解决方案

1. 引言

　　1.1 文档建设说明

　　此方案目的是让集成商、工程商及使用方了解物联网RFID技术在智能交通领域的设计理念、原则、整体规划及如何发挥其巨大作用的并详细阐述相关物联网设备工作原理、安装位置等信息，以便集成商、工程商、使用方正确认识物联网在智能交通领域带来的革命性变革，树立物联网在智能交通领域正确的认识。如您在阅读过程中，遇到任何不解和困惑，请与方案撰写者联系。

　　1.2 术语与缩写解释

　　术语 解释

　　RFID射频识别 一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触

　　RFID有源射频卡 由嵌入式处理器及其软件、卡内发射和接收天线、收发电路和高能电池组成，特殊编号预存储于微控制器中，并间断发射唯一的加密识别码无线电信号。卡内高能电池为有源卡正常工作提供能量，卡内电池可更换。

　　定向读写器 由信息采集、处理、信息传输、嵌入式软件组成，其主要功能是完成对车辆识别编码输出信号的实时采集、处理。

　　智能交通控制系统 接收交通信号机发送的公交优先申请指令，实现交叉路口绿灯延迟，红灯早断

2. 项目背景

　　2.1 现状分析

　　快速公交系统作为一种新型的客运模式，以其工程投资少、建设周期短、环境污染小、运输效率高等优点而被认为是解决城市交通拥堵问题的有效方式之一，并在世界范围内得到成功地推广和应用。在世界诸多城市建设快速公交系统的大力影响和我国相关政策的有力推动下，国内交通界和各大城市开始把快速公交系统推到了缓解城市交通压力的前台，今后5年内，国内将有10座以上的城市建成快速公交系统，预计其总长度将达到300～500公里，日客流量达到200～400万人次；

　　公共交通是提高交通资源利用效率，缓解交通拥堵的重要手段，是大城市解决交通问题的主要方向。随着城市规模的扩张和经济水平的发展，城市居民对于改善出行条件的需求尤其是公共交通的便捷性问题越来越迫切；

　　仁微电子在这个大背景下，通过大力发展物联网技术来改善我国的城市公交建设水平，提高服务质量，开发了基于RFID技术的快速公交信号优先控制智能化管理系统；

　　2.2 系统建设意义

　　1. 降低公共线路行程时间，减少公共车辆交叉路口延误；

　　2. 减少公共车辆停车次数，提高公共车辆行车稳定性及准确率，提高公交服务水平；

　　3. 减少干线上社会车辆延误和车辆的排队长度；

　　4. 减少车辆能源消耗、人力和运载设备；

3. 系统概述

　　3.1 系统设计原则

　　系统研发与建设遵循以下原则：

　　注重整体规划

　　快速公交信号优先控制智能化管理系统由三部分组成，第一，快速公交信号优先控制系统核心硬件（包括：2.4G有源电子标签、定向读写器）第二，快速公交信号优先控制系统平台（包括路口控制子系统、信号通讯子系统、智能交通控制）；第三，硬件中间件（包括信号控制机、工业级交换机、机柜、PC机、服务器、不间断电源等）；

　　立足自主研发

　　系统建设的核心技术采用市场通用的标准2.4G有源微波频段，公司提供的所有核心设备都拥有完全自主知识产权，2.4G微功耗技术，对远距离移动车辆的自动识别和非接触性信息采集处理，把先进的信息技术、数据通信技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效地综合运用于地面交通管理体系，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用，并且实时、准确、高效的交通管理系统。实现公交信号优先的目的；

　　着眼未来发展

　　在系统整体架构、服务设备选型、有源电子标签功能选型、基础数据采集等方面，均充分考虑后续功能的实现，兼顾设备的兼容性、系统的扩充性、功能的扩展性和应用的多样性；

　　强化系统规范

　　系统开发和资源建设符合统一的技术规范和表征体系，注重开发工作的连续性和共享性，注意为后续系统的研发、推广留有规范的数据及控制接口。统一开发应用技术、数据存储格式、信号传输制式、互联接口模式等技术指标；

　　发挥建设效益

　　系统开发与建设要结合交通区域现有实际情况，在现有系统基础上进一步加强交通的管理工作；按照统筹规划、边建边用、逐步完善的建设思路，充分发挥建设效益；

　　3.2 系统工作原理

　　快速公交信号优先控制智能化管理系统指交通信号系统对BRT车辆在“时间”上给予的优先，它主要体现在：当BRT车辆行驶到十字路口附近时，交通信号系统识别到车辆并判断车辆的运行方向，为公共汽车提供优先通行信号。

　　快速公交信号优先控制智能化管理系统主要包含有源电子标签和基站式定向读写器。它的基本工作原理和特点是RFID基站式定向读写器检测到BRT车辆接近交叉路口时，即向路口信号机发送请求信号，同时RFID基站式定向读写器对检测到的BRT车辆进行身份识别，并将该信息通过专用通讯光纤实时传至交通信号控制系统，交通控制系统中心即下达指令给路口信号机进行配时调整。BRT车辆的交通控制系统配时采取两种方案：(1)当BRT车辆接近路口遇绿灯时，则适当延长当前的绿灯相位时间8秒，保证BRT车辆顺利通过路口；(2)当BRT车辆接近路口遇红灯时，则缩短红灯信号周期，提前8秒转入BRT车辆行驶的绿灯相位，从而减小BRT车辆在交叉路口的延误时间；

　　3.3 系统总体设计示意图

　　3.4 系统功能介绍

　　当车辆到达交叉口，RFID读卡器读到标签，获取车辆信息;通过与智能调度系统交互获取车辆实时调度状态，包括是否晚点、是否快车调度以及满载率等，根据车辆实时状态，生成请求;之后信号优先系统向交通管理部门提出优先申请，交管部门系统在原有的计划信息，实时调度信息的基础上，对请求进行处理，最后给出优先结果;在车辆离开定位区域之后，信号控制系统进入信号状态恢复状态，直到信号状态恢复，完成信号优先调度过程；

　　3.5 系统软件介绍

　　交通信号控制系统

　　交通信号控制系统是智能交通管理系统的重要子系统，在构建快速公交信号优先控制智能化管理系统中起到神经中枢的作用。当RFID基站式定向读写器检测到BRT车辆进行身份识别，并将该信息通过专用通讯光纤实时传至交通信号控制系统，交通控制系统中心即下达指令给路口信号机进行配时调整；

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