智能化城市道路交通诱导系统技术及发展

1、北京四通智能交通系统集成有限公司2012012 2年年1 11 1月月1 17 7日日上海上海智智能能化城化城市市道路道路交交通诱通诱导导系统系统技技术与术与发发展展第五届中法可持续发展城市交通系统论坛第五届中法可持续发展城市交通系统论坛关关 积积 珍珍创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司概述概述系统系统概概要要 关键关键技技术术与与创创新新应用应用实实践践 发展展发展展望望创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司概述概述智能交通系统包括智能化管理系统，也包括智能化服务创新 专业 持久 完善系统，智能化交通诱导系统是智能化服务系统的重要内容。北京、上海等城市建立

2、了比较完善的道路交通智能化诱 导系统，为动态调控交通流、缓解交通拥堵、方便公众出 行起到了良好的作用。我国的城市智能交通系统建设正处于高速发展期，随着 全社会城市化、机动化的进程，城市智能交通系统面临重 大发展机遇。先进、实用的城市道路智能化诱导系统，有效调节路网 交通。流、降低出行成本，是促进低碳交通发展的重要措施。公众服务落后公众服务落后基础基础信息信息共共享不够享不够 信信息息处理处理能能力弱力弱 信息信息综综合合利利用水用水平平不高不高 公众公众信息信息服服务水务水平平低低行业信息化基础建设行业信息化基础建设 发展迅速发展迅速管理系统投入大管理系统投入大ITS集中于交通管理集中于交通管

3、理意识问题：重视管理，轻视服务缓缓解城市解城市交交通拥堵通拥堵：手段、手段、效效率、服率、服务务概述概述创新 专业 持久 完善技术问题：技术问题：数据质量参差不齐数据质量参差不齐 信息信息内容流于形式内容流于形式 交通状态交通状态描述缺乏一致性描述缺乏一致性 缺乏合缺乏合理理VMSVMS控制策略控制策略 诱导信诱导信息发布流程繁琐息发布流程繁琐 设备多设备多采用人工故障检测采用人工故障检测 不同不同类型类型VMSVMS接入困难接入困难诱导信息可靠性准确性差 信息内容诱导性差 状态描述与环境及驾驶员感受不符 VMS显示页变化与交通状态相悖 操作人员工作量大 不能满足设备实时监控需求 系兼容性差概

4、述概述交交通诱导通诱导：系统化系统化、智能化智能化、实用实用化化创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司国内外国内外发展比较发展比较 缺少能够准确描述交通状态及发布信息的诱导系统 缺少规模化控制VMS的技术 诱导信息生成操作人工进行，复杂且效率低VMS装置的视认性效果差强人意 信息采集手段较为丰富 重视处理技术研究 对诱导技术方面研究领先有完善的施工规范及信息表达标准 系统多用于高速公路，应用规模小概述概述创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司交 通 流 信 息 实 时 接 入 子 系 统移动检测设备检测线圈微波检测器视频检测器超声波检测器. . . . . .静

5、态（准静态）交通信息基础地交通地交通管 理信息理信息理信息管理对 象信息其他交通信息车载GPS信息处理/分析系统总体架构系统总体架构创新 专业 持久 完善交通指挥管理交通控制交 通 流 信 息 发 布 控 制 子 系 统对 内 发 布有线电视广播对 公共信息发布电话、电视、网外 站综合查询发布交通诱导信息VMS车辆导航源 数 据路 况 状 态 信 息自 动 发 布 信 息人 工 发 布 信 息自 动 发 布 信 息其 它 系 统 信 息显 示 屏路 况 人 工 设 置 和 干 预系统总体流程系统总体流程创新 专业 持久 完善诱导数据处理自动诱导信息生成人工显示信息编辑显示信息合成外部接入接口通

6、讯控制北京四通智能交通系统集成有限公司系统总体思路系统总体思路兼 容 性准 确 性可 操 作 性视 认 性时 效 性交 通 流 信 息 发 布 控 制 子 系 统可 靠 性诱 导 信 息 的 自 动 生 成 与 发 布 技 术低 成 本可 接 受 性自 主 知 识 产 权 、 产 业 化 、 批 量 使 用海 量 多 源 异 构 交 通 数 据 采 集 技 术交 通 流 数 据 的 智 能 化 分 析 技 术新 型 V M S交 通 流 信 息 实 时 接 入 子 系 统交 通 流 信 息 处 理 / 分 析 子 系 统智 能 化 城 市 道 路 交 通 诱 导 系 统成 套 技 术 与 装

7、备系 统 特 性创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司海量多源海量多源异异构交通数构交通数据采据采集技集技术术动态交通诱导技术研究交通流数交通流数据据的智能化的智能化分析分析技技术术诱导信息诱导信息的的自动生成自动生成与发布与发布技技术术新型新型V VM MS S装装置置关键技关键技术术关键技术关键技术数 据 预 处 理噪声数据处理历史交通数据挖掘示范系统诱导信息对驾驶员 路径选择的影响诱导信息的量化 发布研究诱导信息的针对性 发布研究交通诱导与控制 的联动研究创新 专业 持久 完善丢失和故障数据处理交通状态短时预测研究数据质量分析交通运行状态评价北京四通智能交通系统集成有限公

8、司1.1.多源异构交通数据的实时接入多源异构交通数据的实时接入实时接入各类检测器检测的动态交通数据和其他 相关系统的数据，实现多源信息集成接入，确保 信息的真实性、实时性以及系统的兼容性。2.2.数据质量的监控数据质量的监控建立了基于占有率-速度模型，占有率-流量模型， 对数据质量进行实时监测，确保诱导系统数据来源 的可靠。关键技术关键技术1海量多源异构交通数据采集技术海量多源异构交通数据采集技术创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司1、交、交通流通流数数据预处据预处理理2、交、交通流通流短短时预时预测测3、交、交通状通状态态的一致的一致性性描描述述关键技术关键技术2交通流数据

9、的智能化分析技术交通流数据的智能化分析技术创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司N交通流数据输出是否异常波动是否错误数据对错误数据进行修复N对异常数据进行滤波Y北 二 环 内 环 月 日 原 始 速 度 时 间 速度北 二 环 内 环 月 日 滤 波 后 原 始 速 度 时 间 速度1、交、交通流通流数数据预据预处理处理目的：保证诱导信息的准确性和可靠性 缺失数据的判别与补齐 错误数据的识别与修复 异常波动数据的识别与滤波实时交通流数据是否缺失数据N对缺失数据进行补齐Y关键技术关键技术2交通流数据的智能化分析技术交通流数据的智能化分析技术创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系

10、统集成有限公司受道路等级、交通状态、路段长度等因素影响小，适用性强，运算速 度快。以5分钟为周期的预测，在城市快速路准确率达到90%以上，主 干路达到80%以上，能够满足交通管理和出行诱导的实时、动态需求。 专利：交通流数据短时预测方法及系统已获批国家发明专利 方法：双层K-近邻短时预测算法 效果：目的：确保诱导信息的时效性关键技术关键技术2交通流数据的智能化分析技术交通流数据的智能化分析技术2、交、交通流通流短短时预时预测测双层K-近邻预测算法效果（快速路 ）双层K-近邻预测算法效果（主干路K - K - 近 邻 预近 邻 预 测测5 55 04 54 03 53 02 52 01 51 0

11、7:007:207:408:008:208:409:009:209:4010:0010:2010:4011:0011:2011:4012:0012:2012:4013:0013:2013:4014:0014:2014:4015:0015:2015:4016:0016:2016:4017:0017:2017:4018:0018:2018:4019:0019:2019:4020:0020:2020:4021:0021:2021:40速度(km/h)滤 波 后 速 度 k - 近 邻 预 测 速 度k - k - 近 邻 相 对 误近 邻 相 对 误 差差3 53 02 52 01 51 0507:

12、007:207:408:008:208:409:009:209:4010:0010:2010:4011:0011:2011:4012:0012:2012:4013:0013:2013:4014:0014:2014:4015:0015:2015:4016:0016:2016:4017:0017:2017:4018:0018:2018:4019:0019:2019:4020:0020:2020:4021:0021:2021:40相对误差（%）创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司3、交、交通状通状态态的一的一致致性描性描述述结合道路等级、交通环境等因素，保证：结合道路等级、交通环境

13、等因素，保证： 多个VMS上对同一路段交通状态的描述一致 不同道路等级上实际道路状况与驾驶员的感受一致交通状态与颜色的对应：交通状态与颜色的对应：拥堵红缓慢黄畅通绿对交通状态的描述可采用定定性性、定定量量两种方式，通过文字或图形发布。关键技术关键技术2交通流数据的智能化分析技术交通流数据的智能化分析技术创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司关键技术关键技术3诱导信息的自动生成与发布技术诱导信息的自动生成与发布技术1、诱、诱导信导信息息自动生自动生成成2、VMS控控制策制策略略3、VMS信信息交息交互互创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司1、诱导信息自动生成 诱

14、导诱导信息信息表达表达驾驶员对诱导信息的服从率，随着交通状态由畅通到 拥堵逐渐升高。将诱导信息分为描述型、建议性、加强型关键技术关键技术3诱导信息的自动生成与发布技术诱导信息的自动生成与发布技术创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司1、诱导信息自动生成 诱导诱导信息信息编辑编辑 根据常用的诱导信息词汇生成词库，结合VMS屏体的大小、像素、分辨率设置对应的模板； 根据词库，文字性的诱导信息，经系统解析后自动分词、换行，与不同模板匹配关键技术关键技术3诱导信息的自动生成与发布技术诱导信息的自动生成与发布技术创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司VMSnVMS3显示页

15、p显示页3显示页2诱导信息p诱导信息3显示页1显示页p显示页3显示页2节目单1节目单n节目单3节目单2VMS1VMSnVMS3VMS2诱导信息1诱导信息p 诱导信息3诱导信息21、诱导信息自动生成 节目单生成 逐屏、逐信息发布（多对多）VMS1VMS2显示页1诱导信息1诱导信息2节目单级别：唯一、优先、普通、缺省同等级的节目单按照时间顺序依次发布不同等级节目单，按照节目单优先级进行发布按节目单发布（一对多）关键技术关键技术3诱导信息的自动生成与发布技术诱导信息的自动生成与发布技术创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司2、VMS的控制策略 VMS显示页控制策略系统生成VMS显示页

16、控制策略，只有当交通状态的畅通系数变化幅度大于设定值 时，交通状态才会发生变化。 大范围联动诱导控制采用分层式联动控制，构建了基于Mulit-Agent的分层递阶多式联动诱导控制模型决策Agent（总控制中心）区域协同Agent 1（分控制中心1）执行Agent（诱导主体）.区域协同Agent 2（分控制中心2）区域协同Agent N（分控制中心N）执行Agent（诱导主体）执行Agent（诱导主体）执行Agent（诱导主体）执行Agent（诱导主体）执行Agent（诱导主体）关键技术关键技术3诱导信息的自动生成与发布技术诱导信息的自动生成与发布技术创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集

17、成有限公司3、VMS的信息交互 统一的数据交换格式：确保信息交互标准化和可扩展性 数据压缩： 确保传输实时性 随机数加密：确保传输可靠性关键技术关键技术3诱导信息的自动生成与发布技术诱导信息的自动生成与发布技术创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司VMVMS S装置装置全点阵式全点阵式嵌入式嵌入式V VM MS S复合式复合式V VM MS S关键技术关键技术4新新型型VMSVMS装置装置创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司电源故障检测 双路测温 双路测光VMS故障逐点检测技术远程故障自动检测技术VMVMS S显显示示技技术术防镶边技术防眩光技术视认性分析16

18、mm16mm关键技术关键技术4新新型型VMSVMS装置装置创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司技术创新技术创新自主创新多种型式自主创新多种型式的的VMS及及 其远程故障自动化诊断其远程故障自动化诊断诱导信息的自动生成诱导信息的自动生成 与大范围实时发布与大范围实时发布交通状态的一致性交通状态的一致性描述与量化发布描述与量化发布多源交通信息的实时多源交通信息的实时接入与智能化分析接入与智能化分析VMS的多样化接的多样化接 入与开放式控制入与开放式控制创新点系统能够接入多源交通信息，通过数据质量监控、数据预处理与短时预测方定法义，了提描升述诱交导通信状息态的的准一确致性性指与标时

19、效，性保证。多个VMS上对同一路段交通状态诱 自 导系主 信统研 息开发 按发了 节了新 目通型 单用嵌 发接入 布口式 ，协和 V议复MS，合分实式层现V 控 M了S 制 ， ，使 有 诱不效 导同提 信厂升 息家诱 的、导 发不设 布同备 与类的 硬型视 件V认M设S性与备 和系无 可统关 靠的， 性交，为 降 大互低 范。设 围 备 、 的 规 生 模 产 化 和 诱 维 导 护 信 成 息 本 的 。 实时发布提供了灵活、快速的通道。的描述一致，描述采用文字及图像方式，并首创动态交通信息量化发布。技术创新技术创新创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司技术创新技术创新 基

20、础研究：基础研究：8 86 63 3“城城市交通大市交通大范围范围多式联动多式联动诱导诱导关键技术关键技术研究研究”8 86 63 3“公公众出行全众出行全程智能程智能导导向关向关键技术键技术研研究究”9 97 73 3“大大城市交通城市交通拥堵拥堵基础科学基础科学问题问题研究研究” 中小企中小企业业创新基创新基金金荣获首届中国智能交通协会科技一等奖。荣获首届中国智能交通协会科技一等奖。提提升升了交了交通信通信息应用服息应用服务水务水平，体平，体现现了了智智能交能交通通服服务社务社会公众会公众的的理念。理念。合理诱导合理诱导车流车流，提高通提高通行行效效率，社会率，社会经济经济效效益益明显。明

21、显。创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司 我国首个智能首个智能化化城市交通诱导系统：2001年首次研发成功投入使用。 我国控制规模最最大大的诱导系统：可控制的VMS最大 容量可达1000块。目前，在北京控制VMS 420余块。 应用广泛：北京、天津、广州、西安、中山、潍坊、 苏州、吴江 形成了成成套套技术与装备，并实现了产业化产业化：研发形 成了成套技术与装备，实现了产业化。技术创新技术创新创新 专业 持久 完善北京四通智能交通系统集成有限公司应用实践应用实践创新 专业 持久 完善城市控制VMS数量接入交通流数据源北京427427微波检测器1400套，视频检测器400余套，以及感应线圈、 信号系统、122接处警、交通事故、交通管控等信息来源天津5858微波检测器400套广州5050微波检测器129套，感应线圈115套,以及信号系统、122接处警、交通事故、交通管控等信息来源西安3838微波检测器102套，以及信号系统、122接处警、交通事故、交通管控等信息来源中山3333视频检测器126套潍坊1212电子警察120，另有371套在建济宁2727在建电子警察70套吴江3030在建微波检测器150套北京四通智能交通系统集成有限公司国内规模最大的智能交通诱导系统，覆盖包括整个北京城区及通州、大 兴、昌平、房山