大數(shù)據(jù)、智慧城市與智慧交通PPT

大數(shù)據(jù)、智慧城市與智慧交通（下）吳建平

清華大學(xué)土木工程系教授12023/9/3大數(shù)據(jù)智慧城市智慧交通1234目

錄（一）智慧交通的功能架構(gòu)（二）智慧交通管理（三）智慧公交（四）智慧停車(chē)22023/9/3三、智慧交通32023/9/3智慧交通是智慧城市的一個(gè)組成部分，又是一個(gè)能夠獨(dú)立運(yùn)行的子系統(tǒng)。42023/9/3（一）智慧交通的功能架構(gòu)服務(wù)水平

D云平臺(tái)交通大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)擴(kuò)展和對(duì)接平臺(tái)運(yùn)營(yíng)安全和服務(wù)智慧服務(wù)層車(chē)載RFID人工采集交通信號(hào)視頻監(jiān)控線圈檢測(cè)

GIS信息各類(lèi)數(shù)據(jù)采集接入管理系統(tǒng)

磁釘

浮動(dòng)

檢測(cè)

車(chē)交通誘

導(dǎo)交通信號(hào)事件預(yù)警三維仿真信息發(fā)

布40.0%0.0%

A

B

C

E

F路網(wǎng)分析

35.0%

30.0%

25.0%比

20.0%例

15.0%

10.0%

5.0%早高峰服務(wù)水平等級(jí)分布晚高峰服務(wù)水平等級(jí)分布

區(qū)域控制

道路施工

動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)

關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)云計(jì)算模型智能計(jì)算模

型

實(shí)時(shí)交通

數(shù)據(jù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)路況路網(wǎng)評(píng)價(jià)設(shè)備管理信息發(fā)布

數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)設(shè)備

路口優(yōu)化

極端天氣

緊急事件

專(zhuān)家預(yù)案路網(wǎng)資源交通設(shè)備智慧方案專(zhuān)家系統(tǒng)

區(qū)域組織

大型活動(dòng)

擴(kuò)散分析

交通預(yù)測(cè)交通流數(shù)據(jù)

氣象數(shù)據(jù)交通仿真評(píng)價(jià)系統(tǒng)

政策評(píng)估

預(yù)案評(píng)估

宏觀仿真

微觀仿真

城市模型

仿真模型

智慧

計(jì)算層智慧應(yīng)用

應(yīng)用

模塊層

52023/9/3感知層云平臺(tái)層數(shù)據(jù)采集云平臺(tái)層智慧應(yīng)用層數(shù)據(jù)預(yù)處理智慧應(yīng)用層智慧計(jì)算層數(shù)據(jù)分析智慧計(jì)算層智慧服務(wù)層三個(gè)系統(tǒng)提出解決方案62023/9/3道路交通數(shù)據(jù)感知RFID檢測(cè)感應(yīng)線圈檢測(cè)72023/9/3道路交通數(shù)據(jù)感知視頻、微波檢測(cè)GPS浮動(dòng)車(chē)檢測(cè)82023/9/3智慧交通管理是智慧交通的核心部分，也是今天城市智慧化最多的體現(xiàn)。（二）智慧交通管理92023/9/3ABC動(dòng)態(tài)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)智慧方案專(zhuān)家系統(tǒng)智慧仿真評(píng)價(jià)系統(tǒng)1、智慧三要素102023/9/3動(dòng)態(tài)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)在動(dòng)態(tài)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)中，除了自身的數(shù)據(jù)采集，同時(shí)與大數(shù)據(jù)庫(kù)銜接，接入氣象預(yù)報(bào)、旅游客流、體育等綜合信息。112023/9/3智慧方案專(zhuān)家系統(tǒng)分析擁堵

成因

篩選應(yīng)對(duì)

方案交通流

組織區(qū)域信號(hào)控制協(xié)調(diào)交通信息

分布交通管理/

管制措施

確認(rèn)擁堵

發(fā)生

預(yù)案庫(kù)智慧方案（案例）基于動(dòng)態(tài)交通數(shù)據(jù)，形成多個(gè)交通解決方案。122023/9/3智慧仿真評(píng)價(jià)系統(tǒng)交通流組織區(qū)域交通信號(hào)協(xié)調(diào)誘導(dǎo)信息發(fā)布仿真評(píng)價(jià)交通管理部門(mén)實(shí)施交通管理措施智慧仿真評(píng)價(jià)系統(tǒng)132023/9/32、智慧交通管理平臺(tái)的應(yīng)用一個(gè)城市的路網(wǎng)，主要由路段和路口組成的，路口往往是交通擁堵的節(jié)點(diǎn)，所以把路口管理好，對(duì)路網(wǎng)的優(yōu)化至關(guān)重要。（1）路口優(yōu)化管理142023/9/3在最新的智慧化交通管理系統(tǒng)中，能夠根據(jù)道路上采集的信息，自動(dòng)優(yōu)化區(qū)域性路網(wǎng)或是單個(gè)節(jié)點(diǎn)，在優(yōu)化調(diào)控信號(hào)燈的同時(shí)，還能優(yōu)化地面區(qū)劃，提高路口的通行能力、通行秩序和交通安全。152023/9/3一個(gè)城市的擁堵，通常具有時(shí)間性和空間性，智慧化交通管理在充分了解路網(wǎng)上交通分布的基礎(chǔ)上，通過(guò)動(dòng)態(tài)交通誘導(dǎo)，可以把擁堵的點(diǎn)合理分布到路網(wǎng)上。（2）區(qū)域交通組織162023/9/3如圖示，中間有一條紅色的特別擁堵的路段，而周邊其他道路則仍有負(fù)載空間，如果讓周邊道路合理地均分車(chē)流量，那路網(wǎng)就能夠得到最大的優(yōu)化。智慧交通管理平臺(tái)可以將擁堵路段的車(chē)流引導(dǎo)到非擁堵路段，從而減少擁堵。172023/9/3在路網(wǎng)優(yōu)化中，還有一種動(dòng)態(tài)交通誘導(dǎo)，在路網(wǎng)邊上樹(shù)立一個(gè)紅黃綠的可變信息牌進(jìn)行初步的交通分流，是比較常用的誘導(dǎo)技術(shù)。（3）動(dòng)態(tài)交通誘導(dǎo)182023/9/3前往城中方向車(chē)輛，繞行教工路約438輛VMSVMSVMS設(shè)置定向誘導(dǎo)指路牌

前往城東城中方向

車(chē)輛，繞行豐潭路

約485輛VMS設(shè)置定向誘導(dǎo)指路牌如圖示，在動(dòng)態(tài)交通誘導(dǎo)中，使用文字誘導(dǎo)牌的屬于定向誘導(dǎo)，前提是交通控制中心準(zhǔn)確知道路網(wǎng)信息；而紅黃綠可變信息牌則屬于非定向誘導(dǎo)，由車(chē)主自己判讀行駛方向。采用車(chē)流分流的定向和非定向誘導(dǎo)技術(shù)，可以很好地實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)的均衡管理。192023/9/3在交通管理中，經(jīng)常會(huì)遇到突發(fā)的交通事件造成交通擁堵，智慧交通管理平臺(tái)系統(tǒng)可以感知路上各點(diǎn)的交通信息，準(zhǔn)確判斷該點(diǎn)的交通擁堵是否由交通事故導(dǎo)致，而且能夠預(yù)測(cè)這一點(diǎn)的交通事件在15、30分鐘后將擴(kuò)散的范圍，從而指導(dǎo)交通管理部門(mén)控制現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行合理分流。（4）緊急事件影響預(yù)測(cè)202023/9/3在城市中，道路維護(hù)管理十分常見(jiàn)，因施工占用路面導(dǎo)致車(chē)輛行駛困難、城市道路混亂的情況也比比皆是，而智慧交通管理平臺(tái)系統(tǒng)中的施工交通疏導(dǎo)技術(shù)則可以很好地解決這一難題。（5）施工交通疏導(dǎo)212023/9/3規(guī)劃后路況仿真規(guī)劃前路況仿真如圖示，系統(tǒng)利用動(dòng)態(tài)交通仿真技術(shù)，分析因施工損失的道路通行能力，再設(shè)計(jì)道路施工期間的交通疏導(dǎo)方案，均衡引導(dǎo)交通流，最大程度地減少擁堵，讓城市管理更規(guī)范。222023/9/3俗話說(shuō)，“人無(wú)遠(yuǎn)慮，必有近憂”，對(duì)待城市交通同樣如此。智慧交通核心管理系統(tǒng)可以根據(jù)今年的路網(wǎng)數(shù)據(jù)，利用動(dòng)態(tài)交通仿真技術(shù)預(yù)測(cè)未來(lái)時(shí)間的路網(wǎng)擁堵?tīng)顟B(tài)，從而在特別擁堵的區(qū)域加強(qiáng)投入與管理，修建新的道路，或者是投入新的智慧交通技術(shù)和系統(tǒng)。（6）交通需求預(yù)測(cè)232023/9/3如圖示兩個(gè)路網(wǎng)的對(duì)比，前一年有些路段還是黃色的，因?yàn)闆](méi)有進(jìn)一步投入管理，而且交通量快速增長(zhǎng)，導(dǎo)致第二年出現(xiàn)更多的擁堵區(qū)域，所以智慧交通技術(shù)也可以解決未來(lái)的交通問(wèn)題。242023/9/3專(zhuān)利獎(jiǎng)項(xiàng)252023/9/33.具體應(yīng)用案例

中關(guān)村一橋進(jìn)行了信號(hào)燈設(shè)置和路面區(qū)劃的精細(xì)化優(yōu)化管理，右圖為智慧仿真系統(tǒng)提供的最佳優(yōu)化方案，結(jié)果經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，該路口的排隊(duì)長(zhǎng)度由北向南縮短了75%，該路口的平均延誤減少了60%，充分說(shuō)明智慧化管理能夠極大提高道路的管理效能。（1）中關(guān)村一橋262023/9/3

北京在奧運(yùn)期間給奧運(yùn)車(chē)輛設(shè)置了專(zhuān)用道，團(tuán)隊(duì)在優(yōu)化管理的過(guò)程中主要考慮三方面因素，一是專(zhuān)用車(chē)道會(huì)對(duì)周邊車(chē)輛造成多少壓力；二是遇到緊急事件，車(chē)輛如何快速到達(dá)比賽現(xiàn)場(chǎng)；三是如何合理地控制環(huán)路上的出入口，保證車(chē)流的穩(wěn)定。（2）北四環(huán)奧運(yùn)專(zhuān)用道如圖示，通過(guò)智慧化管理，道路上的車(chē)流和交通流得到了均衡分布，各條道路上的車(chē)流都趨于穩(wěn)定，這屬于區(qū)域性的交通管理。272023/9/3（3）高速路仿真決策平臺(tái)在高速公路仿真決策平臺(tái)中，能夠通過(guò)數(shù)據(jù)感知判斷某兩個(gè)路口之間或某個(gè)路段上發(fā)生了交通異常事件，并及時(shí)通知高速管理部門(mén)去現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)地疏導(dǎo)或救援。282023/9/3（三）智慧公交國(guó)外城市的智慧公交發(fā)展經(jīng)驗(yàn)豐富，以倫敦為例，城市市中心人口900多萬(wàn)，汽車(chē)就有700多萬(wàn)輛，如果全部上路必然導(dǎo)致路網(wǎng)癱瘓，于是倫敦政府積極發(fā)展和鼓勵(lì)公共交通，采取了很多行之有效的措施。292023/9/3實(shí)現(xiàn)無(wú)縫交通（地鐵＋輕軌＋公交車(chē)＋出租車(chē)），公交網(wǎng)絡(luò)體系完善。開(kāi)辟公交專(zhuān)用道，保證車(chē)輛內(nèi)部舒適的同時(shí)，實(shí)行公交優(yōu)先通行。302023/9/3信號(hào)燈配時(shí)優(yōu)先體系，可以及時(shí)感知公交車(chē)，以綠燈的方式提示公交車(chē)優(yōu)先通過(guò)路口。312023/9/3倫敦公交車(chē)IBUS系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)公交信息化，站口配備電子顯示屏，顯示公交出行實(shí)時(shí)信息，方便候車(chē)乘客。322023/9/3（四）智慧停車(chē)現(xiàn)如今城市用地緊張，路面停車(chē)很困難，停車(chē)場(chǎng)的建設(shè)越來(lái)越趨向于地下或外圍或高層。332023/9/3當(dāng)經(jīng)過(guò)計(jì)算，道路能力足夠，且不影響道路通行能力的情況下，在路邊進(jìn)行合理的停車(chē)設(shè)計(jì)，也可以美觀大方且方便居民。342023/9/3智慧停車(chē)管理與服務(wù)在城市停車(chē)場(chǎng)管理方面，停車(chē)場(chǎng)能夠準(zhǔn)確知道進(jìn)車(chē)數(shù)量和剩余空位，通過(guò)電子