基于GPS的BRT公交优先控制系统研究与设计

摘要

发展BRT公共交通系统是在短时期内解决城市交通问题的有效途径和提高城市公共交通服务水平和运行效率的最佳选择之一。本文以重庆市首条BRT线路的BRT公交优先控制系统为主要研究目标，对公共交通线网和BRT线网模型进行了深入地分析和研究，设计出系统定位模型和算法，制定了BRT公交信号优先控制策略，完成了基于GPS的BRT公交优先控制系统的设计。
　　 本文的主要研究内容：
　　 (1)在了解GPS定位原理的基础上，针对BRT线路和公共交叉口平面控制策略进行优化分析，设计出系统两点定位模型和算法；
　　 (2)根据对道路、路线、路口各方向交通流量、信号控制的能力和特性等情况进行调研的基础上，制定了BRT车辆最大限度优先控制策略；
　　 (3)通过对实际问题的调查和分析，针对当BRT与常规公共车辆在公共交叉口区间时，如何保证其在不影响正常交通的情况下，具有比其它公交车辆优先权进行研究；
　　 (4)设计了BRT公交优先控制的软硬件系统。在对硬件模块功能分析的基础上，设计了一种基于GPS、近距无线通信技术、自动控制技术、数据通信技术及计算机处理技术于一体的BRT公交优先控制装置，有效地保证BRT车辆的准时性，大大提高了BRT公交的服务水平，促进BRT的发展。
　　 此系统已经成功地应用在重庆市首条BRT线路，取得了良好的实用效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2国内外BRT公交优先控制系统发展现状

1.3本论文完成的主要工作

2 GPS全球定位系统

2.1 GPS发展历程

2.2 GPS系统组成

2.3 GPS特点

2.4 GPS定位原理

2.4.1 GPS定位的基本观测量与定位模型

2.4.2 GPS伪距定位解算

2.4.3 GPS单点测速

2.5 GPS在国内外公共交通中的应用

3 BRT系统及线网优化

3.1 BRT系统介绍

3.2 BRT线网优化分析

3.3 BRT与常规公交公共交叉口区间的处理技术

3.3.1 BRT公交专用进口道及其处理方法分析

3.3.2 BRT公交优先预信号控制技术及处理方法分析

3.3.3 BRT公交优先感应信号控制技术及适应性分析

3.4本章小结

4控制系统模型与算法设计

4.1 BRT多车辆实时动态定位模型

4.2 BRT公交信号优先控制策略及算法

4.2.1 BRT公交信号优先发展现状

4.2.2 BRT公交信号优先控制策略研究

4.3 BRT公交信号优先控制系统算法设计

4.4本章小结

5控制系统设计

5.1控制系统总体结构和主要功能

5.2嵌入式车载装置部分设计

5.2.1嵌入式车载部分硬件结构设计

5.2.2嵌入式车载装置软件结构设计

5.3嵌入式地面接收装置设计

5.3.1嵌入式地面接收装置硬件结构设计

5.3.2嵌入式地面接收装置软件结构设计

5.4嵌入式微处理器的选型与特性

5.4.1微处理器的选型

5.4.2主控制器的特性

5.5车载终端GPS定位模块

5.5.1 GPS GR-87性能指标

5.5.2 GPS GR-87数据接口

5.6无线通信部分设计

5.6.1无线通信设计

5.6.2同频多点无线通信的碰撞检测机制

5.7实验结果与分析

5.8本章小结

6车载电子设备抗干扰设计

6.1汽车电磁环境概述

6.1.1汽车电源电压特性

6.2车载电子设备电磁兼容设计

6.2.1供电系统

6.2.2接口通道抗干扰

6.2.3车载设备PCB接地

6.2.4软件抗干扰

6.3本章小结

7全文总结

7.1完成的主要工作

7.2研究展望

致 谢

参考文献

附 录