1. 引言

　　1.1 成功案例與項(xiàng)目介紹

　　1.1.1 江蘇連云港快速公交BRT 1號(hào)線

　　2012年12月參與連云港BRT一號(hào)線智能交通項(xiàng)目順利驗(yàn)收，從科技手段上有效地保障了BRT公交車輛的“信號(hào)優(yōu)先”和“路權(quán)優(yōu)先”。 全長約34公里的港城BRT一號(hào)線，是迄今為止國內(nèi)最長的BRT線路,結(jié)合公司提供有源RFID射頻產(chǎn)品和技術(shù)，為“信號(hào)優(yōu)先”和“路權(quán)優(yōu)先”的科技保障提供了先進(jìn)的解決方案，從運(yùn)營使用情況來看，達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期效果，得到了用戶的好評(píng)

　　1.1.2 浙江杭州快速公交BRT 2號(hào)線

　　2009年8月參與浙江杭州快速公交BRT 2號(hào)線的設(shè)計(jì)開發(fā)，為BRT項(xiàng)目提供有源RFID射頻產(chǎn)品和技術(shù)，保證了項(xiàng)目的順利實(shí)施驗(yàn)收與運(yùn)營;

　　1.1.3 江蘇鹽城快速公交BRT1號(hào)線

　　2011年1月參與江蘇鹽城快速公交BRT1號(hào)線設(shè)計(jì)開發(fā)，為BRT項(xiàng)目提供有源RFID射頻產(chǎn)品和技術(shù)，保證了項(xiàng)目的順利實(shí)施驗(yàn)收與運(yùn)營;

　　1.1.4 廣東佛山快速公交BRT 1號(hào)線

　　2011年7月參與江蘇鹽城快速公交BRT1號(hào)線設(shè)計(jì)開發(fā)，為BRT項(xiàng)目提供有源RFID射頻產(chǎn)品和技術(shù)，保證了項(xiàng)目的順利實(shí)施驗(yàn)收與運(yùn)營;

　　1.2 術(shù)語與縮寫解釋

　　術(shù)語 解釋

　　RFID\射頻識(shí)別 一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)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(hào)預(yù)存儲(chǔ)于微控制器中，并間斷發(fā)射唯一的加密識(shí)別碼無線電信號(hào)。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(duì)車輛識(shí)別編碼輸出信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、處理。

　　智能交通控制系統(tǒng)(信號(hào)控制機(jī)柜) 接收交通信號(hào)機(jī)發(fā)送的公交優(yōu)先申請(qǐng)指令，實(shí)現(xiàn)交叉路口綠燈延遲，紅燈早斷

　　2. 項(xiàng)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(diǎn)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(dòng)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(tái)，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(jì)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(duì)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;

　　公司在這個(gè)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(hào)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(shí)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(huì)車輛延誤和車輛的排隊(duì)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(jì)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(hào)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(hào)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(hào)優(yōu)先控制系統(tǒng)平臺(tái)(包括路口控制子系統(tǒng)、信號(hào)通訊子系統(tǒng)、智能交通控制);第三，硬件中間件(包括信號(hào)控制機(jī)、工業(yè)級(jí)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(shí)產(chǎn)權(quán)，2.4G微功耗技術(shù)，對(duì)遠(yuǎn)距離移動(dòng)車輛的自動(dòng)識(shí)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(jì)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(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)公交信號(hào)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(shí)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(chǔ)格式、信號(hào)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(shí)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(hào)優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)指交通信號(hào)系統(tǒng)對(duì)BRT車輛在“時(shí)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(shí)，交通信號(hào)系統(tǒng)識(shí)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(hào)。

　　快速公交信號(hào)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(diǎn)是RFID基站式定向讀寫器檢測到BRT車輛接近交叉路口時(shí)，即向路口信號(hào)機(jī)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，同時(shí)RFID基站式定向讀寫器對(duì)檢測到的BRT車輛進(jìn)行身份識(shí)別，并將該信息通過專用通訊光纖實(shí)時(shí)傳至交通信號(hào)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(hào)機(jī)進(jìn)行配時(shí)調(diào)整。BRT車輛的交通控制系統(tǒng)配時(shí)采取兩種方案：(1)當(dāng)BRT車輛接近路口遇綠燈時(shí)，則適當(dāng)延長當(dāng)前的綠燈相位時(shí)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(shí)，則縮短紅燈信號(hào)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(shí)間;

　　3.3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)調(diào)度狀態(tài)，包括是否晚點(diǎn)、是否快車調(diào)度以及滿載率等，根據(jù)車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)，生成請(qǐng)求;之后信號(hào)優(yōu)先系統(tǒng)向交通管理部門提出優(yōu)先申請(qǐng)，交管部門系統(tǒng)在原有的計(jì)劃信息，實(shí)時(shí)調(diào)度信息的基礎(chǔ)上，對(duì)請(qǐng)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(hào)控制系統(tǒng)進(jìn)入信號(hào)狀態(tài)恢復(fù)狀態(tài)，直到信號(hào)狀態(tài)恢復(fù)，完成信號(hào)優(yōu)先調(diào)度過程;

　　3.5系統(tǒng)中間件軟件

　　交通信號(hào)控制系統(tǒng)

　　交通信號(hào)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(hào)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(shí)別，并將該信息通過專用通訊光纖實(shí)時(shí)傳至交通信號(hào)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(hào)機(jī)進(jìn)行配時(shí)調(diào)整;

　　3.6系統(tǒng)總體建設(shè)規(guī)劃

　　快速公交信號(hào)優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括智能公交調(diào)度系統(tǒng)、BRT車輛信號(hào)優(yōu)先控制系統(tǒng)。二個(gè)部分互為獨(dú)立又密切關(guān)聯(lián)，共同形成了交通領(lǐng)域智能化，信息化管理;

　　以下我們從快速公交信號(hào)優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)2個(gè)組成部分詳細(xì)講解。3.6.1 BRT車輛信號(hào)優(yōu)先控制系統(tǒng)

　　在離路口 100-200米處安裝好RFID基站式定向讀寫器，當(dāng)公交車接近路口時(shí)，車頭的2.4G有源電子標(biāo)簽和裝在路邊的RFID基站式定向讀寫器相呼應(yīng)，讀寫器信號(hào)與交通指揮中心的交通信號(hào)控制系統(tǒng)聯(lián)結(jié)，路口的交通信號(hào)燈就會(huì)變化：讓BRT車輛專用車道方向的綠燈延長，或紅燈縮短;

　　3.6.2 硬件組成

　　1) RFID基站式定向讀寫器，離路口80-100米處安裝好RFID基站式定向讀寫器，用于讀取BRT車輛上有源電子標(biāo)簽信息，并通過串口485或者RJ45、繼電器輸出，和交通指揮中心與交通信號(hào)控制系統(tǒng)聯(lián)接，做信號(hào)的傳輸通訊;

　　2) RFID有源射頻卡，安裝在每臺(tái)受控的BRT車輛，進(jìn)行車輛信息身份識(shí)別;

　　3) 交通信號(hào)控制機(jī)，進(jìn)行交通信號(hào)的配時(shí)調(diào)整，達(dá)到綠燈延遲，紅燈提前;

　　3.6.2 硬件安裝注意事項(xiàng)

　　1) RFID基站式定向讀寫器，需注意安裝位置，高度，接頭防水(電源接頭、網(wǎng)絡(luò)接頭)、天線面板的安裝角度;

　　2) RFID有源射頻卡在BRT車輛上的安裝位置，可以捆綁或者懸掛，粘貼在車輛前面擋風(fēng)玻璃或者車輛后視鏡上;

　　3) 光纖通信系統(tǒng)安裝主要注意接頭防水;

　　4. 硬件設(shè)備介紹

　　4.1 RW-R902基站式定向讀寫器

　　4.2 RW-T908 超薄式電子標(biāo)簽