基于RFID的智能公交优先与管理方案

　　1 背景与需求

　　近年来, 随着国民经济的快速发展, 大城市人口高度集中并大幅增长, 交通需求迅速扩大, 导致我国许多大中城市面临的交通压力越来越大。借鉴国内外解决城市交通问题的经验, 优先发展公共交通是解决城市交通问题的必由之路。调查分析表明, 城市中产生交通拥堵及延误的主要原因是交叉口的设计或信号配时等不合理。因此, 研究降低公交车辆在信号交叉口的延误显得尤为重要。统计数据表明, 如果不在道路信号交叉口信号控制中体现公交优先, 即使设有公交专用进口道, 公交车在交叉口的延误减少的也不明显(统计数据表明仅节省8%左右)。 所以何如更加有效的利用信号控制系统给公交车辆日常运行提供优先路权保障，是目前亟待解决的功能需求和急需突破的技术瓶颈。

　　有源RFID电子标签技术以及专用短程通信技术(DSRC)等，在车辆身份识别、车路通信等方面提供了可靠、可行的解决方案，通过电子标签与短程专用通信技术，可以将交通控制机及系统、公交站点及系统、公交车辆等有机的联系起来，利用物联网技术构建一个车路协同环境，可以实现功能强大而又结构简单的公交优先。

　　2 系统简介

　　2.1 系统功能

　　控制系统对公交车辆与紧急车辆实现不同等级与策略的优先通行控制。

　　利用RFID地磁检测器实现交叉口与公交专用道车辆数据检测，RFID接收机为一体化设计，可以同时读取车辆检测器与车载电子标签数据。

　　可实现智能化公交车辆进出场站管理，便于公交调度。

　　电子站牌到站预告功能，该功能可拓展至乘客手机APP端，在出行前通过手机端提示的车辆到站信息，合理安排出行时间，减少不必要的等待时间。

　　拓展：针对救护、警用、消防等一些特勤车辆，开辟一级优先通行权，确保这些特殊车辆能快速到达指定目的地，以确保人民生命财产安全。

　　2.2 系统结构

　　系统主要由RFID有源车载电子标签、RFID地磁车辆检测器、RFID一体化接收机、数据集中器组成，配合交通信号控制系统及公交管理系统实现。

　　主要结构与方案如下(具体的功能与结构根据实际情况有所区别、增减)：

　　(1)每辆公交车与紧急车辆配备专用RFID有源电子标签一张，固定在车辆驾驶舱内侧。该标签搭载车辆、驾驶员、线路以及优先信息，可以远程被RFID接收机读取或写入。

　　(2)在停车线前端150米处设置双向天线RFID无线接收机，接收机的接收范围为150米，公交车辆在300米处第一次被识别，进入150米内再次被确认(确认优先等级)，进入接收机范围20米内启动优先信号。WAVE-R接收机可以自动识别车辆的行驶方向，确保只有进入交叉口的公交车辆获取优先。

　　(3)接收机将获取到的车辆信息与道路流量信息一并传送给路口数据集中器，再由数据集中器将车辆信息、流量信息提供给交通信号控制机及控制系统，由公交系统根据车辆的线路情况与优先请求，结合交通状况给予优先通行。

　　(4)可在公交车场站进出口设置无线接收机，负责监视车辆进站与出站，同时公交管理系统可以通过该接收机向公交车辆写入所需要的优先等级。大型场站为便于驾驶员寻找指定车辆，可在各停靠区域安装接收机，从而对停入场内的车辆实现定位管理，结合在途车辆的位置信息，方便车辆及驾驶员调度、排班。

　　(5)RFID无线接收机可以同时接收车载电子标签与无线地磁车辆检测器数据，将交叉口流量检测、公交专用道流量检测与车辆识别与优先一体化解决。

　　(6)车载电子标签还可用于车辆身份识别与管理的其它应用，如场站管理、维护管理等，系统获取的车辆在交叉口与车站的信息，可以用于车辆位置行程时间等信息的发布，相较于GPS，处理更加简单、性能更加稳定、精确度也有保障。

　　2.3 解决方案的优势

　　(1)一体化解决方案

　　WAVE-R一体化接收机，可以实现对地磁车辆检测器、车载标签、车间短程通信设备等的一体化数据接收。因此可以将公交优先、交叉口车辆检测、公交专用道车辆检测、路边停车，乃至场站管理等功能有机整合在一起，功能强大，投资经济。

　　(2)专业化设计

　　WAVE-R 实现与交通控制机的国标通信协议，并能实现电子标签数据的标准化接入。

　　WAVE-R精细化设计可以实现公交车辆(标签)行驶方向的准确判别。

　　WAVE-R 可以实现无线通信，交通控制机数据与公交车辆信息可以无线交互。

　　SUPER公交优先模块，可以实现分级分布式公交优先策略。

　　(3)可扩展的应用

　　本方案设计的设备，同时可以不需要重复投资实现以下扩展功能

　　公交车辆身份相关的车辆管理。专用车载电子标签还可以用于公交车辆管理，如公交场站管理，公交车辆清洁消毒，调度管理等。

　　公交行程时间及位置预测。接收机获取车辆在站点与交叉口的信息，以及交叉口信号控制信息，可以实现公交到站的行程时间及所处位置预测。对比GPS数据，处理简洁，性能更为稳定，与精度更为准确。

　　实时动态交通数据获取。通过一体化接收机获取到的无线地磁车辆检测器数据，实时掌握道路流量、车速、饱和度、占有率等动态交通数据。为实时交通状况发布、交通信号控制提供可靠保障，为交通信息化建设提供数据支撑