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INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEM

智慧城市交通:城市交通“慧”变得更轻松

中国智慧城市交通核心技术、产品、服务提供商

城市交通大脑

城市交通大脑是佳都科技自主研发的产品,它是新一代一体化智慧交通管理系统,“全知、全断、全动、全能”(全域感知、全面诊断、全局联动、无限应用)的原生智慧交通管理系统,致力于为交通管理部门提供“大脑、四肢”联动的一体化指挥作战环境。在充分挖掘人、车、路、环境等交通因素之间内在关系和变化规律的基础上,以解构城市交通管理的三要素“容量、需求、状态”为核心,精准分析计算更加聪明的决策方案,让数据帮助城市交通做思考和决策,并赋能业务系统智能应用,从本质上打造能够自我调节、与人类良性互动的交通环境。

核心理念IDPS体系

随着科学技术的变革,城市交通大脑的核心理念新一代智慧交通系统IDPS体系应运而生,是在完善的基础设施(I)条件下,通过完备的数据采集(D),来支撑交通容量、需求和状态的智能分析计算(P),进而驱动新一代智慧交通创新业务应用(S)。

按照新一代智慧交通系统IDPS体系框架,城市交通大脑一体化指挥平台是中枢,采用的是基于IDPS理念的一体化分层建设的模式,第一层是基于完备的数据指导完善基础设施的建设,统一考虑信号机、违法采集设备等各种类型的设备,实现城市交通基础数据的标准化采集和管理;第二层是完备的数据,包括能够支撑各项业务应用的完备的路网信息以及能够支撑解构交通系统的完备的身份检测的数据信息;第三层是基于模型算法构建的GIS-T交通地理信息平台,容量、需求、状态的分析计算平台以及统一消息机制的驱动平台;第四层是基于城市交通大脑一体化指挥平台为弹性的业务应用系统提供支撑,通过统一的消息机制总线实现个性化业务应用联动的互操作,驱动安全、畅通、环保的交通系统新环境。基于IDSP理念构建城市交通大脑一体化指挥平台,能够实现设施资源共享、数据信息交换、系统规律掌握、业务流程协同。

相较于传统的智能交通系统普遍存在的“烟囱式”的垂直建设管理模式,新一代智慧交通系统IDPS体系在本质上发生了“五个转变”:

在采集层由状态参数检测转向身份检测。

由单项业务支撑型检测转向系统解构完备型检测。

由分项业务支撑型的数据分析转向以可计算路网支撑的基于身份检测的交通模型分析。

由单向垂直的业务系统转向系统联动的业务系统。

由事后应急响应型转向事前预测预防管控型。

两大关键技术

城市交通大脑主要采用两大关键技术:可计算的道路交通网络模型以及基于身份检测的交通系统模型。

可计算的数字路网平台

城市交通大脑构建了一个可计算路网模型,基于交通语义的关系表达和计算技术的支撑,将所有的交通设施、规则、控制策略都被数字化、信息化,并以能够为计算机所理解的形式计算、查阅、存储。

可计算的道路交通网络模型能够满足对交通路网精细化表达的需求,具体体现:

能够准确地描述复杂路网的线形地物,包括各种立体交叉。

建立道路之间的拓扑连接关系。

描述车道的属性和同一路段中相邻车道之间的拓扑连接关系,建立车道与道路的对应关系。

能够支持对交叉口和道路中细化到车道的交通组织的表达,描述交叉口入口与出口的车辆连接关系。

描述路网中的要素的时间状态,以描述动态事件。

通过描述上述实体及其关系,交通路网模型能为交通运行管理提供:

| 管理对象的基础路网数据描述 | 管理过程中的交通运行数据组织与管理 |

| 管理结果数据与路网具体评价对象的关联展现 |

在可计算道路交通网络模型的基础上:

| 能够加载数据和业务 | 实现路网的全表达 | 数据的层级联动 | 系统集成的全支撑 |

基于身份检测的交通系统模型

基于此,城市交通大脑构建了基于身份检测的交通系统模型。采用卡口、RFID、GPS等具有身份特征的检测方法,自动统计监视区域的交通流量、车速、道路占有率等参数,且准确获得目标车辆位置、车牌号码、车辆型号等特征信息,卡口系统还同时具备视频图像以及视频流的采集功能。基于身份检测的交通系统模型主要包括车辆状态函数和道路状态函数。车辆状态函数是可以知道每一辆车的状态(是停止的还是启动的)、从哪里来并可以估算到哪里去。将每一辆车映射到某一条道路上,就可以建立道路状态函数,对道路的容量、需求、状态进行研判。

六大功能及应用成果
静态交通数据智能管理

以城市主要干线路网为重点,通过采集车拍摄含有地理坐标信息的道路及交通设施照片,形成交通设施高精度全量数据库,积累了TB级的基础数据。将道路线型、路口结构、标志标线以及信号灯配时等交通元素全部纳入交通大脑进行电子化信息化管理,实现了道路通行状况、交通流量、警力分布、设备运行状况等各类交管数据的“一图式”呈现。

路网与路口承载力分析

在宏观层面上,通过大脑路网计算平台的分析,准确计算出中心城区路网顺畅状态下的交通承载力,并全天候对在网车辆数进行实时监测。在微观层面上,可计算出每一个路口、每一条车道的通行能力,并重构路段车流的来源去向,逐一掌握高峰期的通行车辆,进而建立道路运行档案,为研判城市拥堵和道路通行状况提供依据。根据测算,针对输入能力大于输出能力的路段,具有潜在拥堵风险,高峰时段需提前分流管控。

车辆轨迹重构与出行特征研判

通过对卡口、视频数据的智能分析,交通大脑可以重现车辆出行轨迹,通过计算车辆的高频出行路段与出行时间,推测驾驶人的出行特征、起止点及作息规律,建立车辆出行档案,为缉查布控系统应用提供强大支撑。

交通违法行为精准打击

城市交通大脑对“多起交通违法未处理、逾期未年审、已注销、达到报废标准、已公告作废”等五类车辆违法上路情况进行实时监测,计算出违法上路车辆的轨迹特征,并提前布警实现精准打击,提高了缉查效率。

货运车辆禁区通行管理

通过交通大脑对市区路口及卡口抓拍系统与六合一系统、运输申报审核信息等进行数据碰撞,实现违法上路渣土车、未审批上路渣土车、违反审批日期、时段及线路行驶渣土车的自动比对、自动报警。

智能优化信号灯配时方案

传统的信号灯控制路口智能控制一般依托微波、地磁、线圈等设备作为交通流检测手段,但微波、地磁设备造价高,线圈设备易损坏,均不适宜大规模推广。为此,通过复用卡口电警视频数据,探索出基于视频检测的信号灯控制路口智能控制方式,即通过视频实时检测分析交通流,并将检测数据反馈至交通大脑。交通大脑可对信号灯配时效果进行自动评估,准确发现哪些信号灯相位绿灯空放、哪些绿灯时间不足,制定更加科学精准的信号灯运行方案,从而实现了路口交通管理的低投入、高成效,达到了信号灯控制路口“减少车辆在等待、车辆通过后没有绿灯在浪费”的可喜效果。

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