1 背景與需求

　　近年來(lái), 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展, 大城市人口高度集中并大幅增長(zhǎng), 交通需求迅速擴(kuò)大, 導(dǎo)致我國(guó)許多大中城市面臨的交通壓力越來(lái)越大。借鑒國(guó)內(nèi)外解決城市交通問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn), 優(yōu)先發(fā)展公共交通是解決城市交通問(wèn)題的必由之路。調(diào)查分析表明, 城市中產(chǎn)生交通擁堵及延誤的主要原因是交叉口的設(shè)計(jì)或信號(hào)配時(shí)等不合理。因此, 研究降低公交車輛在信號(hào)交叉口的延誤顯得尤為重要。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明, 如果不在道路信號(hào)交叉口信號(hào)控制中體現(xiàn)公交優(yōu)先, 即使設(shè)有公交專用進(jìn)口道, 公交車在交叉口的延誤減少的也不明顯(統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明僅節(jié)省8%左右)。 所以何如更加有效的利用信號(hào)控制系統(tǒng)給公交車輛日常運(yùn)行提供優(yōu)先路權(quán)保障，是目前亟待解決的功能需求和急需突破的技術(shù)瓶頸。

　　有源RFID電子標(biāo)簽技術(shù)以及專用短程通信技術(shù)(DSRC)等，在車輛身份識(shí)別、車路通信等方面提供了可靠、可行的解決方案，通過(guò)電子標(biāo)簽與短程專用通信技術(shù)，可以將交通控制機(jī)及系統(tǒng)、公交站點(diǎn)及系統(tǒng)、公交車輛等有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建一個(gè)車路協(xié)同環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大而又結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的公交優(yōu)先。

　　2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　2.1 系統(tǒng)功能

　　控制系統(tǒng)對(duì)公交車輛與緊急車輛實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)與策略的優(yōu)先通行控制。

　　利用RFID地磁檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)交叉口與公交專用道車輛數(shù)據(jù)檢測(cè)，RFID接收機(jī)為一體化設(shè)計(jì)，可以同時(shí)讀取車輛檢測(cè)器與車載電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)。

　　可實(shí)現(xiàn)智能化公交車輛進(jìn)出場(chǎng)站管理，便于公交調(diào)度。

　　電子站牌到站預(yù)告功能，該功能可拓展至乘客手機(jī)APP端，在出行前通過(guò)手機(jī)端提示的車輛到站信息，合理安排出行時(shí)間，減少不必要的等待時(shí)間。

　　拓展：針對(duì)救護(hù)、警用、消防等一些特勤車輛，開(kāi)辟一級(jí)優(yōu)先通行權(quán)，確保這些特殊車輛能快速到達(dá)指定目的地，以確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

　　2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)主要由RFID有源車載電子標(biāo)簽、RFID地磁車輛檢測(cè)器、RFID一體化接收機(jī)、數(shù)據(jù)集中器組成，配合交通信號(hào)控制系統(tǒng)及公交管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

　　主要結(jié)構(gòu)與方案如下(具體的功能與結(jié)構(gòu)根據(jù)實(shí)際情況有所區(qū)別、增減)：

　　(1)每輛公交車與緊急車輛配備專用RFID有源電子標(biāo)簽一張，固定在車輛駕駛艙內(nèi)側(cè)。該標(biāo)簽搭載車輛、駕駛員、線路以及優(yōu)先信息，可以遠(yuǎn)程被RFID接收機(jī)讀取或?qū)懭搿?/p>

　　(2)在停車線前端150米處設(shè)置雙向天線RFID無(wú)線接收機(jī)，接收機(jī)的接收范圍為150米，公交車輛在300米處第一次被識(shí)別，進(jìn)入150米內(nèi)再次被確認(rèn)(確認(rèn)優(yōu)先等級(jí))，進(jìn)入接收機(jī)范圍20米內(nèi)啟動(dòng)優(yōu)先信號(hào)。WAVE-R接收機(jī)可以自動(dòng)識(shí)別車輛的行駛方向，確保只有進(jìn)入交叉口的公交車輛獲取優(yōu)先。

　　(3)接收機(jī)將獲取到的車輛信息與道路流量信息一并傳送給路口數(shù)據(jù)集中器，再由數(shù)據(jù)集中器將車輛信息、流量信息提供給交通信號(hào)控制機(jī)及控制系統(tǒng)，由公交系統(tǒng)根據(jù)車輛的線路情況與優(yōu)先請(qǐng)求，結(jié)合交通狀況給予優(yōu)先通行。

　　(4)可在公交車場(chǎng)站進(jìn)出口設(shè)置無(wú)線接收機(jī)，負(fù)責(zé)監(jiān)視車輛進(jìn)站與出站，同時(shí)公交管理系統(tǒng)可以通過(guò)該接收機(jī)向公交車輛寫入所需要的優(yōu)先等級(jí)。大型場(chǎng)站為便于駕駛員尋找指定車輛，可在各?？繀^(qū)域安裝接收機(jī)，從而對(duì)停入場(chǎng)內(nèi)的車輛實(shí)現(xiàn)定位管理，結(jié)合在途車輛的位置信息，方便車輛及駕駛員調(diào)度、排班。

　　(5)RFID無(wú)線接收機(jī)可以同時(shí)接收車載電子標(biāo)簽與無(wú)線地磁車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)，將交叉口流量檢測(cè)、公交專用道流量檢測(cè)與車輛識(shí)別與優(yōu)先一體化解決。

　　(6)車載電子標(biāo)簽還可用于車輛身份識(shí)別與管理的其它應(yīng)用，如場(chǎng)站管理、維護(hù)管理等，系統(tǒng)獲取的車輛在交叉口與車站的信息，可以用于車輛位置行程時(shí)間等信息的發(fā)布，相較于GPS，處理更加簡(jiǎn)單、性能更加穩(wěn)定、精確度也有保障。

　　2.3 解決方案的優(yōu)勢(shì)

　　(1)一體化解決方案

　　WAVE-R一體化接收機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地磁車輛檢測(cè)器、車載標(biāo)簽、車間短程通信設(shè)備等的一體化數(shù)據(jù)接收。因此可以將公交優(yōu)先、交叉口車輛檢測(cè)、公交專用道車輛檢測(cè)、路邊停車，乃至場(chǎng)站管理等功能有機(jī)整合在一起，功能強(qiáng)大，投資經(jīng)濟(jì)。

　　(2)專業(yè)化設(shè)計(jì)

　　WAVE-R 實(shí)現(xiàn)與交通控制機(jī)的國(guó)標(biāo)通信協(xié)議，并能實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化接入。

　　WAVE-R精細(xì)化設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)公交車輛(標(biāo)簽)行駛方向的準(zhǔn)確判別。

　　WAVE-R 可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，交通控制機(jī)數(shù)據(jù)與公交車輛信息可以無(wú)線交互。

　　SUPER公交優(yōu)先模塊，可以實(shí)現(xiàn)分級(jí)分布式公交優(yōu)先策略。

　　(3)可擴(kuò)展的應(yīng)用

　　本方案設(shè)計(jì)的設(shè)備，同時(shí)可以不需要重復(fù)投資實(shí)現(xiàn)以下擴(kuò)展功能

　　公交車輛身份相關(guān)的車輛管理。專用車載電子標(biāo)簽還可以用于公交車輛管理，如公交場(chǎng)站管理，公交車輛清潔消毒，調(diào)度管理等。

　　公交行程時(shí)間及位置預(yù)測(cè)。接收機(jī)獲取車輛在站點(diǎn)與交叉口的信息，以及交叉口信號(hào)控制信息，可以實(shí)現(xiàn)公交到站的行程時(shí)間及所處位置預(yù)測(cè)。對(duì)比GPS數(shù)據(jù)，處理簡(jiǎn)潔，性能更為穩(wěn)定，與精度更為準(zhǔn)確。

　　實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交通數(shù)據(jù)獲取。通過(guò)一體化接收機(jī)獲取到的無(wú)線地磁車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌握道路流量、車速、飽和度、占有率等動(dòng)態(tài)交通數(shù)據(jù)。為實(shí)時(shí)交通狀況發(fā)布、交通信號(hào)控制提供可靠保障，為交通信息化建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐