交通运行诊断及信号优化控制技术研发与示范验证

交通运输、仓储和邮政业

北京市科技计划

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

北京市公安局公安交通管理局与北京北大千方科技有限公司共同承担了2020年度北京市科技计划项目《交通运行诊断及信号优化控制技术研发与示范验证》，本课题完成以下科技成果： （1）交通运行诊断系统 结合北京交管局内外部系统建设情况，根据专家团队的整体规划和数据模型，构建本地专属的路况数据资源池，设立不同路况数据主题库，持续接入各类数据，逐渐发现、交叉引用、充分释放路况大数据的价值，形成本地特有道路交通管控体系，更好地服务交通管理、指挥调度与社会公众。 以数据“数据驱动”精细化交通流管控为目标。总体框架是汇聚路口的交通流、卡口电警等交警自有数据、互联网浮动车数据及公交、出租等交委数据，统一汇聚到大数据平台，对多源交通流数据进行清洗、融合，构建路况相关主题库，形成路况大数据资源池。支撑路况实时监测、问题诊断及预警和交通态势研判分析三大功能模块。同时交通流数据支撑信号优化模型的训练，形成优化方案下发到信号控制系统进行方案执行。整体形成闭环的数据流程：从数据采集、数据存储到监测诊断、研判预警、再到方案选择、方案调整、方案执行，再对执行效果进行评估反馈。 实现车辆检测数据、交通信号控制数据、互联网路网运行状态数据等多源数据驱动下的多层级信号优化；实现接入视频、多目标雷达、信号系统、互联网路网运行状态等在内的4类数据以上，实现拥堵瓶颈场景、失衡节点场景、低饱和路口场景、慢行积聚过街场景、协调干线场景、短连线路段场景等不少于6类典型交通场景下的动态监测，具备支撑基于多源数据驱动的单点、干线信号动态优化功能，系统方案生成到下发前端信号机的平均响应时间小于1s；实现对多源交通流数据进行清洗、融合，构建路况相关主题库，形成路况大数据资源池； （2）交通信号控制系统 面向交通场景与目标策略的“交通信号协调实时控制系统”。根据混合交通的特点和实情，结合动静态交通场景，实时监测交通通行状态，主动适应控制需求和目标，数据驱动并综合反馈优化，突破了传统技术应用瓶颈，已经过全国十几个城市测试和验证，并取得了良好的效果。 信号控制系统主要采用单点多时段控制、实时优化控制、干线协调控制、多种协调控制方式组合、片区协调优化控制等多种控制方式，与现有的实时单点感应控制系统相比，基于视频检测的单点感应控制系统能够准确直接的获取分车道车辆排队长度数据，可以更直观的反映各流向交通负荷程度，避免了控制算法中由于数据转换带来的内在偏差与计算延误。可以根据历史交通数据、路口饱和程度、路口的交通布局及交通管理需求设定多时段多场景的信号控制目标，并通过有针对性的多时段感应控制参数设置保证信号控制目标的实现。视频检测可以直接获取路口各流向排队长度、交通流量、车辆时距、占有状态等交通状态数据，配合信号机存储的实时周期长度、相位时间、绿性比等信号控制数据，能够有效记录路口的交通特性与通行规律，为后续的交通组织优化调整提供大数据支撑。 结合路网通行状态诊断认知，以路口绿灯损失时间最小、干线车辆通过率最大为优化目标，研究信号机实时响应优化控制算法、干线动态协调控制算法，升级研发信号机控制软件模块和中心信号系统软件模块，实现信号实时优化、可变车道自适应调整、干线动态协调、热点过饱和均衡等高级信号控制功能。