一种基于车路协同技术的公交优先交通信号控制系统的制作方法

本实用新型涉及交通控制技术领域，具体的说涉及基于一种基于车路协同技术的公交优先交通信号控制系统。

背景技术：

随着城市的发展，城市道路日益拥挤，公共交通已成为人们出行的重要交通工具，因此公共交通的优先控制技术也逐渐为人们重视起来。

但是目前的公交优先控制没有涉及到车路协同技术，通常采用的是在进口道设置回授线或设置锯齿形公交优先进口道的方式，加上公交优先智能信号控制来实现交叉口公交优先，减少车辆在交叉口的延误时间。这些都属于公交优先的静态治理方案，因没有实时监测公交车的运行态势，公交优先控制往往会与实际运行效果有偏差，甚至可能会引起交通混乱。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题在于提供了一种基于车路协同技术的公交优先交通信号控制系统。

为解决上述技术问题，本实用新型通过以下方案来实现：一种基于车路协同技术的公交优先交通信号控制系统，其特征在于：包括车载单元、路侧单元、交通信号控制平台、交通信号控制机、4g控制平台；

所述车载单元安装于公交车上，用于采集公交车的gps位置信息；

所述路侧单元设置在路边，与所述车载单元通过微波通讯，用于获取车型信息、分析公交车的车速，并将车型信息、车速信息传输给交通信号控制平台；

所述交通信号控制平台用于分析路侧单元的上传数据，并生成公交优先的控制信号及引导信号；

所述交通信号控制机用于接收交通信号控制平台的控制信号来控制交通信号灯；

所述4g控制平台用于接收交通信号控制平台的车速引导信号，车载单元自动获取车速引导信号后通过音频模块播报。

进一步的，所述车载单元采用差分gps技术来实现精准定位；所述路侧单元、交通信号控制平台通过光纤网络连接；所述交通信号控制平台与交通信号控制机、4g控制平台通过rs232连接。

进一步的，所述路侧单元包括微波通讯模块和数据处理模块，其设置在距离交叉口停车线500m～1000m位置处。

进一步的，所述交通信号控制平台内设有数据接收模块及数据处理模块，所述交通信号控制机内设有数据接收模块及控制模块。

进一步的，所述车载单元基于数据订阅模式，以消息总线的方式自动获取4g控制平台的车速引导信号。

进一步的，该控制系统还包括与所述交通信号控制平台网络连接的车载工控机，所述工控机内设有数据接收模块及显示模块。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型加入车载单元与路侧单元等元素，利用车载单元的精确定位功能、车载单元与路侧单元之间的微波通讯链路，实现了公交“车”与“路”侧设备的协同工作。

2.本实用新型交通信号控制平台通过获取公交车的速度信号及交通信号灯信号，处理后生成控制信号和车速引导信号，生成的车速引导信息通过车载单元的音频模块以语音播报的方式提醒公交驾驶员，控制信号通过控制交通灯的时间，通过两者的联动作用，大幅度提高了司机的驾驶体验与公交车辆的通行效率。

附图说明

图1为本实用新型控制系统的结构框图；

附图中：1、车载单元，2、路侧单元，3、交通信号控制平台，4、交通信号控制机，5、4g控制平台，6、交通信号灯，7、音频模块，8、车载工控机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参照附图1，本实用新型的一种基于车路协同技术的公交优先交通信号控制系统，包括车载单元1、路侧单元2、交通信号控制平台3、交通信号控制机4、4g控制平台5；其中，所述路侧单元2、交通信号控制平台3通过光纤网络连接；所述交通信号控制平台3与交通信号控制机4、4g控制平台5通过rs232连接。

车载单元1安装于公交车上，用于采集公交车的gps位置信息，车载单元1采用差分技术(dgps)来实现gps坐标的精准定位，可克服高层障碍物的阻隔，将定位误差缩小到1米左右，并提升定位速度，实现对公交运行全过程的动态监测、跟踪和实时分析。

路侧单元2包括微波通讯模块和数据处理模块，本实用新型优选实施例的路侧单元2设置在距离交叉口停车线1000m位置处，与车载单元1通过微波通讯，用于获取车型信息、分析公交车的车速，并将车型信息、车速信息传输给交通信号控制平台3；将车载单元1两次gps定位数据的坐标差值转化为距离，除以时间差δt，即可得到当前公交车速。

交通信号控制平台3内设有数据接收模块及数据处理模块，能够分析路侧单元2的上传数据，并生成公交优先的控制信号及车速引导信号方案；还能接收交通信号灯6（红灯、绿灯）的断、开情况，包括是否断开，断开时间等。

所述交通信号控制机4内设有数据接收模块及控制模块，用于接收交通信号控制平台3的控制信号来控制交通信号灯6。

所述4g控制平台5用于接收交通信号控制平台3的车速引导信号，车载单元1基于数据订阅模式，以消息总线的方式自动获取4g控制平台5的车速引导信号，然后通过音频模块7播报，提醒驾驶员。

为使公交车到达交叉口停车线时，无需等待而直接通过（即无停车延误）或减少停车延误，交通信号控制平台3根据公交车速及交通信号灯的情况作出公交优先的控制方案和车速引导方案：1、假设公交车到达路侧单元2时，当前灯色为红灯，需要对信号灯采取红灯早断策略，红灯早断的时间值可以是一个固定值，比如5秒；也可以是一个计算值。2、假设当前灯色是绿灯，根据绿灯剩余时间gs和公交车离交叉口的距离δd（本实用新型优选为1000m），得到刚好通过交叉口的临界速度vc=δd/gs，如果vc≤vmin说明公交车恒可通过交叉口；如果vc∈[vmin，vmax]，则无需改变灯色，直接通过车载单元1对公交车实施车速引导（提醒司机驾驶速度必须要超过vc）即可；而如果vc≥vmax说明公交车不能在剩余绿灯时间内通过，需要对信号灯采取绿灯延长策略，同样，绿灯延长的时间值可以是一个固定值，也可以是一个计算值。

需要说明的是，vmin、vmax分别为采用大数据分析得出的公交车通过该交叉路口的最小速度和最大速度。

本实用新型的控制系统还包括车载工控机8（与交通信号控制平台3通过4g网络连接），车载工控机8内设有数据接收模块及显示模块，数据接收模块用于同步接收车速引导信号及交通灯信号，并通过显示模块显示出来，例如，当公交车到达路侧单元2时，当前灯色为红灯，界面显示红灯断掉的倒计时，进一步提升驾驶员的驾驶体验。

需要说明的是，交叉口各方向路侧单元2对区域内的公交信号扫描，对最先进入的公交车实施公交优先信号控制或以公交数量为基准，数量较多的方向优先控制；公交优先方案可包含于多时段运行方案之中，早晚高峰(如7:00-9:00、17:00-19:00)运行公交优先方案，其余时段采取预设方案。

综上，本实用新型的控制系统通过对交通信号控制和车速引导的联动作用，减少了公交车辆在交叉口的停车延误时间，大幅度提高了公交车辆的通行效率，节约了民众的出行时间。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。