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广西柳州等实施互联网动态信控系统 建设智慧交通

gecimao 发表于 2019-04-23 09:03 | 查看: | 回复:

  中国科技网讯(记者李禾)交通拥堵已成为大多数城市的常态。作为航天科工集团智能交通技术分中心,航天科工智慧产业发展有限公司将互联网车辆轨迹数据应用于交通信号控制,实现交通信号灯的动态优化控制,打造成互联网动态信号优化控制系统。该系统可以完全不依赖路口的交通传感器,很好解决现有交通信号控制系统因传感器建设和维护问题不能发挥作用的问题,同时也为城市管理者提供了一个低成本的解决方案。

  据悉,2017年,航天智慧公司与柳州市公安局、广西科技大学计算机与通信工程学院签署战略合作协议,在柳州成立西南智慧公安智慧交通创新研究中心。在此基础上,互联网动态信号优化控制系统于2018年在广西柳州落地,该系统是世界上第一个真正城市级的,完全中国自主知识产权的动态信号优化控制系统。该系统在不依赖渠化及路口改造前提下,仅通过信控优化及软件升级,在柳州全城范围158个路口实施控制优化并取得了良好效果:全城延误下降7%,停车次数下降4%;同比延误下降9%,停车下降6%;干线%不等;大延误下效果提升明显,过饱和及多次停车下降37.50%。

  据统计,随着我国经济发展人民生活水平的逐步提高,汽车保有量逐年快速上涨,2018国内民用汽车拥有量为2.3122亿辆。用于道路交叉口、控制协调路口车辆通行的交通信号灯、交通信号控制机以及交通信号控制系统则是交通管理部门减少交通拥堵、保持道路畅通的必要和常用的基础设施。

  交通信号控制的方式从简单到复杂分别为单点控制(包括定时控制、感应控制)、干线协调控制、区域协调控制。随着交通拥堵的加剧,对交通信号控制能力的要求越来越高,单点控制和干线协调控制已不能满足大部分城市的交通管理要求,建设具有区域协调控制功能的交通信号控制系统成为智能交通建设的重点。

  目前,在国内使用的交通控制系统大都采用放大国家的优质系统或是以那些系统为依托的进化版,如进口的SCOOT系统、SCATS系统、ACTRA系统,国产的NUTCS系统、SMOOTH系统、HiCon系统等。由于这些信号控制系统的信号优化控制功能的实现,依赖于安装在路口的各种交通传感器。因此,在实际使用中,因传感器布设密度不够、维护保障缺乏等原因,难以真正地发挥作用。

  在互联网技术快速发展的背景下,航天智慧公司在广西柳州落地实施的互联网动态信号优化控制系统,改善并补充目前传统信号控制优化领域存在的问题与不足,该系统基于历史和实时的轨迹数据,针对常发性和偶发性问题,集成评估诊断、区域协调优化、动态感应控制及溢流控制等功能,可以实现对大规模区域内信号系统的问题进行实时评估诊断、系统性和动态化地调整优化,有效缓解交通拥堵,提升通行效率。

  该系统的技术核心是互联网轨迹数据的信号控制优化算法,包括时段及子区划分算法、协调优化算法、溢流及过饱和问题的动态优化算法,形成了一套基于轨迹数据的城市级的、系统的、动态的信号控制优化框架和全新信号优化模型,以及大规模快速计算的优化求解算法和实现技术。

  在算法开发的过程中重点解决了轨迹数据预处理的问题,利用车辆载客状态、与邻近轨迹的一致性等特征严格剔除异常数据,确保轨迹真实反映交通状态,并通过权重递增的滑动窗口累积数据,保证对过饱和及溢流状态判断的准确性。

  该系统提供周级迭代优化和分钟级动态优化两个层次的优化算法。周级迭代优化为基于平均交通状态的基础配时方案优化,响应交通状态的持续显著变化(如季节性),缓解常发拥堵。分钟级动态优化为基于实时拥堵感知的配时方案动态优化,响应交通状态的短时间突发变化,重点识别处理过饱和及溢流问题,缓解偶发拥堵。

  该系统和现有的传统固定配时系统有良好的兼容性,可以在短时间内,对大规模区域范围进行信号系统的有效升级。可以辅助交管部门更高效地管理城市交通、缓解交通拥堵。系统通过对交通状态的实时监控、对交通问题的深入分析诊断、对控制优化方案的自动生成和下发。实现“评估-诊断-优化-评估”的闭环迭代。

  实时预警模块提供分钟级实时路况、轨迹、报警信息,快速发现异常拥堵点;提供历史报警、延误趋势波动,及时关注全城态势变化;提供全城实时延误排名、停车次数排名动态刷新,实时掌握路口变化。

  问题诊断模块提供以下功能:提供7×24小时历史轨迹问题快速诊断分析,及时定位问题路口;提供历史诊断问题变化趋势、动态的延误和轨迹信息,准确发现问题分布;通过各个时段问题路口排名以及详细指标,可以针对性解决重点路口问题。

  迭代优化模块提供周级基础方案优化和分钟级动态优化两种模式。基础方案优化是基于平均交通状态进行周级迭代,缓解常发拥堵。动态方案优化是基于实时拥堵感知进行分钟级微调(拥堵式响应动态控制),缓解偶发拥堵,该模块利用智能化算法和闭环迭代机制提高单位警力的路口管理数量和质量。

  迭代优化模块提供排队、延误、停车、溢流比率等多种轨迹指标,准确评估交通状态。模块通过多个评估区间数据对比,发现前后变化,准确验证优化效果该模块也可提供路口级报告、城市级周报、月报,准确掌握路口运行信息。

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