游的交通工具的速度的动作，以在所述多个交通工具中的相邻交通工具之间产生间隙。5.根据权利要求3或4所述的交通工具管理系统，其中，所述处理器被配置为生成降低所述多个交通工具中位于所述事件相关的交通工具的当前位置上游的交通工具的速度的动作，以在所述多个交通工具中的相邻交通工具之间产生间隙。6.根据权利要求4或5所述的交通工具管理系统，其中，所述处理器被配置为生成将所述事件相关的交通工具移动到所述间隙中的动作。7.根据权利要求6所述的交通工具管理系统，其中，所述处理器被配置为生成一个或更多个动作，所述一个或更多个动作在所述事件相关的交通工具移动到所述间隙中之后使所述多个交通工具中的相邻交通工具之间的间隔规律化。8.根据权利要求2至7中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述路径包括多个车道，所述处理器被配置为生成以下动作：通过降低所述多个交通工具中位于所述事件相关的交通工具或危险的当前位置上游的交通工具的速度和/或提高所述多个交通工具中位于所述事件相关的交通工具或危险的当前位置下游的交通工具的速度，来在所述事件相关的交通工具或危险的当前车道的相邻车道上产生间隙；以及将所述多个交通工具中位于与所述事件相关的交通工具或危险相同的车道的上游的交通工具移动到所述间隙中。9.根据权利要求8所述的交通工具管理系统，其中，所述处理器被配置为生成以下动作：
将与所述事件相关的交通工具或危险的相邻车道的下游的交通工具移动到与所述事件相关的交通工具或危险的相同车道中。10.根据权利要求2至9中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述处理器被配置为生成改变所述多个交通工具中的交通工具的速度的动作，以将相邻交通工具之间的距离最小化到预定最小值，从而增加交通密度参数。11.根据权利要求1至10中任一项所述的交通工具管理系统，所述处理器被配置为生成动作，以将所述多个交通工具中的交通工具移动到与感应或导电充电设备对准的路径内的位置，以及在一段时间内保持所述交通工具与所述感应或导电充电设备的对准，从而能够在所述交通工具沿着所述路径移动时对所述交通工具进行感应充电或导电充电。12.根据权利要求1至11中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述处理器被配置为生成以下动作：将所述多个交通工具中的对接交通工具保持在相对于所述路径的恒定速度和恒定位置处；以及在所述对接交通工具沿着所述路径移动时引导另一交通工具与所述对接交通工具对接。13.根据权利要求1至12中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述接收器被配置为：从所述多个交通工具中的交通工具接收事故数据，所述事故数据与由所述交通工具感测的事故的地理位置相关；以及所述处理器被配置为将所述事故的地理位置存储在数据存储器中。14.根据权利要求13所述的交通工具管理系统，其中，所述发送器被配置为将所述事故数据发送到基础设施监测系统。15.根据权利要求13或14所述的交通工具管理系统，其中，所述事故数据与由所述交通工具在多个特定地理位置处感测的所述路径的物理状况相关。16.根据权利要求1至15中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述接收器被配置为从通信地耦接到所述交通工具管理系统的另一系统接收进一步感测的参数，所述处理器被配置为根据所述进一步感测的参数来确定所需的参数。17.根据权利要求16所述交通工具管理系统，其中，所述进一步感测的参数与发生在所述当前地理位置的下游的所述多个交通工具正在向其行进的位置处的事件相关。18.根据权利要求16或17所述的交通工具管理系统，其中，所述进一步感测的参数与期望的交通密度或流量事件相关。19.根据权利要求1至18中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述接收器被配置为从所述路径周围设置的一个或更多个交通工具追踪设备接收所述感测的运动学参数。20.根据权利要求1至19中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述发送器被配置为经由在所述路径周围设置的一个或更多个交通工具追踪设备将所述一个或更多个指令信号发送到所述多个交通工具中的一个或更多个。21.根据权利要求1至20中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述多个交通工具中的一个包括自动驾驶或半自动驾驶交通工具，所述指令信号包括被配置为控制所述自动驾驶或半自动驾驶交通工具的移动的控制信号。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的交通工具管理系统，还包括一个或更多个交通工具追踪设备，所述一个或更多个交通工具追踪设备被设置在所述地理位置处的路径周围，所述交通工具追踪设备在动态延迟小于20毫秒的情况下具有10cm以内的位置测量精度。23.根据权利要求22所述的交通工具管理系统，其中，所述一个或更多个交通工具追踪设备具有指向所述路径的视场，并被配置为感测所述多个交通工具中的每一个的位置，以及根据在一段时间段内感测的位置来确定所述感测的运动学数据。24.根据权利要求22或23所述的交通工具管理系统，其中，所述一个或更多个交通工具追踪设备包括在局域网配置中通信地连接在一起的多个交通工具追踪设备。25.根据权利要求22至24中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述一个或更多个交通工具追踪设备包括红外辐射传感器。26.根据权利要求25所述的交通工具管理系统，其中，所述一个或更多个交通工具追踪设备包括红外辐射发射器。27.根据权利要求22至26中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述一个或更多个交通工具追踪设备被配置为向所述多个交通工具中的一个或更多个提供所述一个或更多个指令信号。28.根据权利要求22至27中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述一个或更多个交通工具追踪设备被配置为追踪一个或更多个空中、水上或陆地交通工具的移动。29.根据权利要求1至28中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述处理器包括：用于确定所述事件数据所涉及的事件类型的事件识别引擎、以及用于确定要采取的所述一个或更多个动作的一个或更多个事件响应处理引擎。30.根据权利要求29所述的交通工具管理系统，其中，所述一个或更多个事件处理引擎包括车道改变请求处理引擎，所述车道改变请求处理引擎被配置为生成动作，以使得多车道路径的当前车道中的所述多个交通工具中的请求交通工具能够移入所述多车道路径中的不同的期望车道，所述车道改变处理引擎被配置为：确定请求改变到所述多车道路径的期望车道的所述请求交通工具的当前位置；生成动作以提高所述期望车道中的所述多个交通工具中位于所述请求交通工具的当前位置的下游的交通工具的速度和/或降低所述期望车道中的所述多个交通工具中位于所述请求交通工具的当前位置的上游的交通工具的速度，以能够在所述多个交通工具中的相邻移动交通工具之间的期望车道内产生间隙；以及生成将所述请求交通工具移动到所述间隙的动作。31.根据权利要求29或30所述的交通工具管理系统，其中，所述一个或更多个事件处理引擎包括驶离/驶入请求处理引擎，所述驶离/驶入请求处理引擎被配置为生成使所述多个交通工具中的请求交通工具能够从所述路径的当前车道移动到驶离车道的动作，所述驶离/驶入请求处理引擎被配置为：确定所述请求交通工具的当前位置；生成动作以提高所述驶离车道中的所述多个交通工具中位于所述请求交通工具的当前位置的下游的交通工具的速度和/或降低所述驶离车道中的所述多个交通工具中位于所述请求交通工具的当前位置的上游的交通工具的速度，以能够在所述驶离车道内的所述驶
离车道中的所述多个交通工具中的相邻交通工具之间产生间隙；以及生成将所述请求交通工具移动到所述间隙的动作。32.根据权利要求29至31中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述一个或更多个事件处理引擎包括驶离/驶入请求处理引擎，所述驶离/驶入请求处理引擎被配置为生成使所述多个交通工具中的请求交通工具能够从所述路径的驶入车道移动到期望车道的动作，所述驶离/驶入请求处理引擎被配置为：确定请求从驶入车道改变到多车道路径的期望车道的请求交通工具的当前位置；生成动作以提高所述期望车道中的所述多个交通工具中位于所述请求交通工具的当前位置的下游的交通工具的速度和/或降低所述多个交通工具中位于所述请求交通工具的当前位置的上游的交通工具的速度，以能够在所述期望车道内的所述多个交通工具中的相邻交通工具之间产生间隙；以及生成将所述请求交通工具移动到所述间隙的动作。33.根据权利要求31或32所述的交通工具管理系统，其中，所述路径包括多车道路径，所述驶离/驶入请求处理引擎被配置为生成以下动作：以通过提高所述相邻车道中的所述多个交通工具中位于所述请求交通工具的当前位置的下游的交通工具的速度和/或降低所述多个交通工具中位于所述请求交通工具的当前位置的上游的交通工具的速度，能够在所述相邻车道内所述多个交通工具的相邻移动交通工具之间产生相邻车道间隙，使得所述多个交通工具中的请求交通工具移动穿过所述多车道路径中与所述当前车道相邻的车道；以及将所述请求交通工具移动到所述相邻车道间隙。34.根据权利要求29至33中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述一个或更多个事件处理引擎包括障碍物/危险检测处理引擎，所述障碍物/危险检测处理引擎被配置为识别所述路径中的障碍物/危险的位置；所述障碍物/危险检测处理引擎包括禁止区生成器，所述禁止区生成器被配置为确定使所述障碍物/危险的位置的上游的交通工具能够避开所述障碍物/危险的策略并且生成执行所述策略的一个或更多个动作。35.根据权利要求34所述的交通工具管理系统，其中，所述禁止区生成器被配置为生成以下动作：通过降低所述障碍物/危险的位置的上游的交通工具的速度来在相邻车道中产生间隙；以及将与所述障碍物/危险相同的车道中的交通工具移动到所述相邻车道中的间隙中，从而在所述障碍物/危险周围产生虚拟岛。36.根据权利要求29至35中任一项所述的交通工具管理系统，其中，所述一个或更多个事件处理引擎包括交通密度/流量管理引擎，所述交通密度/流量管理引擎被配置为通过生成改变所述多个交通工具中的一个或更多个交通工具的速度的动作来增加所述多个交通工具的交通密度/流量参数，以将相邻的交通工具之间的距离最小化到预定最小值。37.一种控制多个交通工具在运输网络的当前地理位置处沿着路径的移动的方法，所述方法包括：接收在所述当前地理位置处的所述多个交通工具的感测的运动学参数；接收与涉及所述多个交通工具的移动的事件的发生相关的事件数据；
确定所述多个交通工具中的至少一个的所需的运动学参数以响应于所述事件；基于所述感测的运动学参数和所需的运动学参数来确定由所述多个交通工具中的一个或更多个要采取的一个或更多动作，所述一个或更多动作能够实现所需的运动学参数；生成用于所述一个或更多个交通工具的一个或更多个指令信号，以指示要采取的一个或更多个动作；以及将所述一个或更多个指令信号发送到相应的一个或更多个交通工具，以能够实施所述一个或更多个动作。38.一种包括指令的计算机可读存储介质，所述指令在由计算机执行时使得所述计算机执行根据权利要求37所述的方法的步骤。

技术总结
本发明涉及一种用于控制多个交通工具沿着运输网络的当前地理位置处的路径的移动的交通工具管理系统，该交通工具管理系统：接收器、处理器以及发送器，接收器被配置为：接收在当前地理位置处的多个交通工具的感测的运动学参数；以及接收与涉及多个交通工具的移动的事件的发生相关的事件数据；处理器被配置为：确定多个交通工具中的至少一个的所需的运动学参数从而响应于事件；基于感测的运动学参数和所需的运动学参数来确定由多个交通工具中的一个或更多个要采取的一个或更多动作，该一个或更多动作能够实现所需的运动学参；以及生成用于一个或更多个交通工具的一个或更多个指令信号以指示要采取的一个或更多个动作；发送器被配置为：向相应的一个或更多个交通工具发送一个或更多个指令信号，以能够实施一个或更多个动作。更多个动作。更多个动作。


技术研发人员：大卫
受保护的技术使用者：IR动力学有限公司
技术研发日：2021.10.11
技术公布日：2023/7/4