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基于RFID技術(shù)的智能公交優(yōu)先控制系統(tǒng)方案

作者:深圳市哲云科技有限公司
日期:2011-11-01 08:30:58
摘要:RFID公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的核心要素在于,保障公交車輛在路口享有的優(yōu)先通過權(quán),從而減少公交車通過信號燈的時間,提高公交車輛的通行效率。

  一、公司簡介
 
  哲云科技由專業(yè)的軟件、電子和網(wǎng)絡(luò)工程師組成,致力于RFID應(yīng)用、智能測量管理、智能公交,動力環(huán)境、安防、IT系統(tǒng)資源監(jiān)控等相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)和銷售,同時,作為NORTEL,AVAYA的合作伙伴,能為廣大企事業(yè)單位提供完善、高效、先進(jìn)的通信解決方案。

  公司提供個性化的專業(yè)解決方案和全面的技術(shù)支持,努力發(fā)展深入持久的顧客關(guān)系;通過持續(xù)創(chuàng)新、高效運(yùn)作和精細(xì)管理,竭力為客戶提供高品質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù),不斷追求客戶、合作伙伴和公司的共同發(fā)展。

  二.需求分析及系統(tǒng)建設(shè)總體目標(biāo)  

  2.1 需求分析 

  近20年來,隨著我國城市建設(shè)速度的加快,城市交通需求量也日益增大。盡管私家車、出租車比重呈現(xiàn)逐年上升的趨勢,但公共交通依舊是市民出行的最主要手段。公交服務(wù)設(shè)施的落后確實(shí)是長期困擾市民日常生活的一個老大難問題。近年來各地政府部門投入了大量人力、物力用以改善城市公共交通,隨著基礎(chǔ)設(shè)施和重大工程的建設(shè),以及公交車輛的淘汰更新和擴(kuò)容,逐步提高了城市交通設(shè)施的服務(wù)能力,一定程度上緩解了交通問題。但是,簡單的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和交通控制管理技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的對公交服務(wù)的需求。 

  為了使交通更加便捷暢通,智能交通系統(tǒng)(ITS)的理念越來越受到人們的關(guān)注,該系統(tǒng)將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、自動控制技術(shù)、人工智能及電子技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于交通運(yùn)輸管理體系中,建立一種在大范圍內(nèi)全方位發(fā)揮作用的準(zhǔn)時、快捷、高效的交通運(yùn)輸管理體系。
 
  因此,哲云科技推出了準(zhǔn)確而高效的公交優(yōu)先控制系統(tǒng),為管理部門和政府決策機(jī)構(gòu)提供快捷的監(jiān)督管理工具和詳實(shí)完整的信息,為快速公交、公交優(yōu)先政策的落實(shí)提供了有利的技術(shù)支持和保證。 

  2.2設(shè)計(jì)策略及目標(biāo) 

  2.2.1設(shè)計(jì)策略 

  a. 實(shí)時控制  

  系統(tǒng)依靠獲取的不斷變化的信息進(jìn)行決策控制,系統(tǒng)具有車輛位置、路口交通狀態(tài)等信息的采集手段,在此基礎(chǔ)上合理的控制邏輯,有較好的適應(yīng)性與有效性。
 
  b. 固定配時控制  

  系統(tǒng)依照給定區(qū)域內(nèi)的常規(guī)情況來進(jìn)行信號控制,不需要經(jīng)常性地進(jìn)行信息采集與更新,系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)的方案進(jìn)行控制而不是時刻變化的交通信息。系統(tǒng)考慮的條件,通常是分時段的路口交通流量情況以及公交車輛通過路口的需求。
 
  c. 運(yùn)營計(jì)劃控制  

  優(yōu)先決策是依據(jù)公交車輛的運(yùn)行計(jì)劃執(zhí)行的,信號控制與運(yùn)營計(jì)劃結(jié)合的方式有多種,如參照靜態(tài)運(yùn)營計(jì)劃或動態(tài)運(yùn)營計(jì)劃,需要信號控制系統(tǒng)與公交運(yùn)營企業(yè)建立可靠的通信手段保證計(jì)劃的及時傳輸;與實(shí)時控制的主要區(qū)別在于系統(tǒng)可以不關(guān)心具體的車輛位置,僅靠運(yùn)營計(jì)劃制定路口的相位控制方案。 
 
  d. 車輛間隔控制 
 
  以公交車輛通過路口的時間間隔為控制參考指標(biāo),防止串車現(xiàn)象的發(fā)生,在客運(yùn)低峰期可以提高運(yùn)輸效率,比較適合交通狀況良好、公交運(yùn)輸需求不高的情況,具有一定的公交運(yùn)營管理的作用。
  
  2.2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) 

  a.實(shí)現(xiàn)公交車輛識別,進(jìn)行有針對性車輛的路口優(yōu)先;  
  b.制定完整的信號優(yōu)先方案,可以滿足不同情況下的公交優(yōu)先需求;  
  c.選擇合適的優(yōu)先策略提高車輛路口通過率;  
  d.實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)營計(jì)劃與交通信號的協(xié)調(diào)控制。
 
  三、解決方案  

  3.1 方案核心 

  RFID公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的核心要素在于,保障公交車輛在路口享有的優(yōu)先通過權(quán),從而減少公交車通過信號燈的時間,提高公交車輛的通行效率。配有RFID識別設(shè)備的公交車,通過車載的遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)識卡發(fā)射信號,能讓交通信號燈控制系統(tǒng)在車輛駛近路口時精確識別出車輛的身份及公交車的數(shù)量,并根據(jù)規(guī)則確定合理的綠燈開放時間,從而避免產(chǎn)生紅、綠燈頻繁切換的問題。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則程序,信號燈控制系統(tǒng)將自動調(diào)整綠燈的開放時間及長度。
 
  遠(yuǎn)距離RFID公交優(yōu)先信號燈管理系統(tǒng)可以準(zhǔn)確判斷來車身份,使綠燈在公交到達(dá)路口或到達(dá)路口后等候不長的時間內(nèi)開啟,從而保證公交車的優(yōu)先通過,又最小程度減輕對其他車輛的影響。而其他車輛,即使違章行駛在公交專用道上,也無法享受綠燈優(yōu)先開放的權(quán)利,為交管部門提供了很好的自動化交通管理的手段。當(dāng)有國賓接待等特殊任務(wù)時,只要配發(fā)了標(biāo)識卡,相關(guān)車輛也可以享受一路綠燈的便利。

  3.2 主要結(jié)構(gòu)


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  四、公交優(yōu)先控制系統(tǒng) 

  4.1系統(tǒng)簡介 

  哲云公交優(yōu)先控制系統(tǒng)是基于超高頻RFID技術(shù)的城市公交優(yōu)先控制系統(tǒng)。系統(tǒng)把先進(jìn)的RFID技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、電子控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效地融于一體,用于城市交通控制,可確保交叉路口車輛總體運(yùn)行效率最高的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)公交車輛的優(yōu)先通過,提高公交車輛的運(yùn)行效率,最大程度上發(fā)揮其為運(yùn)載主體的作用。

  4.2系統(tǒng)原理  

  在路口各個方向的紅綠燈前50-100米處安裝RFID讀寫器。當(dāng)公交車接近路口時,安裝在車頭的射頻卡(Tag)被讀寫器自動識別,讀寫器將公交車輛的基本信息送至控制系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理,控制系統(tǒng)觸發(fā)信號機(jī)。當(dāng)公交車輛接近路口遇綠燈時,判斷公交車能否通過,否則適當(dāng)延長當(dāng)前的綠燈相位時間,保證公交車輛能夠通過路口;當(dāng)公交車輛接近路口遇紅燈時,控制相關(guān)相位執(zhí)行最小相位時間,減少公交車輛等候時間。 

 


  4.3系統(tǒng)功能 

  采用超高頻RFID技術(shù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離車輛信息的識別、采集和控制,簡單、靈活地實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先算法設(shè)置獨(dú)特的車輛運(yùn)行方向判斷,提高路口各種車輛的通行效率,獨(dú)特的優(yōu)先控制算法,實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先通行與整體運(yùn)行效率最高,車輛信息庫的建立、修改、增刪操作簡單、方便。 

  4.4系統(tǒng)特點(diǎn) 

  非接觸、能夠識別多個同時進(jìn)入識別區(qū)域的標(biāo)簽,采用無源射頻卡,無需電池,使用壽命長,成本造價低,響應(yīng)速度快,讀卡時間短,讀卡距離遠(yuǎn),抗干擾能力強(qiáng)。 

  4.5技術(shù)參數(shù) 


RFID讀寫器

控制系統(tǒng)

 

工作頻段

902928MHz  

控制方式

繼電器觸點(diǎn)

符合標(biāo)準(zhǔn)

ISO180006B 

工作電壓

DC9V

讀取距離

010m

通信接口

USB

天線接口

SMA   

顯示方式

LCD

通信接口

RS23210/100M Ethernet   

安裝位置

信號機(jī)內(nèi)部

RF 功率

1W    

 

 

工作電壓

DC9V  

 

 


  4.6應(yīng)用效果
  

項(xiàng)   

RFID

GPS

定位比較

RFID的智能公交優(yōu)先解決方案,不依靠衛(wèi)星信號,完全不會信號源問題的困擾,從而保障了系統(tǒng)運(yùn)行的長期穩(wěn)定和可靠性。

GPS衛(wèi)星定位雖然可以識別車輛,各地也進(jìn)行了一些試點(diǎn)運(yùn)行,但存在著GPS車載設(shè)備價格較貴,信號不穩(wěn)定等問題。GPS最主要的問題是目前國內(nèi)商用GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星信號源為國外控制,一旦因政治或經(jīng)濟(jì)沖突的原因失去信號來源,國內(nèi)的GPS應(yīng)用系統(tǒng)將面臨癱瘓的危險。

信號觸發(fā)

不需復(fù)雜的GIS系統(tǒng)配合,可勝任任何定點(diǎn)觸發(fā)的工作

必須結(jié)合GIS地理信息系,不適合當(dāng)車輛到達(dá)出口時自動觸發(fā)的應(yīng)用

   

車載標(biāo)簽+定點(diǎn)信號接收器,成本低,并可為其他社會車輛提供增值服務(wù),具有可觀的潛在附加經(jīng)濟(jì)效益。

車載設(shè)備+基站,非常昂貴

RFID技術(shù)在靈活性方面不及GPS

GPS信號較靈活

擴(kuò)

從橫向來看,基于RFID智能交通系統(tǒng)能和其它ITS(智能交通系統(tǒng))系統(tǒng)有機(jī)整合,為其它系統(tǒng)提供有價值的信息,并實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)、闖紅燈拍照、車速監(jiān)控等功能。從縱向來看,作為標(biāo)準(zhǔn)的ITS系統(tǒng),能為架構(gòu)在RFID基礎(chǔ)上的其它軟件提供完備的接口。進(jìn)一步的深度信息挖掘,將給整體的ITS 提供更多的信息服務(wù)。

GPS必須結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng),開發(fā)不但增加了應(yīng)用的成本,如果更新不及時,也會大大影響系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

   

RFID智能公交優(yōu)先系統(tǒng)解決方案及其設(shè)計(jì)理念,將人們的日常生活與電子化、智能化、信息化相結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)社會的高科技人性化發(fā)展,同時也與國際上的ITS(智能交通)、BRT(快速公交系統(tǒng))、E-bus(電子公交)等先進(jìn)理念不謀而合。而且由于已經(jīng)具備了比較成熟的技術(shù)和市場條件,在如今的市場接受能力和經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢頭下,即刻付諸實(shí)施是具有很強(qiáng)可行性的。自主設(shè)計(jì)的RFID公交智能交通系統(tǒng)解決方案無論從它的管理實(shí)用性和其中所展示出的人性化服務(wù),都將能很好地向世人展示中國社會、經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展的積極風(fēng)貌。


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