一种公交优先控制系统

本实用新型属于智能交通控制领域，尤其是涉及一种公交优先控制设备。

公交车作为公共交通工具，为人们的绿出行做出了重要贡献，但是现有的 公交车必须与私家车遵循相同的信号灯控制，对于中心城区，前后交叉口的 距离短，公交车经常因等信号灯而造成延误，使公交专用道的空间优先效果 不明显。为了优化城市道路交通结构，提高公共交通通行效率，方便市民出 行，亟需一种为公交车提供信号优先通行的控制系统。

本实用新型要解决的问题是提供一种公交优先控制系统，保障公共交 通路权优先，提高公共交通的准点率和运行速度，改善公共交通通达性和便 捷性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种公交优先控 制系统，包括车载设备和交叉口设备，车载设备包括GPS、车载主机和OBU， GPS连接车载主机，车载主机与OBU通信，OBU用于获取车载主机内的车辆 信息，交叉口设备包括RSU和优先申请接入设备，RSU与OBU通信且用于获 取OBU内的车辆信息，RSU还用于将车辆信息传送至优先申请接入设备中， 优先申请接入设备用于根据接收到的车辆信息发出优先控制信号，其连接信 号控制器并将优先控制信号传送至信号控制器中，信号控制器连接信号灯并 根据优先控制信号灯的显示状态。

其中，OBU内置有Zigbee信号发射设备，RSU内置有Zigbee接收设备， OBU和RSU通过Zigbee无线传输通信，Zigbee接收设备与优先申请接入设 备通信。

本公交优先控制系统还包括车辆检测单元，车辆检测单元设置于优先申 请接入设备与车载设备之间，用于生成车辆检测信息，并将车辆检测信息传 送至优先申请接入设备。

进一步，车辆检测单元包括粘贴于公交车的前方的内置有车辆ID信息 的RFID电子标签，以及设置于交叉口处的RFID读写器，RFID读写器与优先 申请接入设备通信。

其中，优先申请接入设备通过交换机连接至公交优先管理平台，公交优 先管理平台包括实时监视模块、数据统计分析模块和设备信息管理模块，实 时监控模块采用GIS地图显示全局监视画面或单路口监视画面，数据统计分 析模块用于对实时监控模块的监控数据进行分析与统计，并生成分析统计结 果，设备信息管理模块用于交叉口设备状态以及参数的管理。

进一步，公交优先管理平台还对接有用于获取信号灯态以及配时信息的 信号控制平台、用于获取拥堵态势信息的交通流采集分析平台、用于获取相 关路段视频的视频平台、用于输出公交运行时刻，车次，优化效果及流量信 息的大数据平台。

进一步，车载主机接入无线通信网络，OBU和车载主机之间通过局域网 相连，车载主机内设置有位于局域网和无线通信网络之间的网桥。从而将车 载主机作为一个网关，OBU就可以直接通过车载主机的无线通讯设备连接至 网络。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、车载设备与交叉口设备的通信实现公交优先控制，通过OBU与RSU 之间的信息交互实现了车辆信息的传送，而优先申请接入设备则采用优先申 请机制，根据获取的车辆信息判断是否优先通行，并生成优先控制信号，进 而将优先控制信号传送至信号控制器中实现信号灯优先信号的执行；

2、采用基于Zigbee技术的无线数传网络完成数据通信，功耗低、时延 短、网络容量大、可靠安全；

3、通过公交优先管理平台实现了基于GIS地图的全局以及单路口的监 视功能、对交叉口设备状态以及参数的管理功能、基于实时和历史数据的统 计分析功能；

4、公交优先管理平台对接多个信息平台，充分利用了公交优先管理平 台生成的分析统计结果，并利用其它信息平台提供的数据进一步优化公家优 化管理平台的设备信息管理功能。

图1是本实用新型的结构框图

图2是本实用新型网络拓扑示意图

图3是OBU远程升级维护网络拓扑示意图

图中：1-车载设备，2-交叉口设备，3-GPS，4-车载主机，5-OBU，6-RSU， 7-优先申请接入设备，8-信号控制器，9-信号灯，10-Zigbee信号发射设备， 11-Zigbee接收设备，12-车辆检测单元，13-RFID电子标签，14-RFID读写 器，15-交换机，16-公交优先管理平台，17-实时监视模块，18-数据统计分 析模块，19-设备信息管理模块，20-信号控制平台，21-交通流采集分析平 台，22-视频平台，23-大数据平台，24-客户端服务器，15-FTP服务器

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1所示，一种公交优先控制系统，包括车载设备1和交叉口设备2， 车载设备1包括GPS3、车载主机4和OBU5，GPS3连接车载主机4，车载主 机4与OBU5通信，OBU5用于获取车载主机4内的车辆信息，交叉口设备2 包括RSU6和优先申请接入设备7，RSU6与OBU5通信且用于获取OBU5内的 车辆信息，RSU6还用于将车辆信息传送至优先申请接入设备7中，优先申请 接入设备7用于根据接收到的车辆信息发出优先控制信号，其连接信号控制 器8并将优先控制信号传送至信号控制器8中，信号控制器8连接信号灯9 并根据优先控制信号灯9的显示状态。

车载设备1经专用通信信道，向交叉口设备2上报数据。数据包含车辆 的当前位置，当前运行速度，预计到达路口的时间，以及当前的行进方向。 交叉口设备2收到数据后，对数据进行分析处理，就是否需要优先通行做出 判定，如需要优先通信则发出优先控制信号，并通过I/O接口将优先控制信 号发送至信号控制器8。信号控制器8会根据当前信号灯9的剩余时间，公 交预计到达路口的剩余秒数，智能调度当前信号灯9的剩余秒数，信号控制 器8通过请求本相位绿灯延长或者其他相位的红灯缩短等策略，一定程度上 保证公交到达路口时，可以绿灯通行，无需停靠。

现有的公交车上均安装有GPS定位系统，本实用新型利用现有的GPS实 现对公交车的定位及公交车与交叉口之间距离的测算。OBU的全称为On  board Unit(即车载单元)，其安装于车辆前挡风玻璃内侧，其作为与RSU 的微波天线交互的通信中继器，RSU全称为Road Side Unit(即路侧单元)， 其安装于交叉口位置。

本实用新型的一个实施例中，OBU5内置有Zigbee信号发射设备10，RSU6 内置有Zigbee接收设备11，OBU5和RSU6通过Zigbee无线传输通信，Zigbee 接收设备11与优先申请接入设备7通信。公交进入Zigbee接收设备的接收 范围内时，通过Zigbee信号发射设备10将OBU5内的车辆信息发送至RSU6 内的Zigbee接收设备11，Zigbee接收设备11安装于现有地磁检测器AP杆 件上，并设置防护外壳和防雷装置，利用现有管道通过RS485接口将车辆信 息传送至优先申请接入设备7中。

优先申请接入设备7用于接收RSU6传送的车辆信息，其内置运算控制 系统，采用优先申请机制，可根据获取的车辆信息判断是否优先通行，并生 成信号控制器8可接收的优先控制信号，再由信号控制器8控制路口的信号 灯9执行信号优先。

由于各路口渠化及交通环境的不同，向信号控制器8传送优先控制信号 的时机也不尽相同，例如各路口公交专用道规划会受到较多的现场因素影响， 长度不尽相同，从信号控制的角度出发系统响应优先控制信号的效果也不同。 因此，本实用新型的一个实施例中，本公交优先控制系统还包括车辆检测单 元12，车辆检测单元12设置于优先申请接入设备7与车载设备1之间，用 于生成车辆检测信息，并将车辆检测信息传送至优先申请接入设备7。而对 于不同的路口必须合理配置车辆检测单元12的位置，通过检测位置的选择 合理配置获得优先控制信号的合理生成时机。

其中车辆检测信息至少包括以下内容：车辆ID、车辆ID分类结果、公 交线路号、优先申请方向、车辆检测时间等。优先申请接入设备7能够根据 获得的车辆ID信息进行车辆类型判断，判断的内容包括是否为公交车、公 交车辆的线路号、车辆通过路口的优先申请方向等。

车辆检测单元12的功能可以利用Zigbee信号发射设备10及Zigbee接 收设备11实现，具体地，Zigbee接收设备11可通过识别公交车辆自带的 GPS3实现车辆定位及ID信息的检测，同时结合车载主机4内的车辆信息组 成车辆检测信息并转送至优先申请接入设备7；或者，车辆检测单元12包括 公交车的前方粘贴有内置车辆ID信息的RFID电子标签13，交叉口设备处设 置有RFID读写器14，RFID读写器14与优先申请接入设备7通信。

为了方便对各路口车辆通行状况的直观监控，本实用新型的一个实施例 中，优先申请接入设备7通过交换机15连接至公交优先管理平台16，公交 优先管理平台16包括实时监视模块17、数据统计分析模块18和设备信息管 理模块19，实时监控模块17采用GIS地图显示全局监视画面或单路口监视 画面，数据统计分析模块18用于对实时监控模块的监控数据进行分析与统 计，并生成分析统计结果，设备信息管理模块19用于交叉口设备状态以及 参数的管理。

其中，实时监视模块17中的全局监视画面是以公交监视路线作为监视 的对象，监视整个路线上所有路口的实时运行情况，包括相位信息，控制方 式信息以及公交优先请求信息等，在GIS图上同时展现所有路口的信息。而 单路口监视画面则为选定路口的实时监视画面，可通过设置在该路口的监视 器进行图像信号通信。数据统计分析模块18可生成公交流量报表、公交流 量对比分析表、公交运行时间报表、运行时间对比分析表、公交信息查询表 等分析统计结果。

优先申请接入设备7通过通信链路将优先控制信号传送至公交优先管理 平台16，公交优先管理平台16可对运行数据进行可视化展示或者对交叉口 设备进行参数设置。为了进一步扩展公交优先管理平台的服务功能，本实用 新型的一个实施例中，公交优先管理平台还对接有用于获取信号灯态以及配 时信息的信号控制平台20、用于获取拥堵态势信息的交通流采集分析平台 21、用于获取相关路段视频的视频平台22、用于输出公交运行时刻，车次， 优化效果及流量信息的大数据平台23。

如图3所示，为了方便对OBU5的远程升级和维护，本实用新型的一个 实施例中，车载主机4接入无线通信网络，OBU5和车载主机4之间通过局域 网相连，车载主机4内设置有位于局域网和无线通信网络之间的网桥。从而 将车载主机4作为一个网关，OBU5就可以直接通过车载主机4的无线通讯设 备连接至网络。

OBU5上电后，会主动连接公交优先管理平台16的服务器。当升级的时 候，客户端服务器24只需把升级文件放到FTP服务器25上，然后向选定的 OBU5设备下发升级指令即可。OBU5会自动到FTP服务器25上下载升级文件， 完成升级。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新 型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用 新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵 盖范围之内。