1 背景與需求

　　近年來, 隨著國民經濟的快速發(fā)展, 大城市人口高度集中并大幅增長, 交通需求迅速擴大, 導致我國許多大中城市面臨的交通壓力越來越大。借鑒國內外解決城市交通問題的經驗, 優(yōu)先發(fā)展公共交通是解決城市交通問題的必由之路。調查分析表明, 城市中產生交通擁堵及延誤的主要原因是交叉口的設計或信號配時等不合理。因此, 研究降低公交車輛在信號交叉口的延誤顯得尤為重要。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明, 如果不在道路信號交叉口信號控制中體現(xiàn)公交優(yōu)先, 即使設有公交專用進口道, 公交車在交叉口的延誤減少的也不明顯(統(tǒng)計數(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控制系統(tǒng)給公交車輛日常運行提供優(yōu)先路權保障，是目前亟待解決的功能需求和急需突破的技術瓶頸。

　　有源RFID電子標簽技術以及專用短程通信技術(DSRC)等，在車輛身份識別、車路通信等方面提供了可靠、可行的解決方案，通過電子標簽與短程專用通信技術，可以將交通控制機及系統(tǒng)、公交站點及系統(tǒng)、公交車輛等有機的聯(lián)系起來，利用物聯(lián)網技術構建一個車路協(xié)同環(huán)境，可以實現(xiàn)功能強大而又結構簡單的公交優(yōu)先。

　　2 系統(tǒng)簡介

　　2.1 系統(tǒng)功能

　　控制系統(tǒng)對公交車輛與緊急車輛實現(xiàn)不同等級與策略的優(yōu)先通行控制。

　　利用RFID地磁檢測器實現(xiàn)交叉口與公交專用道車輛數(shù)據(jù)檢測，RFID接收機為一體化設計，可以同時讀取車輛檢測器與車載電子標簽數(shù)據(jù)。

　　可實現(xiàn)智能化公交車輛進出場站管理，便于公交調度。

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

　　拓展：針對救護、警用、消防等一些特勤車輛，開辟一級優(yōu)先通行權，確保這些特殊車輛能快速到達指定目的地，以確保人民生命財產安全。

　　2.2 系統(tǒng)結構

　　系統(tǒng)主要由RFID有源車載電子標簽、RFID地磁車輛檢測器、RFID一體化接收機、數(shù)據(jù)集中器組成，配合交通信號控制系統(tǒng)及公交管理系統(tǒng)實現(xiàn)。

　　主要結構與方案如下(具體的功能與結構根據(jù)實際情況有所區(qū)別、增減)：

　　(1)每輛公交車與緊急車輛配備專用RFID有源電子標簽一張，固定在車輛駕駛艙內側。該標簽搭載車輛、駕駛員、線路以及優(yōu)先信息，可以遠程被RFID接收機讀取或寫入。

　　(2)在停車線前端150米處設置雙向天線RFID無線接收機，接收機的接收范圍為150米，公交車輛在300米處第一次被識別，進入150米內再次被確認(確認優(yōu)先等級)，進入接收機范圍20米內啟動優(yōu)先信號。WAVE-R接收機可以自動識別車輛的行駛方向，確保只有進入交叉口的公交車輛獲取優(yōu)先。

　　(3)接收機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控制機及控制系統(tǒng)，由公交系統(tǒng)根據(jù)車輛的線路情況與優(yōu)先請求，結合交通狀況給予優(yōu)先通行。

　　(4)可在公交車場站進出口設置無線接收機，負責監(jiān)視車輛進站與出站，同時公交管理系統(tǒng)可以通過該接收機向公交車輛寫入所需要的優(yōu)先等級。大型場站為便于駕駛員尋找指定車輛，可在各?？繀^(qū)域安裝接收機，從而對停入場內的車輛實現(xiàn)定位管理，結合在途車輛的位置信息，方便車輛及駕駛員調度、排班。

　　(5)RFID無線接收機可以同時接收車載電子標簽與無線地磁車輛檢測器數(shù)據(jù)，將交叉口流量檢測、公交專用道流量檢測與車輛識別與優(yōu)先一體化解決。

　　(6)車載電子標簽還可用于車輛身份識別與管理的其它應用，如場站管理、維護管理等，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間等信息的發(fā)布，相較于GPS，處理更加簡單、性能更加穩(wěn)定、精確度也有保障。

　　2.3 解決方案的優(yōu)勢

　　(1)一體化解決方案

　　WAVE-R一體化接收機，可以實現(xiàn)對地磁車輛檢測器、車載標簽、車間短程通信設備等的一體化數(shù)據(jù)接收。因此可以將公交優(yōu)先、交叉口車輛檢測、公交專用道車輛檢測、路邊停車，乃至場站管理等功能有機整合在一起，功能強大，投資經濟。

　　(2)專業(yè)化設計

　　WAVE-R 實現(xiàn)與交通控制機的國標通信協(xié)議，并能實現(xiàn)電子標簽數(shù)據(jù)的標準化接入。

　　WAVE-R精細化設計可以實現(xiàn)公交車輛(標簽)行駛方向的準確判別。

　　WAVE-R 可以實現(xiàn)無線通信，交通控制機數(shù)據(jù)與公交車輛信息可以無線交互。

　　SUPER公交優(yōu)先模塊，可以實現(xiàn)分級分布式公交優(yōu)先策略。

　　(3)可擴展的應用

　　本方案設計的設備，同時可以不需要重復投資實現(xiàn)以下擴展功能

　　公交車輛身份相關的車輛管理。專用車載電子標簽還可以用于公交車輛管理，如公交場站管理，公交車輛清潔消毒，調度管理等。

　　公交行程時間及位置預測。接收機獲取車輛在站點與交叉口的信息，以及交叉口信號控制信息，可以實現(xiàn)公交到站的行程時間及所處位置預測。對比GPS數(shù)據(jù)，處理簡潔，性能更為穩(wěn)定，與精度更為準確。

　　實時動態(tài)交通數(shù)據(jù)獲取。通過一體化接收機獲取到的無線地磁車輛檢測器數(shù)據(jù)，實時掌握道路流量、車速、飽和度、占有率等動態(tài)交通數(shù)據(jù)。為實時交通狀況發(fā)布、交通信號控制提供可靠保障，為交通信息化建設提供數(shù)據(jù)支撐