[01084742]城市交通智能路网的关键技术及应用

现有城市智能交通系统由于管理与服务技术不先进，使得其最终的运行效果不尽如人意。主要表现在：①交通信息协调性差。现有系统仅依赖交通信息采集设备所得到的孤立点信息，未能实现感知手段的协同和感知信息的聚合，从而难以提供实时路网全局状态；②交通控制应变性弱。现有系统多为基于路口单点和经验规则的静态控制，还未形成有效的点、线、面相结合的系统化控制方案，难以提供自适应地动态控制，达到路网实时调控的目的。交通控制与交通信息融合性低。一方面缺少路网信息支持的交通控制，难以获得路网整体控制效益；另一方面因为缺少控制信息，导致交通信息服务难以达到路网流量平衡优化的预期目标。针对上述问题，该项目以交通控制的多尺度、交通信息感知与处理的高并发、控制与信息的深融合为目标，构建了城市交通协同监控与实时服务一体化理论模型、关键技术与运行系统，力求在现有路网资源条件下，通过突破融合信息感知、并发处理决策、协同智能控制和实时信息服务等技术瓶颈，实现城市交通智能路网的可测、可管、可控、可用，最终达到路网整体控制效益的协调优化。项目成果通过教育部主持的鉴定，达到了国际先进水平。项目前期成果获得2007年度教育部科技进步奖一等奖。主要创新点如下：①从实现时空多尺度的交通控制出发，针对路网流量平衡优化问题，提出了面向路网的交通流量动态平衡的协调控制模型与算法，以提升交通路网的平衡通行能力；②提出了交通状态在线协同的自适应监控模型，解决了单路口多摄像头同步协同和路口间多摄像头异步协同问题，建立了基于视频信号的交通状态协同监测与信号灯自适应控制系统；③提出了分布式计算环境下，面向交通多源数据的负载均衡算法，构建了交通数据并发分析的分布式支撑系统；④提出了分布式计算环境的路网交通态势的推演仿真模型，提供控制策略优化与信息服务决策。在上述关键技术创新基础上，项目研发了道路交通自适应控制信号机、协同监测视频系统与一体化交通协同监控与实时服务平台。上述核心创新点层次有序、互为依托，形成了具有鲜明技术特色、系统性的城市智能交通协同监控与实时服务解决方案。项目成果获得授权发明专利28项；软件著作权29项；发表SCI、EI索引论文71篇，Google Scholar他引317次。项目成果服务于北京奥运、上海世博、深圳大运会、公共交通、市民出行和交通管理，已在上海、北京、天津、江苏、四川、新疆等全国20个省、市、自治区100余个大中型城市的2000余项工程项目中开展了应用，有效地缓解了道路交通拥挤，提高了城市路网交通运行效率。项目成果在上海进行的性能综合测试表明：“本成果与国内普遍引进使用的澳洲SCATS系统相比，路网通行能力增加5%，平均车速提高3%，道路通畅时间增加7%。”从2010年1月至2012年12月，项目成果的应用共产生直接经济效益4.07亿元。