BRT交通信號(hào)優(yōu)先控制方案

1、Word文檔BRT交通信號(hào)優(yōu)先控制方案 1.參考依據(jù) 本方案參考了以下規(guī)范： GAT 527-2021 城市道路交通信號(hào)掌握方式適用規(guī)范 GAT 509-2021 城市交通信號(hào)掌握系統(tǒng)術(shù)語(yǔ) 交通信號(hào)掌握指南德國(guó)現(xiàn)行規(guī)范 GB 25280-2021 道路交通信號(hào)掌握機(jī) 信號(hào)掌握機(jī)說(shuō)明書 2.公交優(yōu)先掌握原理 圖 1 公交信號(hào)優(yōu)先掌握原理圖 3.BRT信號(hào)優(yōu)先掌握系統(tǒng)方案 快速公交系統(tǒng)(Bus Rapid Transit)簡(jiǎn)稱BRT，是一種介于快速軌道交通(Rapid Rail Transit，簡(jiǎn)稱RRT)與常規(guī)公交(Normal Bus Transit，簡(jiǎn)稱NBT)之間的新型公共客運(yùn)系統(tǒng)，是一種

2、大運(yùn)量交通方式，通常也被人稱作"地面上的地鐵系統(tǒng)'。它是利用現(xiàn)代化公交技術(shù)協(xié)作智能交通和運(yùn)營(yíng)管理，開(kāi)拓公交專用道路和建筑新式公交車站，實(shí)現(xiàn)軌道交通運(yùn)營(yíng)服務(wù)，達(dá)到輕軌服務(wù)水準(zhǔn)的一種獨(dú)特的城市客運(yùn)系統(tǒng)。 公交車輛定位與信號(hào)優(yōu)先是BRT系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。BRT信號(hào)掌握系統(tǒng)由公交車檢測(cè)模塊、車流量檢測(cè)模塊、通訊模塊、信號(hào)掌握機(jī)處理模塊及信號(hào)燈輸出模塊等組成。BRT信號(hào)掌握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2所示。 圖 2 BRT公交優(yōu)先掌握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 公交車檢測(cè)模塊 本方案采納RFID(射頻)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行公交車輛的檢測(cè)和定位。RFID車輛檢測(cè)器安裝在交叉口四周，檢測(cè)公交車輛。當(dāng)公交車輛接近道路交叉口時(shí)，安

3、裝在路側(cè)的RFID 讀寫器將讀取電子標(biāo)簽信息，識(shí)別公交車輛，同時(shí)將公交車輛抵達(dá)道路交叉口的信號(hào)和時(shí)間信息傳至信號(hào)掌握器，信號(hào)掌握器依據(jù)到達(dá)交叉口的公交車輛數(shù)，綜合考慮社會(huì)車輛的排隊(duì)、其他車道的飽和度等信息，推斷信號(hào)燈配時(shí)，對(duì)當(dāng)前放行相位的綠燈時(shí)間進(jìn)行延長(zhǎng)或者早斷，從而實(shí)現(xiàn)公交車輛在交叉口的信號(hào)優(yōu)先，同時(shí)也兼顧了社會(huì)車輛。 RFID公交車輛檢測(cè)器通常由車載電子標(biāo)簽(也叫車載移動(dòng)單元)和路側(cè)讀寫器(也叫固定單元)組成。電子標(biāo)簽由天線和RFID芯片組成，每個(gè)芯片都含有唯一的識(shí)別碼，用來(lái)表示電子標(biāo)簽所附著的公交車輛。讀寫器用來(lái)讀寫電子標(biāo)簽中的信息，讀寫器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和其他計(jì)算機(jī)或系統(tǒng)通訊，完成對(duì)電子標(biāo)簽的

4、信息獵取以及數(shù)據(jù)管理。通過(guò)交叉口四周的路側(cè)讀寫器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)公交車輛的區(qū)分和檢測(cè)，于是信號(hào)掌握器就可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行公交優(yōu)先的智能掌握。 在BRT公交車上安裝有源的電子標(biāo)簽，標(biāo)簽貼放在車輛外部車頭擋風(fēng)玻璃的右上角位置，設(shè)備放在車頭的頂部。 讀寫器需要從信號(hào)機(jī)取電，讀寫器通過(guò)信號(hào)線實(shí)現(xiàn)與路口信號(hào)機(jī)的通信。識(shí)別裝置的安裝位置依據(jù)通行方向上交叉口最大能延長(zhǎng)的綠燈時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)確定，且一經(jīng)確定，識(shí)別裝置的位置就很難再修改，一般應(yīng)用于交通流量比較穩(wěn)定的交通干線上。讀寫器的施工不用破路面，但從讀寫器安裝位置到路口路需要在綠化帶上施工。到路口后，借助路口信號(hào)燈的管線實(shí)現(xiàn)讀寫器與信號(hào)機(jī)的相連。 表 1讀寫器的安裝規(guī)

5、范 表 2電子標(biāo)簽的安裝規(guī)范 3.1.1主要功能 檢測(cè)公交車輛的達(dá)到信息。包括公交車輛到達(dá)時(shí)間、方向等信息。 檢測(cè)交叉口的公交車輛的數(shù)目。每個(gè)電子標(biāo)簽具有唯一的編碼，標(biāo)簽采納"主動(dòng)式'發(fā)送信息，處于始終發(fā)送狀態(tài)。 讀寫器讀到的電子標(biāo)簽信息存儲(chǔ)在緩沖區(qū)內(nèi)，通過(guò)"主動(dòng)式'或者"被動(dòng)式'將信息上傳給PC機(jī)或者掌握器。 可以和GPRS協(xié)作使用，對(duì)公交車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，便利公交車輛的監(jiān)測(cè)和調(diào)度。 3.1.2主要技術(shù)參數(shù) 讀寫器 工作頻率：2.4GHz-2.5GHz; 工作方式：與PC機(jī)、掌握器的通信采納的是被動(dòng)式; 通訊接口：RS232、RS485、

6、韋根26/34/66; 水平面波瓣寬度：75 垂直面波瓣寬度：55 RS485、RS232通訊速率可以設(shè)置(9600、14400、19200、28800、38400、57600(建議使用)、115200); 具有多標(biāo)簽識(shí)別功能：采納了防沖撞技術(shù)，標(biāo)簽的識(shí)別間隔時(shí)間是可以依據(jù)需要調(diào)整的; 增益：031dBi可調(diào); 讀取距離：讀寫器的自身讀取距離與增益成正相關(guān)性，增益增大，對(duì)應(yīng)的讀取距離也增大，總的讀取距離是讀寫器的讀取距離與電子標(biāo)簽的識(shí)別距離之和。 內(nèi)部采納多緩存技術(shù)(可以同時(shí)讀取512個(gè)標(biāo)簽的緩沖力量); 讀取標(biāo)簽類型：符合特定的標(biāo)簽通訊協(xié)議; 形狀尺寸：320mm200mm100mm ; 3

7、個(gè)指示燈：(電源燈：只要接通電源常亮;工作正常燈：每隔1秒閃耀1次;標(biāo)簽指示：讀到標(biāo)簽發(fā)亮); 重量：2.5kg; 電子標(biāo)簽 工作頻率：2.4GHz-2.5GHz; 工作方式：主動(dòng)式; 放射功率：小于1mW; 讀取方式：只讀性; 讀取距離：0-100米;0-50米;0-25米; 0-10米; 防水性：具有防水性; 工作年限：5年; 靜態(tài)工作電流：10uA; 最大工作電流：15mA; 工作電壓：3V; 沖撞力量：具有很強(qiáng)的防沖撞力量，能夠同時(shí)讀取卡的數(shù)量200張; 尺寸：54mm86mm4.5mm 車流量檢測(cè)模塊 為檢測(cè)車流量和車輛占有線圈時(shí)間等數(shù)據(jù)，需在路口埋設(shè)檢測(cè)器，使用仁微集中協(xié)調(diào)式信號(hào)掌

8、握機(jī)進(jìn)行流量檢測(cè)與分析。仁微集中協(xié)調(diào)式信號(hào)掌握機(jī)默認(rèn)配置一個(gè)車輛檢測(cè)模塊，用于北、南、西、東四個(gè)方向的車流量檢測(cè)。檢測(cè)模塊可用于與其它任何以干觸點(diǎn)或OC晶體管作為輸出的車輛檢測(cè)器接口，也可與仁微供應(yīng)的檢測(cè)器直接通過(guò)網(wǎng)線聯(lián)接接口。 圖3 檢測(cè)模塊在信號(hào)機(jī)4U掌握插箱中的位置 檢測(cè)器布設(shè)位置為距離停車線160米左右，如圖4所示。 圖4 交叉口檢測(cè)布設(shè)圖 線圈檢測(cè)器與信號(hào)掌握機(jī)配套使用，不需要第三方設(shè)備或軟件轉(zhuǎn)換。 3.2.1主要功能 交通信息采集、處理功能：交通信息采集是檢測(cè)器的基本功能，檢測(cè)器通過(guò)檢測(cè)線圈感應(yīng)量的變化推斷車輛的有無(wú)，然后CPU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算后得出車流量、平均速度、時(shí)間占有率、平均

9、車長(zhǎng)、平均車間距等交通數(shù)據(jù)。檢測(cè)器的靈敏度可人工設(shè)置。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能:檢測(cè)器可存儲(chǔ)計(jì)算后得到的數(shù)據(jù)。假如通信中斷，一旦恢復(fù)，可由通信端口上傳歷史數(shù)據(jù)到便攜電腦或掌握中心，保持?jǐn)?shù)據(jù)完整。 故障檢測(cè)功能:檢測(cè)器具備對(duì)線圈斷路和短路故障的檢測(cè)。在發(fā)覺(jué)故障時(shí)，檢測(cè)器能上傳故障信息。所存儲(chǔ)的信息能在檢測(cè)器或與檢測(cè)器相連的外部設(shè)備(該設(shè)備可檢索并顯示儲(chǔ)存信息)上顯示、查閱。以代碼或文本形式記錄下故障類型與細(xì)節(jié)L;故障發(fā)生的時(shí)間與日期、故障清除的時(shí)間與日期可以通過(guò)維護(hù)工具和中心系統(tǒng)查詢。 3.2.2主要技術(shù)參數(shù) 環(huán)境漂移自動(dòng)補(bǔ)償，可自動(dòng)跟蹤環(huán)境變化，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡 抗干擾力量強(qiáng)，可在強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境下工作 具有8級(jí)

10、靈敏度調(diào)整，車輛牢靠檢測(cè)靈敏度0.1%至0.9% (門限/基值) 自動(dòng)靈敏度提升，并且能自動(dòng)跟蹤傳感器工作環(huán)境緩變，能自動(dòng)適應(yīng)傳感器硬件條件突變及傳感器工作環(huán)境突變 能避開(kāi)線圈間干擾 線圈感應(yīng)指示燈、通訊指示燈 具有完整的自檢功能，清楚地指示故障現(xiàn)象，一旦故障消逝，自動(dòng)恢復(fù)工作 檢測(cè)多車道車輛，最大32車道 檢測(cè)器具有加電自動(dòng)復(fù)位和人工復(fù)位兩種功能 硬件看門狗，保證長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作 檢測(cè)響應(yīng)時(shí)間為15ms ，電感自協(xié)調(diào)范圍50uH1000uH，從而使得饋線長(zhǎng)度范圍為5m500m 全天候室外工作，能夠長(zhǎng)期承受惡劣環(huán)境條件，車輛誤檢率2%;占有率檢測(cè)精度：95%;測(cè)速范圍 0150km，車速檢測(cè)誤差

11、5%(20120km/h); MTBF：50000小時(shí) 輸入電壓：DC 5V 10 % 輸入功率：1 W 輸入電流：0.2 A 工作溫度：-20 +70 貯存溫度：-40 +85 相對(duì)濕度： 95 %無(wú)冷凝 形狀尺寸：L*W*H 20211045(mm) 公交信號(hào)優(yōu)先計(jì)算模塊 公交信號(hào)優(yōu)先計(jì)算模塊是BRT信號(hào)優(yōu)先掌握算法的實(shí)現(xiàn)部分。包括預(yù)處理模塊和智能決策模塊。該模塊的輸入信息為公交車FRID檢測(cè)器和車道線圈檢測(cè)器供應(yīng)的車輛信息，輸出是信號(hào)優(yōu)先掌握決策：是否調(diào)整(相位跳動(dòng)、提前結(jié)束或延長(zhǎng)等)當(dāng)前相位時(shí)間及調(diào)整幅度。 圖 5信號(hào)機(jī)公交優(yōu)先掌握模塊 智能決策模塊的功能是：基于預(yù)處理模塊的輸出，通過(guò)

12、交通需求強(qiáng)度模糊推理技術(shù)，結(jié)合公交優(yōu)先掌握策略，計(jì)算綠燈時(shí)間是否調(diào)整(提前、延時(shí)或相位跳動(dòng))，并打算調(diào)整值。 圖 6智能決策模塊 交通需求強(qiáng)度模糊掌握器的功能是完成交通狀況的模糊推斷推理過(guò)程，即依據(jù)檢測(cè)到的交通流參數(shù)，來(lái)確定各個(gè)相位或各個(gè)車道所對(duì)應(yīng)的交通需求強(qiáng)度，進(jìn)而完成一個(gè)模糊分類器的功能。綠燈調(diào)整模糊推理系統(tǒng)的任務(wù)是比較當(dāng)前綠燈通行相位和下一候選通行相位，給出一個(gè)綠燈調(diào)整(延時(shí)/提前/相位跳動(dòng)等)決策和調(diào)整時(shí)間。 公交優(yōu)先掌握主要采納如下策略(如圖 7所示)：綠燈時(shí)間延長(zhǎng)策略、綠燈時(shí)間提前策略和相位跳動(dòng)策略。 圖 7 公交優(yōu)先信號(hào)掌握策略 綠燈時(shí)間延長(zhǎng)策略 該策略通過(guò)延長(zhǎng)優(yōu)先相位的綠燈時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先。當(dāng)公交車輛到達(dá)交叉口(指的是到達(dá)車輛檢測(cè)器并且被檢測(cè)到)、但是該相位仍為綠燈信號(hào)且剩余的綠燈時(shí)間不足以讓公交車輛通過(guò)交叉口時(shí)，為使優(yōu)先公交車輛不停車等待而通過(guò)交叉口，就需要延長(zhǎng)本相位的綠燈時(shí)間。 綠燈時(shí)間提前策略 即縮短車輛等待綠燈信號(hào)的紅燈時(shí)間。當(dāng)公交車輛到達(dá)交叉口時(shí)，公交車輛通行方向所在的相位處于紅燈狀態(tài)，這時(shí)通過(guò)縮短交叉口當(dāng)前相位的綠燈執(zhí)行時(shí)間，使公交車輛到達(dá)交叉口時(shí)，可以以綠燈信號(hào)順當(dāng)通過(guò)交叉口。在這種掌握策略下，在周期長(zhǎng)度不變的狀況下，可以在后續(xù)執(zhí)行相位相序方案中對(duì)前一相位進(jìn)行綠燈補(bǔ)