基于快速公交優(yōu)先權(quán)請求的可視化智能控制裝置及方法
【專利說明】基于快速公交優(yōu)先權(quán)請求的可視化智能控制裝置及方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及道路交通信號控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于快速公交優(yōu)先權(quán)請求的可視化智能控制裝置及方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]目前我國大部分一線、二線城市均已部署快速公交優(yōu)先系統(tǒng)，雖然在道路空間上分配出公交車專用道，但是公交優(yōu)先信號控制等智能化管理措施嵌入到城市道路交通信號系統(tǒng)中所占比例不及40%，并且所采用的公交優(yōu)先控制策略主要是交叉口的基站式RFID定向讀卡器將檢測的BRT車輛信息由專用電纜或光纜傳至交通信號機，然后該信號機適當延長BRT路線綠燈時間或縮短紅燈時間，實現(xiàn)降低BRT車輛的停車延誤。
[0005]上述控制策略的不足，一是綜合布線難度大，不能充分利用現(xiàn)有的電子警察或卡口土建設(shè)施，且易被道路改造施工所破壞，造成資源浪費;二是載有電子標簽的BRT車輛，只能憑公交司機目測信號燈狀態(tài)，在夜行期間，BRT公交司機在距離停車線大約100米時，才能辨別倒計時信號燈狀態(tài)，倉促做出行駛調(diào)整，這樣可能導(dǎo)致BRT車輛熄火或者因準備不足導(dǎo)致不能駛過路口。
[0006]目前，隨著智能交通的發(fā)展以及民眾對公交優(yōu)先控制的需求越來越高，當前的公交優(yōu)先控制不足之處愈加明顯，這類的快速公交優(yōu)先系統(tǒng)具有較大的改進空間。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種基于快速公交優(yōu)先權(quán)請求的可視化智能控制裝置及方法，利用無線傳輸技術(shù)來實現(xiàn)公交優(yōu)先控制。
本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種基于快速公交優(yōu)先權(quán)請求的可視化智能控制裝置，包括車載終端設(shè)備和路側(cè)輔助設(shè)備，所述車載終端設(shè)備包括車載終端CPU、GPS模塊、RFID定向讀卡器、ZigBee無線通訊從機模塊和LCD顯示屏，所述路側(cè)輔助設(shè)備包括公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域入口點電子標簽、公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域出口點電子標簽和ZigBee無線通訊路由模塊，所述公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域入口點電子標簽和公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域出口點電子標簽設(shè)置在路側(cè)的燈桿上，所述ZigBee無線通訊路由模塊設(shè)置在路側(cè)的電子警察監(jiān)控桿上；
所述GPS模塊的輸出端與車載終端CRJ的輸入端連接，所述RFID定向讀卡器的輸入端與公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域入口點電子標簽和公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域出口點電子標簽的輸出端連接，所述RF ID定向讀卡器的輸出端與車載終端CPU的輸入端連接，所述LCD顯示屏的輸入端與車載終端CPU的輸出端連接，所述車載終端CPU與ZigBee無線通訊從機模塊交互式連接，所述ZigBee無線通訊從機模塊通過ZigBee無線通訊路由模塊與綁定在交通信號機上的ZigBee無線通訊主機模塊交互式連接，所述ZigBee無線通訊主機模塊與交通信號機CPU交互式連接。
[0009]所述的基于快速公交優(yōu)先權(quán)請求的可視化智能控制裝置，所述車載終端設(shè)備還包括DC24V電源和DC/DC電源轉(zhuǎn)換與穩(wěn)壓電路，所述DC24V電源通過DC/DC電源轉(zhuǎn)換與穩(wěn)壓電路為車載終端CPU、GPS模塊、RFID定向讀卡器、ZigBee無線通訊從機模塊和LCD顯示屏提供工作電源。
[0010]所述的基于快速公交優(yōu)先權(quán)請求的可視化智能控制裝置，所述公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域入口點電子標簽和公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域出口點電子標簽均為主動型有源電子標簽，內(nèi)置高能鋰聚合物微型電池。
[0011]所述的基于快速公交優(yōu)先權(quán)請求的可視化智能控制裝置，所述ZigBee無線通訊路由模塊借助AC220V電源提供工作電源，所述ZigBee無線通訊主機模塊由交通信號機CPU提供工作電源。
[0012]所述的基于快速公交優(yōu)先權(quán)請求的可視化智能控制裝置，所述RFID定向讀卡器、公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域入口點電子標簽和公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域出口點電子標簽的無線工作頻率為2.4GHz?2.48GHz;所述ZigBee無線通訊從機模塊、ZigBee無線通訊路由模塊和ZigBee無線通訊主機模塊的無線工作頻率為2.38 GHz?2.5GHz。
[0013]所述的基于快速公交優(yōu)先權(quán)請求的可視化智能控制裝置，所述車載終端CPU采用STM32F407VGT6 芯片。
[0014]所述的基于快速公交優(yōu)先權(quán)請求的可視化智能控制裝置，所述DC/DC電源轉(zhuǎn)換與穩(wěn)壓電路采用XL4016芯片。
[0015]所述的一種基于快速公交優(yōu)先權(quán)請求的可視化智能控制裝置的控制方法，包括以下步驟:
(1)當BRT車輛駛?cè)牍粌?yōu)先車輛識別區(qū)域時，RFID定向讀卡器捕獲到公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域入口點電子標簽發(fā)送的標簽ID號，并將其作為本車已進入公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域的無線感知信息，傳送至車載終端(PU進行解析；
(2)車載終端CPU完成解析后，將由本車ID號與GPS模塊獲取的上行或下行方向共同形成的公交優(yōu)先權(quán)請求信息，通過ZigBee無線通訊從機模塊傳送至臨近路口的ZigBee無線通訊路由模塊；
(3)ZigBee無線通訊路由模塊將公交優(yōu)先權(quán)請求信息轉(zhuǎn)發(fā)至與該路口的交通信號機綁定的ZigBee無線通訊主機模塊，ZigBee無線通訊主機模塊再傳送至交通信號機CPU進行處理；
(4)交通信號機CPU根據(jù)從各外設(shè)接口獲取的當前路口的交通管理狀況，配置合適的公交優(yōu)先配時策略，生成新的紅綠燈倒計時時間，并將生成的新的紅綠燈倒計時時間信息通過ZigBee無線通訊主機模塊傳送至ZigBee無線通訊路由模塊；
(5 )ZigBee無線通訊路由模塊將新的紅綠燈倒計時時間信息轉(zhuǎn)發(fā)至ZigBee無線通訊從機模塊，ZigBee無線通訊從機模塊再傳送至車載終端CPU進行解析；
(6)車載終端CPU完成解析后，再發(fā)送至IXD顯示屏以圖文的方式顯示出來；
(7 )當BRT車輛駛離公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域時，RFID定向讀卡器捕獲到公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域出口點電子標簽發(fā)送的標簽ID號，并將其作為本車已離開公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域的無線感知信息，傳送至車載終端(PU進行解析；
(8)車載終端CPU完成解析后，依次通過ZigBee無線通訊從機模塊、ZigBee無線通訊路由模塊和ZigBee無線通訊主機模塊向交通信號機CPU發(fā)送公交優(yōu)先權(quán)請求結(jié)束信息，交通信號機CPU控制紅綠燈恢復(fù)正常運行狀態(tài)。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明具有較高的性價比，能夠克服公交司機目測信號燈狀態(tài)、綜合布線和當前公交優(yōu)先控制策略的缺點，增加RFID定向讀卡器讀取公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域入口點、出口點電子標簽信息、發(fā)送公交優(yōu)先權(quán)請求信息、接收公交優(yōu)先權(quán)授權(quán)信息并通過LCD顯示屏顯示的功能，并且公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域入口點、出口點電子標簽可安裝在路旁燈桿上，ZigBee無線通訊路由模塊可安裝在路旁電子警察監(jiān)控桿上，施工簡單、成本低，受外界變化影響小，可有效實現(xiàn)BRT快速公交信號優(yōu)先控制。
[0017]
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實施例進一步說明本發(fā)明。
[0021]如圖1所示，一種基于快速公交優(yōu)先權(quán)請求的可視化智能控制裝置，包括車載終端設(shè)備I和路側(cè)輔助設(shè)備2。車載終端設(shè)備I包括車載終端CPUll、GPS模塊12、RFID定向讀卡器13、ZigBee無線通訊從機模塊14、LCD顯示屏15、DC24V電源16和DC/DC電源轉(zhuǎn)換與穩(wěn)壓電路17。路側(cè)輔助設(shè)備2包括公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域入口點電子標簽21、公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域出口點電子標簽22、ZigBee無線通訊路由模塊23和AC220V電源24。公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域入口點電子標簽21和公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域出口點電子標簽22設(shè)置在路側(cè)的燈桿上，ZigBee無線通訊路由模塊23設(shè)置在路側(cè)的電子警察監(jiān)控桿上。
[0022 ] GPS模塊12的輸出端與車載終端CPUl I的輸入端連接;RFID定向讀卡器13的輸入端與公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域入口點電子標簽21和公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域出口點電子標簽22的輸出端連接，RFID定向讀卡器13的輸出端與車載終端CPUll的輸入端連接;LCD顯示屏15的輸入端與車載終端CPUll的輸出端連接;車載終端CPUll與ZigBee無線通訊從機模塊14交互式連接，ZigBee無線通訊從機模塊14通過ZigBee無線通訊路由模塊23與綁定在交通信號機3上的ZigBee無線通訊主機模塊31交互式連接，ZigBee無線通訊主機模塊31與交通信號機CPU32交互式連接。DC24V電源16通過DC/DC電源轉(zhuǎn)換與穩(wěn)壓電路17為車載終端CPU11、GPS模塊12、RFID定向讀卡器13、ZigBee無線通訊從機模塊14和LCD顯示屏15提供工作電源。公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域入口點電子標簽21和公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域出口點電子標簽22均為主動型有源電子標簽，內(nèi)置高能鋰聚合物微型電池。ZigBee無線通訊路由模塊23借助AC220V電源提供工作電源。ZigBee無線通訊主機模塊31由交通信號機CPU32提供工作電源。
[0023]本發(fā)明的工作原理:
當BRT車輛駛?cè)牍粌?yōu)先車輛識別區(qū)域時，RFID定向讀卡器13通過平板無線接收天線捕獲到路側(cè)安裝的公交優(yōu)先車輛識別區(qū)域入口點電子標簽21每隔400ms發(fā)送的標簽ID號，作為BRT車輛應(yīng)獲得的無線感知信息，然后傳送至車載終端CPUl I;車載終端CPUl I完成解析后，將由本車ID號與GPS模塊12所獲取的上行或下行方向共同形成的公交優(yōu)先權(quán)請求信息，通過ZigBee無線通訊從機模塊14上的5dBi射頻天線，無線傳送至臨近路口的ZigBee無線通訊路由模塊23;ZigBee無線通訊路由模塊23再無線轉(zhuǎn)發(fā)至與該路口的交通信號機3綁定的ZigBee無線通訊主機模塊31 !ZigBee無線通訊主機模塊31將接收到的信息傳送至交通信號機CPU32進行處理。
[0024]交通信號機CPU32根據(jù)從各外設(shè)接口獲取的當前路口的交通管理狀況，配置合適的公交優(yōu)先配時策略，生成新的紅綠燈倒計時時間，并將生成的新的紅綠燈倒計時時間傳送至ZigBee無線通訊主機模塊31; ZigBee無線通訊主機模塊31通過5dBi射頻天線將信息傳送至ZigBee無線通訊路由模塊23 !ZigBee無線通訊路由模塊23再無線轉(zhuǎn)發(fā)至ZigBee無線通訊從機模塊14; ZigBee無線通訊從機模塊14再傳送至車載終端CPUl I;車載終端CPUl I解析后