一种车辆优先通行方法及系统与流程

本发明涉及城市智能交通领域，具体涉及到一种车辆优先通行方法及系统，特别涉及到公交车辆的优先通行方法。

背景技术：

公交优先是国家交通的基本战略，其中交叉口信号灯的优先通过是公交优先中的重要措施。以往通过埋设在路段上的车辆检测器，来判别公交车辆到达，但是这种检测方式不能获取公交车辆的信息，比如公交车在这个路口是需要左转还是直行，是否需要优先，已经延迟多少时间等；另外如果公交车辆与社会车辆混行，检测器不能进行区别；检测器只能一次获取位置，公交车的动态位置不能掌握。原有车辆检测判别手段的欠缺，使得公交优先策略不能发挥最大效用。

目前，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：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；GPS技术在获取车辆信息后不能与路口单元实时交互信息，缺乏灵活性的同时增加控制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中获取车辆的有效数据而不能给予公交车辆一个准确的优先权值，使得公交优先的流程更加复杂，难以达到优先目的。

技术实现要素：

鉴于目前车辆优先策略存在的上述不足，本发明提供一种车辆优先通行方法，实现了精细化、针对性的车辆优先管理，为车辆与其他紧急车辆提 供不同等级的优先，使它们能优先获得绿灯，更快通过交叉口。

本发明提供了一种车辆优先通行方法，所述方法包括以下步骤，

接收车辆上的标签信息并进行识别；

将识别的信息发送到交通信号灯控制器；

交通信号灯控制器根据识别的信息为车辆提供绿灯优先通行；

当车辆上的标签离开识别范围后该车辆的优先通行结束。

依照本发明之原理，所述方法还包括根据接收车辆上标签的信号衰减来判断车辆的具体位置。

依照本发明之原理，所述方法还包括将识别的信息发送到读取集中设备中，所述读取集中设备通过信号转换器将识别的信息发送到交通信号灯控制器中。

依照本发明之原理，所述方法还包括在车辆标签上配备LED指示灯，所述LED指示灯接收交通信号灯控制器发送的优先通行信号并进行显示，司机根据显示的信息判断是否得到优先通行权。

依照本发明之原理，所述标签为2.4GRFID可读写电子标签，所述电子标签内设有电子编码。

依照本发明之原理，通过RFID读卡器接收所述车辆上的标签信息并进行识别，所述RFID读卡器通过天线信号衰减来判断车辆的具体位置。

依照本发明之原理，所述将识别的信息发送到RFID数据集中器中，所述RFID数据集中器与所述RFID读卡器相连，所述RFID数据集中器通过信号转换器与所述交通信号灯控制器连接。

本发明的另一面，一种车辆优先通行系统，包括标识模块、读取模块、数据储存模块和信号控制模块，所述读取模块分别与所述标识模块和数据储存模块相连，所述信号控制模块分别与所述数据储存模块和标识模块相连；

所述标识模块包括标签，所述标签位于车辆的前后玻璃的内侧，用于记录车辆的车号、线路、优先等级和车载人数；

所述读取模块用于接收标签的信息并进行识别；

所述数据储存模块接收读取模块的信息并发送到信号控制模块；

所述信号控制模块根据接收到的信息为车辆提供绿灯优先通行。

依照本发明之原理，所述标签为2.4GRFID可读写电子标签，所述电子标签设有LED指示灯。

依照本发之原理，所述读取模块为RFID读卡器，所述数据储存模块为RFID读取集中设备，所述信号控制模块为交通信号灯控制器。

本发明原理一种车辆优先通行方法，包括以下步骤：接收车辆上的标签信息并进行识别；将识别的信息发送到交通信号灯控制器；交通信号灯控制器根据识别的信息为车辆提供绿灯优先通行；当车辆上的标签离开识别范围后该车辆的优先通行结束，能够对车载标签远距离读写，能够对车辆的标签多次定位，能够与交通信号灯控制器进行交互，从而实现了精细化、针对性的车辆优先管理；具体为通过车载电子标签，能够有效、准确的识别车辆的身份、位置、优先请求等信息，通过射频通信方式，无线传输到交通信号灯控制器，来为车辆定制优先服务。改变了原有的车辆检测器无法识别车辆与线路，无法区分社会车辆与公交车辆的缺点。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明提供的一种车辆优先通行方法示意图。

图2为本发明提供的一种车辆优先通行系统示意图。

图3为本发明与常规感应控制的对比示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆， 对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及具体的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的最佳实施案例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其它实施方式。

本发明提供了一种车辆优先通行方法，如图1所示，方法包括以下步骤，

步骤S1：接收车辆上的标签信息并进行识别，首先将标签安装在车辆上，该标签为电子标签，安装在车辆前后玻璃上(内侧)，在电子标签中植入电子编码，并在电子编码上记录公交车辆的车号、线路、优先等级、车载人数等信息，电子标签优选为2.4GRFID可读写电子标签，电子标签的芯片中设有信号发射装置，能被读卡器远距离读取(读取距离100-150米，读取速度>120公里/小时)，将电子标签写入的电子编码和标识信息发射给读卡器，读卡器就可读出标识这个物体的电子编码。读卡器同时将这个电子编码传输到系统中，根据系统设定的控制程序，对目标实施监控和管理。通过RFID读卡器接收所述车辆上的标签信息并进行识别，并且RFID读卡器通过天线信号衰减来判断车辆的具体位置，RFID读卡器可以远距离接收RFID电子标签信息(读取距离100-150米，读取速度>120公里/小时)，可以同时接收超过100张电子标签，可以实时对电子标签进行数据写入；可以通过天线接收公交车辆顺序判断车辆行驶方向以及可以通过天线信号衰减，定位公交车辆所处位置范围。在本发明中RFID可读写电子标签通过RFID电子车牌技术可植入到车牌中，从而其具有快速、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。

步骤S2：将识别的信息发送到交通信号灯控制器，RFID读卡器将识别的信息发送到RFID数据集中器中，所述RFID数据集中器与所述RFID读卡器相连，所述RFID数据集中器通过信号转换器与所述交通信号灯控制器连接并将信息传递到交通信号灯控制器；RFID数据集中器能够与多台RFID读卡器之间通过2.4G射频实现无线双向通信以及能够将数据集中后与交通信号灯控制器之间进行信息交互。

步骤S3：交通信号灯控制器根据识别的信息为车辆提供绿灯优先通行，根据接收的信息不同，分辨出不同的优先等级，在车载标签上配备LED指示灯，当标签进入RFID读卡器范围内LED会提示，车辆已经进入RFID读卡器范围且被读取到；当车辆优先请求已经被处理后，LED会提示已经获得优先。LED显示能够使得驾驶员清晰了解系统工作是否正常，是否得到优先。

步骤S4：当车辆上的标签离开识别范围后该车辆的优先通行结束，也就是说当RFID读卡器接收到的车辆上的标签信息时，辨别出车辆已经获得了优先通行权并进行了优先通过路口的情况下，将获得的车辆通过路口的信息传递到交通信号灯控制器，交通信号灯控制器控制信号灯结束优先通行。在本发明中通过车载电子标签，能够有效、准确的识别车辆的身份、位置、优先请求等信息，通过射频通信方式，无线传输到交通信号灯控制器，来为车辆定制优先服务。改变了原有的用车辆检测器的方式时，无法识别车辆与线路，无法区分社会车辆与优先通行车辆的缺点；而且本发明中的车载电子标签可以在读取范围内被多次定位，使得车辆的位置信息更加明确，能够提供更加精确的优先方式；电子标签内可以通过读卡器实时写入车辆的时刻表与延误时间、车载人数等信息，可以动态的调整车辆的优先需求等级；所有设备间均通过无线方式通信，建设中可以不用进行综合布线等土建工程；设备间通信为免费通信，不需要额外支出无线通信费用。

本发明中RFID读卡器将识别的信息还可以发送到公交调度中心，从而可以实现公交与公交调度中心、公交与路旁RFID读写设备(包括RFID读卡器、RFID数据集中器)之间的短距离通信及数据传输，将采集到的公交数据或车载计算机处理后的公交异常信息实时、可靠地传送给公交调度中心；将中心处理后的公交数据与路口信号控制模块进行交互，为路口信号控制模块制定公交优先方案传输必要数据。其中，上传到公交调度中心数据保存在数据库中，可以方便进行查询，为后续的车辆优先通行提供决策依据。

在本发明中通信链路具体如下，车载电子标签与公交调度中心通信(或上行链路)。站台读写单元对所有进入站台通信区域车载电子标签进行权限校 验和信息读取，再通过无线网络将数据实时传送到公交调度管理中心。然后公交调度中心与路口信号控制模块通信(或下行链路)。中心给予优先申请公交车辆的优先权值并整合相应的运营信息再发送至车载电子标签，利用路口与站点读写器的双向通信将相应信息传送至路口信号控制模块，为其制定公交优先控制方案做好准备。路口信号控制模块与站点RFID读写单元通信(写入优先方案)。路口制定公交优先控制方案后，通过读写器的双向通信将优先策略写入车载电子标签。路口RHD读写单元与车载电子标签通信(执行优先方案)。根据优先方案，公交可以使用驻站策略或者公交出站对其进行速度引导(加减速)并配合已优化的信号配时控制参数，可使车辆适时不停车到达并通过交叉口。其中路口信号控制模块包括识模块1、读取模块2、数据储存模块3和信号控制模块4。

本发明中的车辆优先通行方法特别适合公交车辆的运营管理，能使公交车辆在需要优先获得通行的情况下，得到所需要的优先通行权，但是本发明的方法并不限于公交车辆的优先通行，也适合其他需要优先通行的车辆，例如急救车辆等，只需要在需要优先通行权的车辆上安装电子标签，就可以通过识别电子标签就可以获得优先通行权。

以下举出公交车的优先通行方法实施例，但是并不限于本实施例，一种公交车辆优先通行方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S1：接收公交车辆上的RFID电子标签信息并进行识别，首先将RFID电子标签安装在公交车辆的前后玻璃的内侧上，也就是说首先在公交车辆上安装RFID电子标签，用于记录公交车辆的车号、线路、优先等级、车载人数等信息，RFID电子标签具有LED显示灯，当进入检测区域被检测到后会闪烁指示。通过RFID读卡器接收公交车辆上的RFID电子标签的信息，RFID读卡器可以与电子标签之间进行信号传递，根据接收的信息判断该公交车辆的优先通行等级，在公交车辆行驶的路段距离停车线100米处左右安装RFID读卡器，RFID读卡器具有双向天线，一个指向停车线，一个指向公交车辆驶来方向，调节读卡器范围使得指向停车线的天线接收范围到停车线为止，在正常 的情况下路口一般具有四向通行，因此在一个四方向交叉口需要安装四套RFID读写器，分别判断不同方向的公交车辆，通过电子标签的信号衰减判断公交车辆的具体位置；本发明中RFID读卡器发出射频信号，从而启动电子标签7芯片中的发射装置，将电子标签7写入的电子编码和标识信息发射到RFID读卡器，从而实现了RFID读卡器接收电子标签信息。

步骤S2；将识别的信息发送到交通信号灯控制器；将识别的信息首先发送到RFID数据集中器，在交叉口处安装一台RFID数据集中器并与路口上的四个RFID读卡器实现无线通信，将四个读卡器数据汇总到一起，再通过信号转换器连接到交通信号灯控制器，具体的为当配备电子标签的公交车辆进入到RFID读卡器范围内，RFID读卡器读到标签车辆信息，并判断车辆的行驶方向与具体位置，将这些信息通过无线方式发送给路口的RFID数据集中器。集中器将各个读卡器数据汇总后，发送给交通信号灯控制器。

步骤S3：交通信号灯控制器根据识别的信息为公交车辆提供绿灯优先通行，当公交车辆的电子标签进入RFID读卡器范围内，电子标签上的LED会提示车辆已经进入RFID读卡器范围且被读取到；当公交车辆优先请求已经被处理后，LED会提示已经获得优先。LED显示能够使得驾驶员清晰了解系统工作是否正常，是否得到优先。

步骤S4：当公交车辆上的标签离开识别范围后该公交车辆的优先通行结束；也就是说在公交车辆获得优先通行权之后，并且公交车辆上的电子标签离开RFID读卡器识别范围后，确认公交车辆的优先通行结束，RFID读卡器把识别后的结果发送到RFID数据集中器，RFID数据集中器再通过信号转换器把数据发送到交通信号灯控制器，交通信号灯控制器根据接收到的信息并作出该公交车辆优先通行结束，控制交通信号灯从绿色变为红色，结束优先通行。

采用本发明的方法与常规感应控制的公交延误对比数据如图3所示，并与常规基于线圈检测的单点感应控制模型进行测试和对比，文中选取不同交通流量(在200～1 800veh/h之间以200veh/h为间隔)，分别对应O.1到0.9的饱和度，流量涵盖了低饱和度、中饱和度和高饱和度的车流量情况， 以确保实验的完整性和可靠性。这里以交叉口总延误最小为目标函数，两种模型优化后得出的公交车辆的效益对比。

从图3中可以看出对比常规感应控制，通过引导策略，公交车辆的车均延误整体改善显著，交通流处于低饱和状态时，公交延误的降幅比较明显，大约减少55％的延误，随着饱和度的增加，公交延误降低幅度相对较小，但降低幅度仍在30％以上，有效地提高了绿灯时间利用率。

本发明的另一面，提供一种车辆优先通行系统，如图2所示，该系统包括标识模块1、读取模块2、数据储存模块3和信号控制模块4，所述读取模块2分别与所述标识模块1和数据储存模块3相连，所述信号控制模块4分别与所述数据储存模块3和标识模块1相连；

所述标识模块1包括标签，所述标签位于车辆的前后玻璃的内侧，用于记录车辆的车号、线路、优先等级和车载人数；

所述读取模块2用于接收标签的信息并进行识别；

所述数据储存模块3接收读取模块2的信息并发送到信号控制模块4；

所述信号控制模块4根据接收到的信息为车辆提供绿灯优先通行。

在本发明的系统中还包括信号转换器模块5，信号转换器模块5包括信号转换器6，该信号转换器6用于将数据储存模块3的数据发送到信号控制模块4上。本发明的系统中标识模块1安装在车辆上，用于记录车辆的车号、线路、优先等级和车载人数；读取模块2安装在路口，用来接收标识模块1的信息并进行识别，并把识别的信息传送到数据储存模块3，数据储存模块3接收读取模块2的信息并发送到信号控制模块4，信号控制模块4根据接收到的信息为车辆提供绿灯优先通行；从而实现了能够对车载标签远距离读写，能够对车辆的标签多次定位，能够与交通信号灯控制器进行交互，从而实现了精细化、针对性的车辆优先管理；具体为通过车载电子标签，能够有效、准确的识别车辆的身份、位置、优先请求等信息，通过射频通信方式，无线传输到交通信号灯控制器，来为车辆定制优先服务。改变了原有的车辆检测器无法识别车辆与线路，无法区分社会车辆与公交车辆的缺点。

在本发明一可选的实施案例中，标签为2.4GRFID可读写电子标签7，电子标签7设有LED指示灯，在电子标签7内设置有识别车辆的电子编码，当要对车辆进行识别时，与系统连接的读取模块2发出的射频信号，启动电子标签7芯片中的发射装置，将电子标签7写入的电子编码和标识信息发射到读取模块2，读取模块2就可读出标识车辆的电子编码。读取模块2同时将这个电子编码传输到系统中，根据系统设定的控制程序，对目标车辆实施监控和管理。

在本发明一可选的实施案例中，读取模块2为RFID读卡器，所述数据储存模块3为RFID读取集中设备，所述信号控制模块4为交通信号灯控制器，通过RFID读卡器识别并读取电子标签7的信息并传递到RFID读取集中设备，RFID读取集中设备再通过信号转换器模块5把信息传递到交通信号灯控制器，再通过交通信号灯控制器来控制交通信号灯，从而实现了该系统对目标车辆实施监控和管理，并能根据车辆上的电子标签的信息，实现了需要优先通行车辆的优先通行。

本发明原理一种车辆优先通行方法，包括以下步骤：接收车辆上的标签信息并进行识别；将识别的信息发送到交通信号灯控制器；交通信号灯控制器根据识别的信息为车辆提供绿灯优先通行；当车辆上的标签离开识别范围后该车辆的优先通行结束，能够对车载标签远距离读写，能够对车辆的标签多次定位，能够与交通信号灯控制器进行交互，从而实现了精细化、针对性的车辆优先管理；具体为通过车载电子标签，能够有效、准确的识别车辆的身份、位置、优先请求等信息，通过射频通信方式，无线传输到交通信号灯控制器，来为车辆定制优先服务。改变了原有的车辆检测器无法识别车辆与线路，无法区分社会车辆与公交车辆的缺点。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技 术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施案例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。