[发明专利]基于RFID车载电子标签的公交信号优先控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种交通信号控制技术，特别涉及一种基于RFID车载电子标签的公交信号优先控制方法。 

背景技术

公交信号优先是解决城市交通拥堵等问题的主要手段，其实现是以公交车辆检测技术提供的信息为基础。而线圈检测技术和GPS检测技术在已有的公交优先方案应用较为广泛，但在实际应用过程中，仍存在一些不足，主要体现在：1）线圈检测技术只在道路的固定断面对公交车辆进行检测而无法在路段上对车辆进行检测与监控；2）GPS技术在实际应用中，获取车辆信息后不能与路口单元实时交互信息，缺乏灵活性的同时加大中心优先算法的复杂度。此外，在道路资源匮乏的情况下，如何分配优先权也亟需解决，现有的公交信号优先系统中公交系统与交通信号系统分离，交通信号系统因无法及时从公交系统获取有效车辆数据而不能给予公交车辆一个准确有效的优先权值，使得公交优先的流程更加复杂，难以达到优先目的。 

随着车路协同技术的发展，如RFID电子车牌技术，其具有快速、准确、非接触式识别、通信稳定可靠等特点，能弥补线圈检测和GPS检测的不足，使得面向个体车辆的检测更加精细化。通过其构建车路通信环境，在公交与调度中心、公交与路旁RFID读写设备之间进行信息交互，可为RFID车载电子标签写入优先策略，引导公交车辆适时到达并通过交叉口，实现对公交车辆的优先控制与安全行驶服务。 

鉴于此，本发明以RFID电子标签为信息中介，建立公交信号优先的信息交互原理，提出基于引导的公交信号优先策略，设计与实现一个实用、高效的优先控制模型。 

发明内容

本发明是针对传统车辆检测技术使得现有公交信号优先控制系统只能被动适应交通流的问题，提出了一种基于RFID车载电子标签的公交信号优先控制方法，以RFID电子标签为信息中介，建立公交信号优先的信息交互原理，以使现有公交信号优先控制系统实现从被动适应交通流到主动引导交通流的转变，能最大限度地减少公交车辆在交叉口的车均延误与平均停车次数，提高绿灯时间利用率，设计与实现一个有用的、实用的基于引导的优先控制模型。 

本发明的技术方案为：一种基于RFID车载电子标签的公交信号优先控制方法，具体包括如下步骤： 

1）在公交站台及交叉口进口道停车线前50-100米安装RFID读写器，公交车辆上安装电子标签为车载单元，路口读写单元与站点读写单元可双向通信；

2）公交信号优先控制包括公交相位绿灯请求、优先控制方案的求解和优先控制方案的执行，由单点控制层中的路口信号控制器和路口RFID读写器组成路口RSU，与站台RFID读写器组成站点OBU共同实现，具体控制如下：

公交相位绿灯请求：当安装有电子标签的公交车辆进入站台通信区域，OBU自动识别所有车辆信息及优先请求，通过GPRS无线网络将车辆信息实时传送到网络控制层的公交调度管理中心，中心根据优先权判断规则给予相应公交车辆一个优先级 ，并记录至公交的电子标签；

优先策略的求解：路口RSU中路口RFID读写器通过与OBU的信息交互可提前获取与记录获取高优先级公交车辆信息，结合当前交通流和信号状态，为站点公交制定速度引导、驻站控制和信号配时策略；

优先方案的执行：OBU通过与RSU的通信获取当前优先策略并写入公交的电子标签，公交依据优先策略通过交叉口，以减少延误与停车次数；

3）优先策略：

a）假设以最基础的两进道交叉口为模型，由两条单行道组成交叉口，公交车站台所在单行道为进口道1，交叉口另一单行道为进口道2，以公交相位的红灯时间、绿灯时间和请求绿灯延长总和时间为一个控制时段，且以公交相位红灯亮起时刻作为初始参照点，则当公交行驶相位红灯亮起时，交叉口进口道1的车辆将会排队累积，待绿灯亮起排队车辆将逐渐消散，将红灯时间和绿灯时间从红灯开始分成A、B、C、D四个时间段，对应的时间点分别为：

 = [L]/

 = [L]/

 = CL/

 = CL/

其中、分别为在引导策略行驶的最大速度和最小速度；分别为公交从初速度零行驶至最大速度和最小速度时相应的加速度；为公交所在车道排队单个车辆的长度；排队状态下两车的安全间距；S为进口道的饱和流量；为进口道对着的红灯时长；进口道1的车辆到达率，即单位时间内到达进口道停车线的车辆数；C为交叉口周期时长；请求绿灯延长时间；L为公交站台与所在进口道停车线的距离；