路口公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于汽車電子標(biāo)識的路口公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)，屬于智能交通技術(shù)領(lǐng)域，適用于城市交叉口的公交信號優(yōu)先控制。
【背景技術(shù)】
[0002]為緩解我國日益突出的城市交通擁堵、轉(zhuǎn)變各城市交通發(fā)展方式、提升人民群眾生活品質(zhì)、提高政府基本公共服務(wù)水平，國務(wù)院于2012年底下發(fā)了《關(guān)于城市優(yōu)先發(fā)展公共交通的指導(dǎo)意見》，提出“增加公共交通優(yōu)先車道，擴(kuò)大信號優(yōu)先范圍，逐步形成公共交通優(yōu)先通行網(wǎng)絡(luò)”。
[0003]作為解決城市交通擁堵等問題的主要手段之一，公交信號優(yōu)先的實(shí)現(xiàn)是以公交車輛檢測技術(shù)提供的信息為基礎(chǔ)和前提的。目前，在各地實(shí)施的公交優(yōu)先方案應(yīng)用較為廣泛地采用了基于感應(yīng)線圈的檢測技術(shù)、基于視頻圖像的識別技術(shù)和基于北斗/GPS定位的檢測技術(shù)，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，這些技術(shù)存在的主要問題體現(xiàn)在:一是線圈檢測技術(shù)只能感知指定斷面的公交車輛到達(dá)信息(根據(jù)車輛長度推算)，因此，公交車檢測到達(dá)的準(zhǔn)確率低下且無法感知車輛號牌；二是視頻圖像識別技術(shù)受天氣、光線以及圖像軟件識別能力等影響，不能有效識別公交車輛的車牌號碼，造成無法準(zhǔn)確檢測公交車輛信息；三是北斗/GPS定位技術(shù)雖然能實(shí)時獲取公交車輛運(yùn)行位置信息(這些信息由各城市的公交運(yùn)營公司掌握，難于與各地公安交警部門管理的城市交通信號控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)共享)，但無法與大量分布于城市各路口的交通信號控制機(jī)進(jìn)行實(shí)時信息交互，缺乏應(yīng)用靈活性，且需改造現(xiàn)有的交通信號控制系統(tǒng)的功能和優(yōu)先算法，同時，現(xiàn)有北斗定位系統(tǒng)的精度還達(dá)不到路口級應(yīng)用的需要。
[0004]而國內(nèi)類似的一些公交優(yōu)先信號控制方法大多采用了在每臺公交車輛上安裝價格昂貴的有源車載終端，如:專利“基于RFID的公交信號優(yōu)先控制裝置”(CN204178559)。設(shè)想在公交車輛上安裝車載裝置、無線通訊裝置和衛(wèi)星定位裝置，并由這些裝置直接控制路口交通信號燈的顯示。這些方法均需要改造或升級沿線的路口交通信號控制機(jī)，因此在各城市的推廣應(yīng)用難度較大，難于規(guī)?；瘜?shí)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為解決上述技術(shù)問題而提出的一種路口公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)，立足于不改變現(xiàn)有路口的交通信號控制機(jī)和城市交通信號控制系統(tǒng)軟件，并有效解決公交車輛檢測精度，通過實(shí)現(xiàn)對公交車的自動識別和信息采集，以及與路口交通信號控制機(jī)的實(shí)時交互，來進(jìn)行路口公交優(yōu)先控制。
[0006]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述路口公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)，包括路口的交通信號控制機(jī)、與所述交通信號控制機(jī)相連的公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置、安裝在路口停車線來車方向設(shè)定距離處的RFID閱讀器，以及汽車前擋風(fēng)玻璃上的汽車電子標(biāo)識；
[0007]所述RFID閱讀器用于識讀途經(jīng)所有汽車的汽車電子標(biāo)識；
[0008]所述公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置用于接收各RFID閱讀器識讀到的公交車輛注冊信息和路段交通流信息，并根據(jù)預(yù)置的公交車行駛路線信息，向交通信號控制機(jī)發(fā)送公交信號優(yōu)先請求和預(yù)計(jì)到達(dá)路口時間；
[0009]交通信號控制機(jī)接收到一個或多個公交信號優(yōu)先請求信息后，根據(jù)當(dāng)前綠燈相位時間和信號優(yōu)先等級規(guī)則，選擇不予響應(yīng)或響應(yīng)其中一個或多個請求信號，采用“縮短紅燈時間”、“延長綠燈時間”或“插入專用相位”等控制策略，調(diào)整路口交通信號燈相位，優(yōu)先放行公交車。
[0010]具體的，所述RFID閱讀器設(shè)置于路口停車線100?150米遠(yuǎn)處，位于道路上方或路側(cè)。
[0011]所述公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置與交通信號控制機(jī)相鄰安裝并實(shí)現(xiàn)雙向通信。
[0012]所述公交車輛注冊信息包括車牌號碼、車輛類型和使用性質(zhì)。
[0013]所述交通流信息包括路段交通流量和平均行車速度信息。
[0014]所述公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置存儲行駛路線途經(jīng)所在路口的所有公交車輛預(yù)置信息，存入預(yù)置參數(shù)表，包括車牌號碼、電子標(biāo)識識別號、路口行駛方向和信號優(yōu)先等級。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明通過實(shí)現(xiàn)全天候、自由流交通狀態(tài)下對公交車的自動識別和信息采集，實(shí)現(xiàn)與路口交通信號控制機(jī)的實(shí)時交互，提升路口公交優(yōu)先信號控制能力。本發(fā)明的公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置不直接控制和調(diào)整交通信號燈的顯示，而是仍由現(xiàn)行的路口交通信號控制機(jī)負(fù)責(zé)，因此不涉及改造現(xiàn)有的交通信號控制機(jī)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的路口級公交優(yōu)先控制工作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0019]如圖1所示，公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置11采用數(shù)據(jù)傳輸接口分別與路口交通信號控制機(jī)12和分布于交叉口各進(jìn)口路段的RFID閱讀器13連接，汽車電子標(biāo)識14安裝在公交車輛以及其它社會車輛上，RFID閱讀器用于識讀途經(jīng)所有汽車前擋風(fēng)玻璃上的汽車電子標(biāo)識。交通信號控制機(jī)12可直接調(diào)整信號相位的時序和時長并控制多個方向的交通信號燈燈色顯示。公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置11中的預(yù)置參數(shù)表10，用于存儲所有途徑該交叉口的所有公交車輛相關(guān)信息，包括車輛號牌、電子標(biāo)識識別號、路口行駛方向、信號優(yōu)先等級等。預(yù)置參數(shù)表10中的信息可由指揮中心通過交通信號控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件遠(yuǎn)程下發(fā)或在路口手工錄入。本發(fā)明所用RFID閱讀器13和汽車電子標(biāo)識14均是基于超高頻無線射頻技術(shù)。
[0020]如圖2所示，RFID閱讀器13離路口停車線100?150米，位于道路上方或路側(cè)。公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置11與交通信號控制機(jī)12相鄰安裝并實(shí)現(xiàn)雙向通信，與RFID閱讀器實(shí)現(xiàn)單向通信。
[0021]本發(fā)明的路口級公交信號優(yōu)先控制方法如下:
[0022]a)當(dāng)安裝有汽車電子標(biāo)識14的公交車輛接近燈控路口時，路側(cè)的RFID閱讀器13將自動捕獲車輛注冊信息(包括車牌號碼、車輛類型和使用性質(zhì))，并將獲取的公交車輛注冊信息及經(jīng)過時間T。等信息以及RFID閱讀器13采集到的道路段面當(dāng)前交通流量V、平均車速S等統(tǒng)計(jì)信息，通過有線或無線等傳輸方式發(fā)送到的公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置11。
[0023]b)公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置11根據(jù)接收到的公交車輛注冊信息、經(jīng)過時間T。信息以及當(dāng)前交通流量V (t0)、平均車速S (t0)等統(tǒng)計(jì)信息，預(yù)計(jì)公交車輛到達(dá)路口的時間T1，并從預(yù)置參數(shù)表中獲取對應(yīng)公交車的行駛方向信息。推算公式為=T1= T0+F(V(t0),S(t0),L)。
[0024]其中，L為RFID閱讀器與路口停止線的距離(一般為100?150米)；F為一個非線性函數(shù)，當(dāng)交通流量V (t0)較小時，非線性函數(shù)F的值?L/S (t0)。
[0025]c)公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置11將到達(dá)的公交車輛注冊信息、行駛方向信息、信號優(yōu)先等級以及斷面交通流量V(t。)、平均車速S (t。)等信息，實(shí)時向交通信號控制機(jī)12傳輸，發(fā)出公交信號優(yōu)先請求。
[0026]d)交通信號控制機(jī)12接收到該路口一個或多個公交信號優(yōu)先請求后，根據(jù)當(dāng)前綠燈相位時間和信號優(yōu)先等級規(guī)則，采用“縮短紅燈時間”或“延長綠燈時間”或“插入專用相位”方式，及時調(diào)整信號燈相位，響應(yīng)其中一個或多個優(yōu)先請求，但亦可對公交信號優(yōu)先請求不予響應(yīng)。
[0027]本發(fā)明通過RFID閱讀器準(zhǔn)確識讀駛近路口的公交車輛上的汽車電子標(biāo)識信息并獲得準(zhǔn)確的公交車輛注冊信息后，向交通信號控制機(jī)發(fā)送公交信號優(yōu)先請求和預(yù)計(jì)到達(dá)時間，以便交通信號控制機(jī)優(yōu)化調(diào)整信號相位時間，實(shí)現(xiàn)路口級信號控制對公交車給予“時間”優(yōu)先，減少公交車輛在路口等候延誤。因此，適合于城市公交車輛的信號優(yōu)先控制，亦適用于BRT、無軌電車和有軌電車等大容量公共交通工具的信號優(yōu)先控制。同時，本發(fā)明不需要改造現(xiàn)有的交通信號控制機(jī)和交通信號控制系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.路口公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)，包括路口的交通信號控制機(jī)，其特征是，還包括與所述交通信號控制機(jī)相連的公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置、安裝在路口停車線來車方向設(shè)定距離處的RFID閱讀器，以及汽車前擋風(fēng)玻璃上的汽車電子標(biāo)識； 所述RFID閱讀器用于識讀途經(jīng)所有汽車的汽車電子標(biāo)識； 所述公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置用于接收各RFID閱讀器識讀到的公交車輛注冊信息和路段交通流信息，并根據(jù)預(yù)置的公交車行駛路線信息，向交通信號控制機(jī)發(fā)送公交信號優(yōu)先請求和預(yù)計(jì)到達(dá)路口時間； 交通信號控制機(jī)接收到一個或多個公交信號優(yōu)先請求信息后，根據(jù)當(dāng)前綠燈相位時間和信號優(yōu)先等級規(guī)則，選擇不予響應(yīng)或響應(yīng)其中一個或多個請求信號，采用“縮短紅燈時間”、“延長綠燈時間”或“插入專用相位”等控制策略，調(diào)整路口交通信號燈相位，優(yōu)先放行公交車。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路口公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID閱讀器設(shè)置于路口停車線100?150米遠(yuǎn)處，位于道路上方或路側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路口公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)，其特征在于，所述公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置與交通信號控制機(jī)相鄰安裝并實(shí)現(xiàn)雙向通信。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路口公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)，其特征在于，所述公交車輛注冊信息包括車牌號碼、車輛類型和使用性質(zhì)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路口公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)，其特征在于，所述交通流信息包括路段交通流量和平均行車速度信息。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路口公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)，其特征在于，所述公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置存儲行駛路線途經(jīng)所在路口的所有公交車輛預(yù)置信息，存入預(yù)置參數(shù)表，包括車牌號碼、電子標(biāo)識識別號、路口行駛方向和信號優(yōu)先等級。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種路口公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)，包括與路口交通信號控制機(jī)相連的公交優(yōu)先信號發(fā)生裝置、安裝在路口停車線來車方向設(shè)定距離處的RFID閱讀器，以及汽車前擋風(fēng)玻璃上的汽車電子標(biāo)識。它通過RFID閱讀器準(zhǔn)確識讀駛近路口的公交車輛上的汽車電子標(biāo)識，獲得準(zhǔn)確的公交車輛注冊信息后，向交通信號控制機(jī)發(fā)送公交信號優(yōu)先請求和預(yù)計(jì)到達(dá)時間，以便交通信號控制機(jī)優(yōu)化調(diào)整信號相位時間，實(shí)現(xiàn)路口級信號控制對公交車給予時間優(yōu)先，減少公交車輛在路口等候延誤。適合于城市公交車輛的信號優(yōu)先控制，亦適用于BRT、無軌電車和有軌電車等大容量公交的信號優(yōu)先控制。同時，本發(fā)明不需要改造現(xiàn)有的交通信號控制機(jī)和交通信號控制系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】G08G1/087
【公開號】CN105225505
【申請?zhí)枴緾N201510440067
【發(fā)明人】孫正良, 何廣進(jìn), 胡家彬, 代磊磊, 徐棱
【申請人】公安部交通管理科學(xué)研究所, 無錫華通智能交通技術(shù)開發(fā)有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年7月23日