[發(fā)明專利]基于RFID車載電子標簽的公交信號優(yōu)先控制方法

有效

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• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104299433A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王浩;劉云翔;黃鋒;李曉丹;原鑫鑫;徐琛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)學院
• 主分類號: G08G1/087
• 分類號: G08G1/087
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種交通信號控制技術(shù)，特別涉及一種基于RFID車載電子標簽的公交信號優(yōu)先控制方法。?

背景技術(shù)

公交信號優(yōu)先是解決城市交通擁堵等問題的主要手段，其實現(xiàn)是以公交車輛檢測技術(shù)提供的信息為基礎(chǔ)。而線圈檢測技術(shù)和GPS檢測技術(shù)在已有的公交優(yōu)先方案應(yīng)用較為廣泛，但在實際應(yīng)用過程中，仍存在一些不足，主要體現(xiàn)在：1）線圈檢測技術(shù)只在道路的固定斷面對公交車輛進行檢測而無法在路段上對車輛進行檢測與監(jiān)控；2）GPS技術(shù)在實際應(yīng)用中，獲取車輛信息后不能與路口單元實時交互信息，缺乏靈活性的同時加大中心優(yōu)先算法的復雜度。此外，在道路資源匱乏的情況下，如何分配優(yōu)先權(quán)也亟需解決，現(xiàn)有的公交信號優(yōu)先系統(tǒng)中公交系統(tǒng)與交通信號系統(tǒng)分離，交通信號系統(tǒng)因無法及時從公交系統(tǒng)獲取有效車輛數(shù)據(jù)而不能給予公交車輛一個準確有效的優(yōu)先權(quán)值，使得公交優(yōu)先的流程更加復雜，難以達到優(yōu)先目的。?

隨著車路協(xié)同技術(shù)的發(fā)展，如RFID電子車牌技術(shù)，其具有快速、準確、非接觸式識別、通信穩(wěn)定可靠等特點，能彌補線圈檢測和GPS檢測的不足，使得面向個體車輛的檢測更加精細化。通過其構(gòu)建車路通信環(huán)境，在公交與調(diào)度中心、公交與路旁RFID讀寫設(shè)備之間進行信息交互，可為RFID車載電子標簽寫入優(yōu)先策略，引導公交車輛適時到達并通過交叉口，實現(xiàn)對公交車輛的優(yōu)先控制與安全行駛服務(wù)。?

鑒于此，本發(fā)明以RFID電子標簽為信息中介，建立公交信號優(yōu)先的信息交互原理，提出基于引導的公交信號優(yōu)先策略，設(shè)計與實現(xiàn)一個實用、高效的優(yōu)先控制模型。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對傳統(tǒng)車輛檢測技術(shù)使得現(xiàn)有公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)只能被動適應(yīng)交通流的問題，提出了一種基于RFID車載電子標簽的公交信號優(yōu)先控制方法，以RFID電子標簽為信息中介，建立公交信號優(yōu)先的信息交互原理，以使現(xiàn)有公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)實現(xiàn)從被動適應(yīng)交通流到主動引導交通流的轉(zhuǎn)變，能最大限度地減少公交車輛在交叉口的車均延誤與平均停車次數(shù)，提高綠燈時間利用率，設(shè)計與實現(xiàn)一個有用的、實用的基于引導的優(yōu)先控制模型。?

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于RFID車載電子標簽的公交信號優(yōu)先控制方法，具體包括如下步驟：?

1）在公交站臺及交叉口進口道停車線前50-100米安裝RFID讀寫器，公交車輛上安裝電子標簽為車載單元，路口讀寫單元與站點讀寫單元可雙向通信；

2）公交信號優(yōu)先控制包括公交相位綠燈請求、優(yōu)先控制方案的求解和優(yōu)先控制方案的執(zhí)行，由單點控制層中的路口信號控制器和路口RFID讀寫器組成路口RSU，與站臺RFID讀寫器組成站點OBU共同實現(xiàn)，具體控制如下：

公交相位綠燈請求：當安裝有電子標簽的公交車輛進入站臺通信區(qū)域，OBU自動識別所有車輛信息及優(yōu)先請求，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)將車輛信息實時傳送到網(wǎng)絡(luò)控制層的公交調(diào)度管理中心，中心根據(jù)優(yōu)先權(quán)判斷規(guī)則給予相應(yīng)公交車輛一個優(yōu)先級?，并記錄至公交的電子標簽；

優(yōu)先策略的求解：路口RSU中路口RFID讀寫器通過與OBU的信息交互可提前獲取與記錄獲取高優(yōu)先級公交車輛信息，結(jié)合當前交通流和信號狀態(tài)，為站點公交制定速度引導、駐站控制和信號配時策略；

優(yōu)先方案的執(zhí)行：OBU通過與RSU的通信獲取當前優(yōu)先策略并寫入公交的電子標簽，公交依據(jù)優(yōu)先策略通過交叉口，以減少延誤與停車次數(shù)；

3）優(yōu)先策略：

a）假設(shè)以最基礎(chǔ)的兩進道交叉口為模型，由兩條單行道組成交叉口，公交車站臺所在單行道為進口道1，交叉口另一單行道為進口道2，以公交相位的紅燈時間、綠燈時間和請求綠燈延長總和時間為一個控制時段，且以公交相位紅燈亮起時刻作為初始參照點，則當公交行駛相位紅燈亮起時，交叉口進口道1的車輛將會排隊累積，待綠燈亮起排隊車輛將逐漸消散，將紅燈時間和綠燈時間從紅燈開始分成A、B、C、D四個時間段，對應(yīng)的時間點分別為：

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其中、分別為在引導策略行駛的最大速度和最小速度；分別為公交從初速度零行駛至最大速度和最小速度時相應(yīng)的加速度；為公交所在車道排隊單個車輛的長度；排隊狀態(tài)下兩車的安全間距；S為進口道的飽和流量；為進口道對著的紅燈時長；進口道1的車輛到達率，即單位時間內(nèi)到達進口道停車線的車輛數(shù)；C為交叉口周期時長；請求綠燈延長時間；L為公交站臺與所在進口道停車線的距離；