智慧交通助力昆山市中環(huán)快速路交通信息化建設

張韋華

（江蘇智通交通科技有限公司，江蘇 南京 210000）

為了有效緩解昆山市城市道路交通擁堵壓力，增強昆山市城市道路交通科技管理手段，以“科技交通”為指導思想，昆山市大力開展智慧交通系統(tǒng)建設。2010年7月，昆山市中心城區(qū)城市道路交通狀況實時監(jiān)測及信息發(fā)布系統(tǒng)正式投入使用，依據(jù)微波車輛檢測器實時采集的動態(tài)交通流數(shù)據(jù)，系統(tǒng)實現(xiàn)了交通狀態(tài)的實時判別，判別準確率達95%以上，交通狀況信息實時發(fā)布延誤時間最長為1 min。2012年10月，昆山市組織了城市道路交通狀況預測預報系統(tǒng)建設，該系統(tǒng)依據(jù)微波車輛檢測器和視頻檢測器實時采集的動態(tài)交通流數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對未來交通狀態(tài)的實時預測，其中行程時間的預測準確率達90%以上。2013年，為了進一步提升昆山市城市道路的智能管控水平，昆山市開展了城市道路智能交通信號優(yōu)化控制系統(tǒng)建設項目，基于微波車輛檢測器以及視頻車輛檢測器實時采集的動態(tài)交通流數(shù)據(jù)，系統(tǒng)實現(xiàn)了交通高峰、平峰和低峰狀態(tài)下單點感應優(yōu)化控制、路線協(xié)調優(yōu)化聯(lián)控、區(qū)域協(xié)調優(yōu)化聯(lián)控等多種控制方式的實時優(yōu)化。2015年，在上述系統(tǒng)建設的基礎上，昆山市城市道路交通仿真系統(tǒng)項目開始實施，系統(tǒng)建設可為交叉口信號優(yōu)化控制仿真、道路施工維護評估、交通組織評估、事故交通狀況分析、發(fā)布與誘導信息優(yōu)化等提供實時仿真。此外，順應互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)環(huán)境下的交通信息化發(fā)展趨勢，實現(xiàn)城市一體化智慧交通建設的可持續(xù)發(fā)展，昆山市于2013年開始啟動智慧交通建設，一直持續(xù)至今。站在城市高度，完善了集交通運行管控、交通運輸管理、交通規(guī)劃輔助決策、交通信息服務為核心的頂層規(guī)劃設計。以跨部門的大數(shù)據(jù)整合為首要任務，建設起昆山智慧交通大數(shù)據(jù)中心，接入了市公安局交警大隊、交通局、規(guī)劃局、城管局等多個單位數(shù)據(jù)資源，構建了服務于交通管控、運輸管理、規(guī)劃決策、出行服務的四大智慧交通應用體系。

隨著智慧交通進入深水區(qū)發(fā)展階段，充分運用“互聯(lián)網(wǎng)+”、云計算等先進技術，加速數(shù)據(jù)融合，昆山市在城市智慧交通建設方面取得的成績十分顯著。為了不斷加強建設力度，昆山市大力推進中環(huán)快速路智慧交通系統(tǒng)的建設，系統(tǒng)建設將進一步完善昆山城市道路交通信息采集、數(shù)據(jù)融合與信息的多元化服務，為全面推進昆山市城市道路智慧交通建設，提升昆山市城市道路交通管理和信息發(fā)布質量等方面具有極其重要的意義。

1 建設目標與需求

昆山市中環(huán)快速路智慧交通系統(tǒng)的研發(fā)目的主要是利用現(xiàn)代化的技術和管理手段對昆山市中環(huán)快速路的交通狀況進行全面監(jiān)控和管理，并通過信息發(fā)布和交通控制手段來誘導和主動調節(jié)交通需求在全路網(wǎng)上的均衡分布，在此基礎上，實現(xiàn)特殊交通情況下（交通事故、交通擁堵）的集成指揮調度。

昆山市中環(huán)快速路智慧交通系統(tǒng)建設需求主要包括：（1）交通狀況實時監(jiān)測和預測系建設，其目標是了解快速路及地面帶路實時及預測交通運行狀況，為交通管控、交通誘導與信息服務、交通控制與集成指揮調度提供準確、可靠的基礎數(shù)據(jù)支撐；（2）匝道控制和集成指揮調度系統(tǒng)建設，其目標是通過匝道控制、交通誘導、事件指揮調度預案等來緩解交通擁堵、降低事件對快速路交通的影響程度和范圍；（3）交通信息發(fā)布與誘導系統(tǒng)建設，其目標是在交通狀況實時與預測交通信息和交通管控信息基礎上，對廣大駕乘人員提供實時動態(tài)交通信息、服務信息的發(fā)布，引導駕駛員合理選擇合適的出行路線；（4）交通違法行為監(jiān)測系統(tǒng)建設，其目標是通過對駕駛員違法行為的監(jiān)測，達到規(guī)范駕駛員的駕駛行為的目的。

2 基礎設施建設

考慮到系統(tǒng)信息采集的連貫性、針對性，以及數(shù)據(jù)采集精度和可靠性需求，同時考慮中環(huán)交通狀況信息發(fā)布與誘導需求，昆山市中環(huán)快速路智慧交通系統(tǒng)的基礎設施包括高架基礎設施和地面道路基礎設施。

其中高架基礎設施包括：（1）微波車輛檢測器共計118個，主要用于中環(huán)快速路風方向行駛斷面交通流（包括流量、車輛行駛平均速度、時間占有率）信息的實時采集；（2）高架上槍型攝像機34個，主要用于中環(huán)快速路路段交通運行狀況的實時圖像監(jiān)控；（3）高架上球形攝像機8個，主要用于立交樞紐平面和主要交叉口交通運行狀況的實時圖像監(jiān)控；（4）治安卡口攝像機18個，用于中環(huán)快速路主要進出匝道、互通立交等關鍵節(jié)點處行駛車輛的牌照信息采集，（其他匝道由電子警察抓拍兼用），可用于中環(huán)快速路卡口系統(tǒng)建設及車輛分類與控制管理；（5）事件檢測視頻攝像機40個，用于中環(huán)快速路重點路段交通事件（主要指交通事故）的檢測；（6）上行匝道控制設備，包括信號機32個；（7）下匝道控制設備，包括信號機24個，主要用于匝道控制，以達到緩解交通擁堵的目的；（8）可變情報板18塊（包括F桿可變情報板12塊以及龍門架可變情報板6塊），主要用于中環(huán)快速路及其周邊路網(wǎng)主要道路的交通信息實時發(fā)布；（9）闖紅燈違法抓拍攝像頭56個，主要用于上匝道口或下匝道口闖紅燈違法行為拍照信息采集，為依法處罰提供依據(jù)；（10）限高限重設備2套，主要用于對行駛在中環(huán)快速路高架上車輛的高度和載重進行監(jiān)測，并對超限車輛實時預警，對于違反限高限重要求的車輛，及時進行通報并要求整改；（11）超速違法抓拍攝像頭24個，主要用于中環(huán)快速路上車輛速度的監(jiān)測，對于超速車輛進行拍照信息采集，為依法處罰提供依據(jù)。

地面道路基礎設施及其數(shù)量包括：（1）微波車輛檢測器共計112個，主要用于中環(huán)快速路地面道路風方向行駛斷面交通流（包括流量、車輛行駛平均速度、時間占有率）信息的實時采集；（2）視頻車輛檢測器160個，主要用于采集地面道路交叉口分方向交通流量、車輛行駛平均速度、時間占有率等交通信息；（3）球形攝像機27個，主要用于地面交叉口的交通運行狀況的實時圖像監(jiān)控。

基于前端基礎設施建設，建立昆山市中環(huán)快速路交通信息采集系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、卡口系統(tǒng)、交通事件檢測系統(tǒng)、匝道控制系統(tǒng)、闖紅燈違法抓拍系統(tǒng)和超限檢測系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的建立可為昆山市智慧交通系統(tǒng)提供全面的交通信息支撐。

3 系統(tǒng)功能建設

昆山市中環(huán)快速路智慧交通系統(tǒng)具備的主要功能包括集成功能、信息采集功能、數(shù)據(jù)預處理功能、交通狀況綜合監(jiān)測功能、交通狀況預測預報功能、匝道控制功能、信息服務功能、交通違法行為監(jiān)測功能和交通集成指揮調度功能九大功能。

3.1 集成功能

系統(tǒng)的集成功能主要體現(xiàn)在：（1）多系統(tǒng)之間的功能集成，系統(tǒng)集成之后，在信息中心建成一個把中環(huán)快速路智慧交通系統(tǒng)、昆山市公安局交巡警大隊現(xiàn)有的城市道路實時路況監(jiān)測系統(tǒng)、交通狀況預測預報系統(tǒng)、信息發(fā)布與誘導系統(tǒng)、交通信號優(yōu)化控制系統(tǒng)以及可能的后續(xù)系統(tǒng)功能集成為高層應用的操控平臺；（2）數(shù)據(jù)流程的集成，多系統(tǒng)需要采集的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)由高層的操控平臺統(tǒng)一進行多采集和處理，應用系統(tǒng)在功能集成基礎上統(tǒng)一從系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫中提取實時或歷史數(shù)據(jù)，以滿足管理功能和信息發(fā)布功能需要；（3）數(shù)據(jù)本身的集成，在條件允許情況下，實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換或信息共享。

3.2 信息采集功能

昆山市中環(huán)快速路智慧交通系統(tǒng)的實現(xiàn)需要采集不同類型的數(shù)據(jù)，具體包括靜態(tài)信息和動態(tài)信息兩部分。靜態(tài)信息主要包括：微波車輛檢測器基本信息與地理信息、監(jiān)控視頻攝像頭、車輛號牌識別攝像頭、事件檢測攝像頭、闖紅燈違法抓拍攝像頭、超速違法抓拍攝像頭基本信息、路段及路線基本信息等。動態(tài)交通信息主要包括：交通流數(shù)據(jù)（交通流量、速度、車道占有率）、視頻攝像視頻流圖像數(shù)據(jù)、車牌識別信息、事件信息等。系統(tǒng)集成之后，由操控平臺對昆山市公安局交警大隊現(xiàn)有的相關系統(tǒng)采集的信息和這些信息進行統(tǒng)一的收集、處理、對外發(fā)布等，對數(shù)據(jù)資源進行整合，在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫基礎上進一步擴展相應的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)存儲表格。

3.3 數(shù)據(jù)預處理功能

信息中心在采集各種靜態(tài)信息及動態(tài)信息基礎上，具備信息處理功能，具體包括：（1）靜態(tài)信息的處理、添加、維護與更新；（2）動態(tài)信息的自動采集與管理；（3）實時交通流數(shù)據(jù)有效性檢驗；（4）動態(tài)交通流缺省數(shù)據(jù)的估計；（5）基于視頻攝像視頻流圖像的車牌識別、事件檢測與動態(tài)交通信息采集；（6）動態(tài)交通檢測設施狀態(tài)評估。

3.4 交通狀況綜合監(jiān)測功能

信息中心在采集各種靜態(tài)信息及動態(tài)信息基礎上，具備交通狀況綜合監(jiān)測功能，具體包括：（1）斷面、路段、路線、路網(wǎng)交通狀況評價指標體系及指標的實時估計功能；（2）交通狀況實時判別功能；（3）路網(wǎng)交通運行態(tài)勢分析功能。

3.5 交通狀況預測預報功能

在動態(tài)交通數(shù)據(jù)預處理基礎上，交通狀況的預測預報功能包括：（1）道路斷面、路段、路線、路網(wǎng)交通狀況評價指標體系及指標的實時估計功能；（2）道路斷面、路段、路線、路網(wǎng)交通狀況評價指標及其可靠性實時預測功能；（3）基于數(shù)據(jù)融合（融合微波車輛檢測器及車牌識別信息）方法的路段、路線、路網(wǎng)交通狀況評價指標及其可靠性估計與預測功能。

3.6 匝道控制功能

基于交通狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)與交通狀況預測預報系統(tǒng)功能，匝道控制功能主要包括：（1）根據(jù)快速路及其周邊路網(wǎng)實時交通狀況及匝道控制策略，基于匝道控制設備實時實現(xiàn)快速路匝道主線控制功能（如可變限速控制）；（2）根據(jù)交通系統(tǒng)一部分或整體的交通狀況，為每一個受控匝道確定一個調節(jié)率，以達到緩解快速路擁擠狀況，提高駕駛安全和減少總的行程時間的目標；（3）基于WEB與GIS結合的匝道控制與誘導系統(tǒng)信息管理與表征功能。

3.7 信息服務功能

系統(tǒng)集成的最終目的是提供服務功能。在現(xiàn)有的昆山市城市道路交通狀況實時監(jiān)測及信息發(fā)布系統(tǒng)和預測預報系統(tǒng)基礎上，系統(tǒng)增設的信息服務功能包括：（1）交通狀況預測預報信息的可變情報板信息發(fā)布功能；（2）路段與路線行程時間預測預報信息可變情報板信息發(fā)布功能；（3）超高超重車輛信息可變情報板信息發(fā)布功能；（4）交通運行狀況預測預報數(shù)據(jù)網(wǎng)絡發(fā)布功能；（5）路段與路線行程時間信息與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡信息發(fā)布功能；（6）路網(wǎng)交通運行態(tài)勢分析信息及數(shù)據(jù)服務功能；（7）交通事件信息可變情報板發(fā)布功能。

3.8 交通違法行為監(jiān)測功能

本項目主要從三個方面對交通違法行為進行監(jiān)測，包括：（1）闖紅燈違法行為的監(jiān)測功能；（2）超高超重車輛的監(jiān)測功能；（3）超速違法行為的監(jiān)測功能。

3.9 交通集成指揮調度功能

基于上述功能，同時集成單兵定位等交通管理部門現(xiàn)有系統(tǒng)，依托預案研究，實現(xiàn)正常交通擁堵、計劃交通事件（如演唱會、大型體育活動等）、突發(fā)交通事故下的交通指揮調度平臺開發(fā)。

4 結語

昆山市中環(huán)智慧交通系統(tǒng)建設是昆山市交通信息化建設的重大舉措，項目建設在智慧交通應用新模式的探索、主動化的交通管控、交通管理的業(yè)務協(xié)同和綜合交通信息服務等方面將取得顯著成績。

（1）智慧交通應用新模式。昆山市中環(huán)快速路智慧交通系統(tǒng)采用一體化“交通信息采集—多元數(shù)據(jù)融合分析與處理—綜合管理應用—面向多用戶交通信息服務”的智慧交通應用模式，能夠滿足各部門業(yè)務需求和實現(xiàn)部門間業(yè)務的高度協(xié)同，是智慧交通建設的一種探索和創(chuàng)新。

（2）主動化的交通管理。系統(tǒng)轉變傳統(tǒng)先發(fā)現(xiàn)后治理的被動模式，變?yōu)橹鲃影l(fā)現(xiàn)問題，提前采取措施；通過準確、可靠的交通狀況預測，提供未來擁堵路段、潛在交通事件的預報以及行程時間的預測，為交通管理調度、交通信息發(fā)布與誘導提供必要的依據(jù)和信息支撐；對交通需求的預測，支撐中環(huán)快速路匝道控制、管控措施的決策。

（3）交通管理的業(yè)務協(xié)同。基于中環(huán)快速路交通狀況的綜合監(jiān)測和預測預報，能夠及時發(fā)現(xiàn)和預見道路擁堵，并可通過中環(huán)快速路匝道控制、城市地面道路信號控制的協(xié)同聯(lián)動，主動控制交通需求的傳遞，分散瓶頸路段、關鍵路口的交通壓力，同時與交通信息發(fā)布與誘導配合，引導駕駛員避開擁堵路段，以保障中環(huán)快速路系統(tǒng)的通行效率，對于提升整體城市路網(wǎng)運行效率作用顯著。

（4）綜合交通信息服務。昆山市中環(huán)智慧交通系統(tǒng)在實現(xiàn)了昆山市道路交通規(guī)劃、道路交通運行管理、交通運輸管理等諸多環(huán)節(jié)的智慧化的基礎上，在“服務于業(yè)務管理、服務于領導決策和服務于社會公眾”三個方面提供交通信息服務，對提升道路管理形象和服務水平，讓出行者隨時隨地地享受到高效便捷的出行服務方面作用顯著。