智能交通自 1973年大力發(fā)展以來,早期因受限于通信手段,發(fā)展速度比較緩慢。
1995—2000年,隨著數(shù)據(jù)傳輸速度突飛猛進(jìn)的增長和位置服務(wù)技術(shù)、通信技術(shù)的突破,智能交通發(fā)展速度明顯加快,通信技術(shù)已經(jīng)不再成為限制因素,此時智能交通系統(tǒng)發(fā)展主要受限于計算能力。
2000—2010年,智能交通技術(shù)全面推進(jìn),高清視頻、智能分析研判等在城市交通領(lǐng)域得到全面應(yīng)用。
2010年至今隨著大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)的不斷發(fā)展,基于人工智能的車路協(xié)同、自動駕駛、智能出行等將會成為智能交通系統(tǒng)下一階段技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵方向。
隨著城鎮(zhèn)化、機(jī)動化的快速發(fā)展,中國城市面臨擁堵、污染等一系列嚴(yán)峻挑戰(zhàn);另一方面,由于生活水平的不斷提高,人民對美好生活的需求強(qiáng)勁增長,交通供求關(guān)系不平衡的矛盾日益尖銳。
而道路基礎(chǔ)設(shè)施和城市空間資源的有限性,決定了僅僅依靠新建交通基礎(chǔ)設(shè)施提高供給能力難以解決當(dāng)前面臨的嚴(yán)峻交通問題。
智能交通技術(shù)的應(yīng)用能有效提高現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的使用效率和服務(wù)水平,在破解城市交通問題中扮演著不可或缺的重要角色。
智能交通系統(tǒng)主要技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 城市智能交通控制技術(shù)
交通控制主要是利用計算機(jī)管理的交通控制設(shè)施對交通流進(jìn)行交通組織優(yōu)化以及通過調(diào)節(jié)、誘導(dǎo)、分流以達(dá)到保障交通安全與暢通的目的。根據(jù)磁感線圈、視頻、微波等采集的數(shù)據(jù)計算交叉路口的實時交通流量,確定信號優(yōu)化配時方案。
就控制范圍而言,信號控制可以分為單路口信號控制、干線協(xié)調(diào)控制(線控制)和區(qū)域信號協(xié)調(diào)控制(面控制)。
在模型方面,當(dāng)前國內(nèi)外單路口信號控制從模型到應(yīng)用已經(jīng)成熟,干線協(xié)調(diào)控制也有大量應(yīng)用型產(chǎn)品和案例,但區(qū)域協(xié)調(diào)控制技術(shù)應(yīng)用案例有限。
現(xiàn)有系統(tǒng)主要分為定時控制和自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制兩類,定時區(qū)域協(xié)調(diào)控制目前以啟發(fā)式算法為主,大數(shù)據(jù)也帶來了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的區(qū)域信號協(xié)調(diào)控制模型,不過尚難以解釋其理論過程。
自適應(yīng)信號協(xié)調(diào)控制是通過檢測器實時采集交通數(shù)據(jù),生成方案實現(xiàn)實時控制,根據(jù)交通飽和度區(qū)分為未飽和與過飽和模型兩類。未飽和區(qū)域通過采用 Q 學(xué)習(xí)、CTM(cell transmission model)、SVM(support vector machine)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)等模型主要用以減少計算量,實現(xiàn)優(yōu)化控制。
過飽和區(qū)域采用啟發(fā)式、分層規(guī)劃和多段規(guī)劃等方法簡化模型,使之可以運算。
在系統(tǒng)控制軟件方面,目前中國依然主要依靠SCOOT(split cycle offset optimizing technique)、SCATS(Sydney coordinated adaptive traffic system)以及美國、西班牙等研發(fā)的系統(tǒng),國內(nèi)自主研發(fā)的軟件應(yīng)用很少。
自 20世紀(jì) 80年代至今,也在嘗試建立適合中國混合交通流特性的控制系統(tǒng),其代表性系統(tǒng)主要包括HT-UTCS和 Hicon系統(tǒng)等。HT-UTCS系統(tǒng)采用三級分布式控制(點線面),為方案生成+專家系統(tǒng)式的自適應(yīng)控制系統(tǒng)。Hicon系統(tǒng)采用三級控制模式(路口、區(qū)域、中心),為分層自適應(yīng)控制系統(tǒng)。
交通分析研判技術(shù)
交通信息分析研判是通過對各類交通數(shù)據(jù)信息的采集整理、融合、挖掘分析,為交通相關(guān)部門提供輔助決策支持,達(dá)到分析精準(zhǔn)、效率提升、決策科學(xué)、管理精細(xì)的目的。
傳統(tǒng)的交通信息分析研判主要是在交通流、交通事故等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上展開縱向、橫向分析,找出其變化規(guī)律和發(fā)展趨勢,進(jìn)而提供輔助決策依據(jù),研判分析的準(zhǔn)確性、精準(zhǔn)性不高。
近年,基于大數(shù)據(jù)的分析研判充分利用大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù),能實現(xiàn)跨區(qū)域、跨部門、跨行業(yè)的信息共享和深度挖掘應(yīng)用,能完成對交通運行、安全、監(jiān)管、資源優(yōu)化配置等整體態(tài)勢的評估分析與預(yù)警,實現(xiàn)了分析研判技術(shù)質(zhì)的飛躍。
公安部長期以來非常重視交通安全分析研判、交通管控與服務(wù)分析研判等內(nèi)容,其在國家道路交通安全科技行動計劃等重大課題研究基礎(chǔ)上,逐步推出了全國公安交通管理綜合應(yīng)用平臺、全國機(jī)動車稽查布控系統(tǒng)、公安交通管理大數(shù)據(jù)分析研判平臺等重大應(yīng)用工程,并發(fā)布《道路交通安全形勢分析研判工作規(guī)范》等相關(guān)文件,極大地提高了交通管理工作的科學(xué)性、有效性和規(guī)范性。
交通運輸部也在如“基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的交通運輸監(jiān)測預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究”等相關(guān)重大課題研究基礎(chǔ)上,不斷針對春運等節(jié)假日、日常運行等方面發(fā)布相關(guān)的交通態(tài)勢分析報告,同時也對國家交通運輸宏觀發(fā)展態(tài)勢進(jìn)行預(yù)判,為國家、區(qū)域交通重大決策和社會信息服務(wù)等提供了強(qiáng)有力的支撐依據(jù)。
車路協(xié)同技術(shù)