基于RFID技術(shù)的智能公交優(yōu)先控制系統(tǒng)方案
一、公司簡(jiǎn)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(cè)量管理、智能公交,動(dòng)力環(huán)境、安防、IT系統(tǒng)資源監(jiān)控等相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售,同時(shí),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(gè)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(guò)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(lái),隨著我國(guó)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(chē)、出租車(chē)比重呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì),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(zhǎng)期困擾市民日常生活的一個(gè)老大難問(wèn)題。近年來(lái)各地政府部門(mén)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(chē)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(wèn)題。但是,簡(jiǎn)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(zhǎng)的對(duì)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(lái)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(dòng)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(shí)、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(mén)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(shí)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(chē)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(shí)控制
系統(tǒng)依照給定區(qū)域內(nèi)的常規(guī)情況來(lái)進(jìn)行信號(hào)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(shí)刻變化的交通信息。系統(tǒng)考慮的條件,通常是分時(shí)段的路口交通流量情況以及公交車(chē)輛通過(guò)路口的需求。
c. 運(yùn)營(yíng)計(jì)劃控制
優(yōu)先決策是依據(jù)公交車(chē)輛的運(yùn)行計(jì)劃執(zhí)行的,信號(hào)控制與運(yùn)營(yíng)計(jì)劃結(jié)合的方式有多種,如參照靜態(tài)運(yùn)營(yíng)計(jì)劃或動(dòng)態(tài)運(yùn)營(yíng)計(jì)劃,需要信號(hào)控制系統(tǒng)與公交運(yùn)營(yíng)企業(yè)建立可靠的通信手段保證計(jì)劃的及時(shí)傳輸;與實(shí)時(shí)控制的主要區(qū)別在于系統(tǒng)可以不關(guān)心具體的車(chē)輛位置,僅靠運(yùn)營(yíng)計(jì)劃制定路口的相位控制方案。
d. 車(chē)輛間隔控制
以公交車(chē)輛通過(guò)路口的時(shí)間間隔為控制參考指標(biāo),防止串車(chē)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(yíng)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(chē)輛識(shí)別,進(jìn)行有針對(duì)性車(chē)輛的路口優(yōu)先;
b.制定完整的信號(hào)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(chē)輛路口通過(guò)率;
d.實(shí)現(xiàn)車(chē)輛運(yùn)營(yíng)計(jì)劃與交通信號(hào)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(chē)輛在路口享有的優(yōu)先通過(guò)權(quán),從而減少公交車(chē)通過(guò)信號(hào)燈的時(shí)間,提高公交車(chē)輛的通行效率。配有RFID識(shí)別設(shè)備的公交車(chē),通過(guò)車(chē)載的遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)識(shí)卡發(fā)射信號(hào),能讓交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)在車(chē)輛駛近路口時(shí)精確識(shí)別出車(chē)輛的身份及公交車(chē)的數(shù)量,并根據(jù)規(guī)則確定合理的綠燈開(kāi)放時(shí)間,從而避免產(chǎn)生紅、綠燈頻繁切換的問(wèn)題。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則程序,信號(hào)燈控制系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)整綠燈的開(kāi)放時(shí)間及長(zhǎng)度。
遠(yuǎn)距離RFID公交優(yōu)先信號(hào)燈管理系統(tǒng)可以準(zhǔn)確判斷來(lái)車(chē)身份,使綠燈在公交到達(dá)路口或到達(dá)路口后等候不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)開(kāi)啟,從而保證公交車(chē)的優(yōu)先通過(guò),又最小程度減輕對(duì)其他車(chē)輛的影響。而其他車(chē)輛,即使違章行駛在公交專用道上,也無(wú)法享受綠燈優(yōu)先開(kāi)放的權(quán)利,為交管部門(mén)提供了很好的自動(dòng)化交通管理的手段。當(dāng)有國(guó)賓接待等特殊任務(wù)時(shí),只要配發(fā)了標(biāo)識(shí)卡,相關(guān)車(chē)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(jiǎn)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(chē)輛總體運(yùn)行效率最高的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)公交車(chē)輛的優(yōu)先通過(guò),提高公交車(chē)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(gè)方向的紅綠燈前50-100米處安裝RFID讀寫(xiě)器。當(dāng)公交車(chē)接近路口時(shí),安裝在車(chē)頭的射頻卡(Tag)被讀寫(xiě)器自動(dòng)識(shí)別,讀寫(xiě)器將公交車(chē)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(hào)機(jī)。當(dāng)公交車(chē)輛接近路口遇綠燈時(shí),判斷公交車(chē)能否通過(guò),否則適當(dāng)延長(zhǎng)當(dāng)前的綠燈相位時(shí)間,保證公交車(chē)輛能夠通過(guò)路口;當(dāng)公交車(chē)輛接近路口遇紅燈時(shí),控制相關(guān)相位執(zhí)行最小相位時(shí)間,減少公交車(chē)輛等候時(shí)間。
采用超高頻RFID技術(shù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離車(chē)輛信息的識(shí)別、采集和控制,簡(jiǎn)單、靈活地實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先算法設(shè)置獨(dú)特的車(chē)輛運(yùn)行方向判斷,提高路口各種車(chē)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(chē)輛信息庫(kù)的建立、修改、增刪操作簡(jiǎn)單、方便。
4.4系統(tǒng)特點(diǎn)
非接觸、能夠識(shí)別多個(gè)同時(shí)進(jìn)入識(shí)別區(qū)域的標(biāo)簽,采用無(wú)源射頻卡,無(wú)需電池,使用壽命長(zhǎng),成本造價(jià)低,響應(yīng)速度快,讀卡時(shí)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(xiě)器 |
控制系統(tǒng) | ||
工作頻段 |
902~928MHz |
控制方式 |
繼電器觸點(diǎn) |
符合標(biāo)準(zhǔn) |
ISO18000-6B |
工作電壓 |
DC9V |
讀取距離 |
0~ |
通信接口 |
USB |
天線接口 |
SMA |
顯示方式 |
LCD |
通信接口 |
RS232、10/ |
安裝位置 |
信號(hào)機(jī)內(nèi)部 |
RF 功率 |
1W |
|
|
工作電壓 |
DC9V |
|
|
4.6應(yīng)用效果
項(xiàng) 目 |
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(hào),完全不會(huì)信號(hào)源問(wèn)題的困擾,從而保障了系統(tǒng)運(yùn)行的長(zhǎng)期穩(wěn)定和可靠性。 |
GPS衛(wèi)星定位雖然可以識(shí)別車(chē)輛,各地也進(jìn)行了一些試點(diǎn)運(yùn)行,但存在著GPS車(chē)載設(shè)備價(jià)格較貴,信號(hào)不穩(wěn)定等問(wèn)題。GPS最主要的問(wèn)題是目前國(guó)內(nèi)商用GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星信號(hào)源為國(guó)外控制,一旦因政治或經(jīng)濟(jì)沖突的原因失去信號(hào)來(lái)源,國(guó)內(nèi)的GPS應(yīng)用系統(tǒng)將面臨癱瘓的危險(xiǎn)。 |
信號(hào)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(chē)輛到達(dá)出口時(shí)自動(dòng)觸發(fā)的應(yīng)用 |
成 本 |
車(chē)載標(biāo)簽+定點(diǎn)信號(hào)接收器,成本低,并可為其他社會(huì)車(chē)輛提供增值服務(wù),具有可觀的潛在附加經(jīng)濟(jì)效益。 |
車(chē)載設(shè)備+基站,非常昂貴 |
靈 活 性 |
RFID技術(shù)在靈活性方面不及GPS |
GPS信號(hào)較靈活 |
擴(kuò) 展 性 |
從橫向來(lái)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(jià)值的信息,并實(shí)現(xiàn)不停車(chē)收費(fèi)、闖紅燈拍照、車(chē)速監(jiān)控等功能。從縱向來(lái)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(kāi)發(fā)不但增加了應(yīng)用的成本,如果更新不及時(shí),也會(huì)大大影響系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。 |
綜 述 |
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(huì)的高科技人性化發(fā)展,同時(shí)也與國(guó)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(chǎng)條件,在如今的市場(chǎng)接受能力和經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢(shì)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(wú)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(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展的積極風(fēng)貌。 |