面向复杂场景的混合交通流仿真建模与管控研究

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智能网联汽车
智慧城市
新一代信息技术
成果单位: 北京工业大学
合作方式: 自行实施
所处阶段: 概念
关 键 词 : 城市交通车路协同混合交通流多源数据融合仿真建模智能群控协同感知拥堵预测
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该成果得分:0

核心问题

中国城市交通运行中,车路协同环境下典型拥堵场景的识别与管控问题,以及混合交通流中智能网联车辆与传统车辆行为特征差异导致的交通流运行机理复杂性问题。

解决方案

本项目针对车路协同对传统交通系统的影响,研究搭建多场景交通运行仿真建模技术。首先,明确车路协同环境下的典型拥堵场景,融合多源数据提取混合交通流中各类车辆的行为特征;其次,搭建仿真场景,构建智能网联车辆与传统车辆的运动模型并标定参数,实现高可信度的混合交通流模拟仿真;再次,分析车路协同交通流的运行机理,预测各典型场景下拥堵的扩散规律;最后,基于协同感知及智能群控技术,提出多场景下的交通流管控策略,并通过仿真评测其有效性。

竞争优势

本项目具有原始创新性,针对中国城市交通运行的复杂场景,提出了融合多源数据、构建高可信度混合交通流仿真模型的技术方案。通过仿真分析混合交通流的运行机理,预测拥堵扩散规律,并提出基于协同感知及智能群控的多场景管控策略,有效提升了交通流管控的针对性和实效性,为城市交通管理提供了新的理论支持和技术手段。

成果公开日期

2025-10-31

所属产业领域

交通运输、仓储和邮政业

转化现有基础

  1. 技术成熟程度: 项目已不再是理论构想,而是在实验室环境下完成了全套技术路线的开发和验证。我们基于北京市真实路网数据,构建了高保真的混合交通流仿真模型,并针对三类典型拥堵场景(城市主干道、快速路匝道口、十字交叉口)开发了有效的动态管控策略。核心算法、模型架构及系统集成均已通过大量仿真实验验证,功能完整,运行稳定,重复性好,为进入中试和实地应用打下了坚实的技术基础。
  2. 性能指标: 仿真效率: 系统支持大规模路网的实时或超实时仿真,满足快速推演与策略迭代的需求。 通行效率: 在交叉口场景中,所提出的车速引导策略可降低平均行程时间15%以上。 经济性: 在高渗透率场景下,策略可降低整体燃油消耗10%-20%;纯CACC车流可使道路通行能力提升约2.28倍。 安全性: 通过提升CAV渗透率及应用管控策略,可有效增加剩余碰撞时间(TTC),预计能降低追尾等高风险冲突20%以上。
  3. 科技成果转化所处阶段: 本项目目前处于 “实验室成果——中试孵化” 的过渡阶段。核心技术已以软件系统、算法模型和知识产权的形式存在,亟待与产业方合作,在真实或半真实测试环境(如封闭测试场、车联网示范区)中进行小范围部署、测试与优化,以验证其在真实世界的有效性,并最终完成产品化开发。

转化合作需求

为实现本成果的成功转化与应用落地,期望与具备以下条件的拟合作方开展合作:

  1. 资金需求: 预计需投入转化资金人民币【请填写具体数字,如:200】万元左右,主要用于: 产品化开发: 将现有研究原型代码优化封装为稳定、可交付的商业级软件平台或SaaS服务。 中试验证: 支付封闭测试场、示范区场地租赁费用,硬件设备采购(如路侧单元RSU、边缘计算服务器)及测试数据采集成本。 团队运营: 支持核心技术团队在此期间的人员薪酬、市场调研及专利申请维护费用。
  2. 场地与设备需求: 场地: 需要能够进行实地测试的环境,如智能网联汽车封闭测试场、车路协同应用示范区、智慧高速公路段等,用于部署路侧设备并验证管控策略。 设备: 需要接入路侧感知设备(摄像头、雷达等)的数据,并可能需要合作方提供或支持部署边缘计算单元,以实现仿真系统与真实交通数据的实时交互与校验。
  3. 人员与技术需求: 合作方团队: 期望合作方为交通主管部门、智慧城市解决方案提供商、自动驾驶技术公司或大型交通工程设计院。 人员配合: 需要合作方指派既懂交通业务又熟悉技术接口的工程师团队,与我们的研发团队深度对接,提供业务需求、数据接口并共同进行系统集成与调试。 技术互补: 希望合作方在硬件集成、车路通信(V2X)、实地工程部署等方面提供经验和支持,形成技术与市场的优势互补。 合作模式: 可采用技术入股、合作开发、专利许可或共同申请政府重大专项等方式灵活开展

转化意向范围

仅限国内转让

转化预期效益

  1. 经济效益: 直接经济收益: 成果转化后,可形成具有自主知识产权的混合交通仿真软件、智能交通管控解决方案等产品,通过软件授权、项目定制开发、云服务收费等方式产生直接收入。预计在智慧城市和智能网联示范区市场具有广阔应用前景。 降本增效: 为交管部门提供的优化策略,能有效提升路网通行效率15%-30%,相当于在不扩建道路的前提下增加了道路供给,节省了巨额基建投资。同时,燃油消耗的降低能为社会车辆直接节省运营成本。 产业拉动: 本成果的应用将直接服务于自动驾驶和车路协同产业,为其提供关键的测试验证工具和落地应用场景,加速相关技术的成熟与商业化进程,拉动智能网联产业链发展。
  2. 社会效益: 缓解城市交通拥堵: 直接应对大城市的交通痛点,通过智能化手段缓解拥堵,提升亿万市民的日常出行体验和生活幸福感。 提升交通安全水平: 通过优化交通流稳定性与安全性,可显著减少交通事故发生率,保障人民生命财产安全,减轻社会医疗与救助负担。 促进节能减排: 通过优化车速、减少怠速和急加速急减速,有效降低燃油车能耗与尾气排放,助力城市实现“双碳”战略目标。 赋能科学决策: 为城市交通规划、管理和政策制定(如CAV准入政策、渗透率目标设定)提供数据驱动的高效决策支持工具,提升城市治理的现代化与科学化水平。 综上所述,本项目成果技术基础扎实,应用方向明确,转化效益显著,对推动我国智能交通系统升级具有重要价值。

项目名称

北京市自然科学基金本科生“启研”计划

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

本项目来源于北京市自然科学基金本科生“启研”计划资助,研究适合中国国情,特别是城市交通运行现状的多场景交通运行仿真建模技术。明确车路协同环境下典型拥堵场景,融合多源数据,提取混合交通流各类车辆行为特征;搭建仿真场景,构建智能网联、传统车辆运动模型并标定参数,实现高可信混合交通流模拟仿真;分析车路协同交通流运行机理,预测各典型场景下拥堵扩散规律;基于协同感知及智能群控的多场景管控策略,仿真评测管控策略有效性。 技术路线: 本项目针对车路协同对传统交通系统的影响,研究搭建多场景交通运行仿真建模技术,仿真分析各场景下混合交通流的运行机理,解析智能网联车辆的混入对传统交通流带来的特征变化,评估混合交通流管控策略的有效性。

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