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解決方案

1. 引言

　　1.1 文檔建設說明

　　此方案目的是讓集成商、工程商及使用方了解物聯網RFID技術在智能交通領域的設計理念、原則、整體規劃及如何發揮其巨大作用的并詳細闡述相關物聯網設備工作原理、安裝位置等信息，以便集成商、工程商、使用方正確認識物聯網在智能交通領域帶來的革命性變革，樹立物聯網在智能交通領域正確的認識。如您在閱讀過程中，遇到任何不解和困惑，請與方案撰寫者聯系。

　　1.2 術語與縮寫解釋

　　術語 解釋

　　RFID射頻識別 一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸

　　RFID有源射頻卡 由嵌入式處理器及其軟件、卡內發射和接收天線、收發電路和高能電池組成，特殊編號預存儲于微控制器中，并間斷發射唯一的加密識別碼無線電信號。卡內高能電池為有源卡正常工作提供能量，卡內電池可更換。

　　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 接收交通信號機發送的公交優先申請指令，實現交叉路口綠燈延遲，紅燈早斷

2. 項目背景

　　2.1 現狀分析

　　快速公交系統作為一種新型的客運模式，以其工程投資少、建設周期短、環境污染小、運輸效率高等優點而被認為是解決城市交通擁堵問題的有效方式之一，并在世界范圍內得到成功地推廣和應用。在世界諸多城市建設快速公交系統的大力影響和我國相關政策的有力推動下，國內交通界和各大城市開始把快速公交系統推到了緩解城市交通壓力的前臺，今后5年內，國內將有10座以上的城市建成快速公交系統，預計其總長度將達到300～500公里，日客流量達到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。隨著城市規模的擴張和經濟水平的發展，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，通過大力發展物聯網技術來改善我國的城市公交建設水平，提高服務質量，開發了基于RFID技術的快速公交信號優先控制智能化管理系統；

　　2.2 系統建設意義

　　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，提高公共車輛行車穩定性及準確率，提高公交服務水平；

　　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、人力和運載設備；

3. 系統概述

　　3.1 系統設計原則

　　系統研發與建設遵循以下原則：

　　注重整體規劃

　　快速公交信號優先控制智能化管理系統由三部分組成，第一，快速公交信號優先控制系統核心硬件（包括：2.4G有源電子標簽、定向讀寫器）第二，快速公交信號優先控制系統平臺（包括路口控制子系統、信號通訊子系統、智能交通控制）；第三，硬件中間件（包括信號控制機、工業級交換機、機柜、PC機、服務器、不間斷電源等）；

　　立足自主研發

　　系統建設的核心技術采用市場通用的標準2.4G有源微波頻段，公司提供的所有核心設備都擁有完全自主知識產權，2.4G微功耗技術，對遠距離移動車輛的自動識別和非接觸性信息采集處理，把先進的信息技術、數據通信技術、電子控制技術及計算機處理技術等有效地綜合運用于地面交通管理體系，從而建立起一種大范圍、全方位發揮作用，并且實時、準確、高效的交通管理系統。實現公交信號優先的目的；

　　著眼未來發展

　　在系統整體架構、服務設備選型、有源電子標簽功能選型、基礎數據采集等方面，均充分考慮后續功能的實現，兼顧設備的兼容性、系統的擴充性、功能的擴展性和應用的多樣性；

　　強化系統規范

　　系統開發和資源建設符合統一的技術規范和表征體系，注重開發工作的連續性和共享性，注意為后續系統的研發、推廣留有規范的數據及控制接口。統一開發應用技術、數據存儲格式、信號傳輸制式、互聯接口模式等技術指標；

　　發揮建設效益

　　系統開發與建設要結合交通區域現有實際情況，在現有系統基礎上進一步加強交通的管理工作；按照統籌規劃、邊建邊用、逐步完善的建設思路，充分發揮建設效益；

　　3.2 系統工作原理

　　快速公交信號優先控制智能化管理系統指交通信號系統對BRT車輛在“時間”上給予的優先，它主要體現在：當BRT車輛行駛到十字路口附近時，交通信號系統識別到車輛并判斷車輛的運行方向，為公共汽車提供優先通行信號。

　　快速公交信號優先控制智能化管理系統主要包含有源電子標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，即向路口信號機發送請求信號，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，交通控制系統中心即下達指令給路口信號機進行配時調整。BRT車輛的交通控制系統配時采取兩種方案：(1)當BRT車輛接近路口遇綠燈時，則適當延長當前的綠燈相位時間8秒，保證BRT車輛順利通過路口；(2)當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 系統總體設計示意圖

　　3.4 系統功能介紹

　　當車輛到達交叉口，RFID讀卡器讀到標簽，獲取車輛信息;通過與智能調度系統交互獲取車輛實時調度狀態，包括是否晚點、是否快車調度以及滿載率等，根據車輛實時狀態，生成請求;之后信號優先系統向交通管理部門提出優先申請，交管部門系統在原有的計劃信息，實時調度信息的基礎上，對請求進行處理，最后給出優先結果;在車輛離開定位區域之后，信號控制系統進入信號狀態恢復狀態，直到信號狀態恢復，完成信號優先調度過程；

　　3.5 系統軟件介紹

　　交通信號控制系統

　　交通信號控制系統是智能交通管理系統的重要子系統，在構建快速公交信號優先控制智能化管理系統中起到神經中樞的作用。當RFID基站式定向讀寫器檢測到BRT車輛進行身份識別，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，交通控制系統中心即下達指令給路口信號機進行配時調整；

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