解決方案
1. 引言
1.1 文檔建設(shè)說明
此方案目的是讓集成商、工程商及使用方了解物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的設(shè)計理念、原則、整體規(guī)劃及如何發(fā)揮其巨大作用的并詳細(xì)闡述相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備工作原理、安裝位置等信息，以便集成商、工程商、使用方正確認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)在智能交通領(lǐng)域帶來的革命性變革，樹立物聯(lián)網(wǎng)在智能交通領(lǐng)域正確的認(rèn)識。如您在閱讀過程中，遇到任何不解和困惑，請與方案撰寫者聯(lián)系。
1.2 術(shù)語與縮寫解釋
術(shù)語 解釋
RFID射頻識別 一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸
RFID有源射頻卡 由嵌入式處理器及其軟件、卡內(nèi)發(fā)射和接收天線、收發(fā)電路和高能電池組成，特殊編號預(yù)存儲于微控制器中，并間斷發(fā)射唯一的加密識別碼無線電信號。卡內(nèi)高能電池為有源卡正常工作提供能量，卡內(nèi)電池可更換。
定向讀寫器 由信息采集、處理、信息傳輸、嵌入式軟件組成，其主要功能是完成對車輛識別編碼輸出信號的實時采集、處理。
智能交通控制系統(tǒng) 接收交通信號機(jī)發(fā)送的公交優(yōu)先申請指令，實現(xiàn)交叉路口綠燈延遲，紅燈早斷
2. 項目背景
2.1 現(xiàn)狀分析
快速公交系統(tǒng)作為一種新型的客運(yùn)模式，以其工程投資少、建設(shè)周期短、環(huán)境污染小、運(yùn)輸效率高等優(yōu)點而被認(rèn)為是解決城市交通擁堵問題的有效方式之一，并在世界范圍內(nèi)得到成功地推廣和應(yīng)用。在世界諸多城市建設(shè)快速公交系統(tǒng)的大力影響和我國相關(guān)政策的有力推動下，國內(nèi)交通界和各大城市開始把快速公交系統(tǒng)推到了緩解城市交通壓力的前臺，今后5年內(nèi)，國內(nèi)將有10座以上的城市建成快速公交系統(tǒng)，預(yù)計其總長度將達(dá)到300～500公里，日客流量達(dá)到200～400萬人次；
公共交通是提高交通資源利用效率，緩解交通擁堵的重要手段，是大城市解決交通問題的主要方向。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)張和經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，城市居民對于改善出行條件的需求尤其是公共交通的便捷性問題越來越迫切；
仁微電子在這個大背景下，通過大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來改善我國的城市公交建設(shè)水平，提高服務(wù)質(zhì)量，開發(fā)了基于RFID技術(shù)的快速公交信號優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)；
2.2 系統(tǒng)建設(shè)意義
1. 降低公共線路行程時間，減少公共車輛交叉路口延誤；
2. 減少公共車輛停車次數(shù)，提高公共車輛行車穩(wěn)定性及準(zhǔn)確率，提高公交服務(wù)水平；
3. 減少干線上社會車輛延誤和車輛的排隊長度；
4. 減少車輛能源消耗、人力和運(yùn)載設(shè)備；
3. 系統(tǒng)概述
3.1 系統(tǒng)設(shè)計原則
系統(tǒng)研發(fā)與建設(shè)遵循以下原則：
注重整體規(guī)劃
快速公交信號優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)由三部分組成，第一，快速公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)核心硬件（包括：2.4G有源電子標(biāo)簽、定向讀寫器）第二，快速公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)平臺（包括路口控制子系統(tǒng)、信號通訊子系統(tǒng)、智能交通控制）；第三，硬件中間件（包括信號控制機(jī)、工業(yè)級交換機(jī)、機(jī)柜、PC機(jī)、服務(wù)器、不間斷電源等）；
立足自主研發(fā)
系統(tǒng)建設(shè)的核心技術(shù)采用市場通用的標(biāo)準(zhǔn)2.4G有源微波頻段，公司提供的所有核心設(shè)備都擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，2.4G微功耗技術(shù)，對遠(yuǎn)距離移動車輛的自動識別和非接觸性信息采集處理，把先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、電子控制技術(shù)及計算機(jī)處理技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于地面交通管理體系，從而建立起一種大范圍、全方位發(fā)揮作用，并且實時、準(zhǔn)確、高效的交通管理系統(tǒng)。實現(xiàn)公交信號優(yōu)先的目的；
著眼未來發(fā)展
在系統(tǒng)整體架構(gòu)、服務(wù)設(shè)備選型、有源電子標(biāo)簽功能選型、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集等方面，均充分考慮后續(xù)功能的實現(xiàn)，兼顧設(shè)備的兼容性、系統(tǒng)的擴(kuò)充性、功能的擴(kuò)展性和應(yīng)用的多樣性；
強(qiáng)化系統(tǒng)規(guī)范
系統(tǒng)開發(fā)和資源建設(shè)符合統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和表征體系，注重開發(fā)工作的連續(xù)性和共享性，注意為后續(xù)系統(tǒng)的研發(fā)、推廣留有規(guī)范的數(shù)據(jù)及控制接口。統(tǒng)一開發(fā)應(yīng)用技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲格式、信號傳輸制式、互聯(lián)接口模式等技術(shù)指標(biāo)；
發(fā)揮建設(shè)效益
系統(tǒng)開發(fā)與建設(shè)要結(jié)合交通區(qū)域現(xiàn)有實際情況，在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)交通的管理工作；按照統(tǒng)籌規(guī)劃、邊建邊用、逐步完善的建設(shè)思路，充分發(fā)揮建設(shè)效益；
3.2 系統(tǒng)工作原理
快速公交信號優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)指交通信號系統(tǒng)對BRT車輛在“時間”上給予的優(yōu)先，它主要體現(xiàn)在：當(dāng)BRT車輛行駛到十字路口附近時，交通信號系統(tǒng)識別到車輛并判斷車輛的運(yùn)行方向，為公共汽車提供優(yōu)先通行信號。
快速公交信號優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)主要包含有源電子標(biāo)簽和基站式定向讀寫器。它的基本工作原理和特點是RFID基站式定向讀寫器檢測到BRT車輛接近交叉路口時，即向路口信號機(jī)發(fā)送請求信號，同時RFID基站式定向讀寫器對檢測到的BRT車輛進(jìn)行身份識別，并將該信息通過專用通訊光纖實時傳至交通信號控制系統(tǒng)，交通控制系統(tǒng)中心即下達(dá)指令給路口信號機(jī)進(jìn)行配時調(diào)整。BRT車輛的交通控制系統(tǒng)配時采取兩種方案：(1)當(dāng)BRT車輛接近路口遇綠燈時，則適當(dāng)延長當(dāng)前的綠燈相位時間8秒，保證BRT車輛順利通過路口；(2)當(dāng)BRT車輛接近路口遇紅燈時，則縮短紅燈信號周期，提前8秒轉(zhuǎn)入BRT車輛行駛的綠燈相位，從而減小BRT車輛在交叉路口的延誤時間；
3.3 系統(tǒng)總體設(shè)計示意圖
3.4 系統(tǒng)功能介紹
當(dāng)車輛到達(dá)交叉口，RFID讀卡器讀到標(biāo)簽，獲取車輛信息;通過與智能調(diào)度系統(tǒng)交互獲取車輛實時調(diào)度狀態(tài)，包括是否晚點、是否快車調(diào)度以及滿載率等，根據(jù)車輛實時狀態(tài)，生成請求;之后信號優(yōu)先系統(tǒng)向交通管理部門提出優(yōu)先申請，交管部門系統(tǒng)在原有的計劃信息，實時調(diào)度信息的基礎(chǔ)上，對請求進(jìn)行處理，最后給出優(yōu)先結(jié)果;在車輛離開定位區(qū)域之后，信號控制系統(tǒng)進(jìn)入信號狀態(tài)恢復(fù)狀態(tài)，直到信號狀態(tài)恢復(fù)，完成信號優(yōu)先調(diào)度過程；
3.5 系統(tǒng)軟件介紹
交通信號控制系統(tǒng)
交通信號控制系統(tǒng)是智能交通管理系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)，在構(gòu)建快速公交信號優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)中起到神經(jīng)中樞的作用。當(dāng)RFID基站式定向讀寫器檢測到BRT車輛進(jìn)行身份識別，并將該信息通過專用通訊光纖實時傳至交通信號控制系統(tǒng)，交通控制系統(tǒng)中心即下達(dá)指令給路口信號機(jī)進(jìn)行配時調(diào)整；
12
