大数据、智慧城市与智慧交通(下).ppt

大数据、智慧城市 与智慧交通 （下）,吴建平 清华大学土木工程系教授,大数据,智慧城市,智慧交通,1,2,3,4,目 录,（一）智慧交通的功能架构 （二）智慧交通管理 （三）智慧公交 （四）智慧停车,三、智慧交通,智慧交通是智慧城市的一个组成部分，又是一个能够独立运行的子系统。,（一）智慧交通的功能架构,服务水平 D,云平台,交通大数据,平 台 应 用 系 统 扩 展 和 对 接,平 台 运 营 安 全 和 服 务,智慧,服务层,车载 RFID,人工 采集,交通 信号,视频 监控,线圈 检测,GIS 信息,各类数据采集接入管理系统 磁钉 浮动 检测 车,交通诱 导,交通信号,事件预警,三维仿真,信息发 布,40.0%,0.0% A B C E F 路网分析,35.0% 30.0% 25.0% 比 20.0% 例 15.0% 10.0% 5.0%,早高峰服务水平等级分布,晚高峰服务水平等级分布,区域控制 道路施工 动态诱导 关键节点 云计算模型 智能计算模 型,实时交通 数据系统 实时路况 路网评价 设备管理 信息发布 数据库 存储设备,路口优化 极端天气 紧急事件 专家预案 路网资源 交通设备,智慧方案 专家系统 区域组织 大型活动 扩散分析 交通预测 交通流数据 气象数据,交通仿真 评价系统 政策评估 预案评估 宏观仿真 微观仿真 城市模型 仿真模型,智慧 计算层 智慧应用 应用 模块层,感知层,云平台层,数据采集,云平台层,智慧应用层,数据预处理,智慧应用层,智慧计算层,数据分析,智慧计算层,智慧服务层,三个系统提出解决方案,道路交通数据感知,RFID检测,感应线圈检测,道路交通数据感知,视频、微波检测,GPS浮动车检测,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体现。,（二）智慧交通管理,A,B,C,动态综合数据平台,智慧方案专家系统,智慧仿真评价系统,1、智慧三要素,动态综合数据平台,在动态综合数据平台中，除了自身的数据采集，同时与大数据库衔接，接入气象预报、旅游客流、体育等综合信息。,智慧方案专家系统,分析拥堵 成因 筛选应对 方案,交通流 组织,区域信号 控制协调,交通信息 分布,交通管理/ 管制措施,确认拥堵 发生 预案库 智慧方案（案例）,基于动态交通数据，形成多个交通解决方案。,智慧仿真评价系统,交通流组织,区域交通信号协调,诱导信息发布,仿真评价,交通管理 部门实施,交通管理措施,智慧仿真评价系统,2、智慧交通管理平台的应用,一个城市的路网，主要由路段和路口组成的，路口往往是交通拥堵的节点，所以把路口管理好，对路网的优化至关重要。,（1）路口优化管理,在最新的智慧化交通管理系统中，能够根据道路上采集的信息，自动优化区域性路网或是单个节点，在优化调控信号灯的同时，还能优化地面区划，提高路口的通行能力、通行秩序和交通安全。,一个城市的拥堵，通常具有时间性和空间性，智慧化交通管理在充分了解路网上交通分布的基础上，通过动态交通诱导，可以把拥堵的点合理分布到路网上。,（2）区域交通组织,如图示，中间有一条红色的特别拥堵的路段，而周边其他道路则仍有负载空间，如果让周边道路合理地均分车流量，那路网就能够得到最大的优化。智慧交通管理平台可以将拥堵路段的车流引导到非拥堵路段，从而减少拥堵。,在路网优化中，还有一种动态交通诱导，在路网边上树立一个红黄绿的可变信息牌进行初步的交通分流，是比较常用的诱导技术。,（3）动态交通诱导,前往城中方向车 辆，绕行教工路,约438辆,VMS,VMS,VM S,设置定向诱导指路牌 前往城东城中方向 车辆，绕行丰潭路 约485辆,VMS,设置定向诱导指路牌,如图示，在动态交通诱导中，使用文字诱导牌的属于定向诱导，前提是交通控制中心准确知道路网信息；而红黄绿可变信息牌则属于非定向诱导，由车主自己判读行驶方向。采用车流分流的定向和非定向诱导技术，可以很好地实现路网的均衡管理。,在交通管理中，经常会遇到突发的交通事件造成交通拥堵，智慧交通管理平台系统可以感知路上各点的交通信息，准确判断该点的交通拥堵是否由交通事故导致，而且能够预测这一点的交通事件在15、30分钟后将扩散的范围，从而指导交通管理部门控制现场，进行合理分流。,（4）紧急事件影响预测,在城市中，道路维护管理十分常见，因施工占用路面导致车辆行驶困难、城市道路混乱的情况也比比皆是，而智慧交通管理平台系统中的施工交通疏导技术则可以很好地解决这一难题。,（5）施工交通疏导,规划后路 况仿真,规划前路 况仿真,如图示，系统利用动态交通仿真技术，分析因施工损失的道路通行能力，再设计道路施工期间的交通疏导方案，均衡引导交通流，最大程度地减少拥堵，让城市管理更规范。,俗话说，“人无远虑，必有近忧”，对待城市交通同样如此。智慧交通核心管理系统可以根据今年的路网数据，利用动态交通仿真技术预测未来时间的路网拥堵状态，从而在特别拥堵的区域加强投入与管理，修建新的道路，或者是投入新的智慧交通技术和系统。,（6）交通需求预测,如图示两个路网的对比，前一年有些路段还是黄色的，因为没有进一步投入管理，而且交通量快速增长，导致第二年出现更多的拥堵区域，所以智慧交通技术也可以解决未来的交通问题。,专利奖项,3.具体应用案例,中关村一桥进行了信号灯设置和路面区划的精细化优化管理，右图为智慧仿真系统提供的最佳优化方案，结果经过优化后，该路口的排队长度由北向南缩短了75%，该路口的平均延误减少了60%，充分说明智慧化管理能够极大提高道路的管理效能。,（1）中关村一桥,北京在奥运期间给奥运车辆设置了专用道，团队在优化管理的过程中主要考虑三方面因素，一是专用车道会对周边车辆造成多少压力；二是遇到紧急事件，车辆如何快速到达比赛现场；三是如何合理地控制环路上的出入口，保证车流的稳定。,（2）北四环奥运专用道,如图示，通过智慧化管理，道路上的车流和交通流得到了均衡分布，各条道路上的车流都趋于稳定，这属于区域性的交通管理。,（3）高速路仿真决策平台,在高速公路仿真决策平台中，能够通过数据感知判断某两个路口之间或某个路段上发生了交通异常事件，并及时通知高速管理部门去现场实时地疏导或救援。,（三）智慧公交,国外城市的智慧公交发展经验丰富，以伦敦为例，城市市中心人口900多万，汽车就有700多万辆，如果全部上路必然导致路网瘫痪，于是伦敦政府积极发展和鼓励公共交通，采取了很多行之有效的措施。,实现无缝交通（地铁轻轨公交车出租车），公交网络体系完善。,开辟公交专用道，保证车辆内部舒适的同时，实行公交优先通行。,信号灯配时优先体系，可以及时感知公交车，以绿灯的方式提示公交车优先通过路口。,伦敦公交车IBUS系统,实现公交信息化，站口配备电子显示屏，显示公交出行实时信息，方便候车乘客。,（四）智慧停车,现如今城市用地紧张，路面停车很困难，停车场的建设越来越趋向于地下或外围或高层。,当经过计算，道路能力足够，且不影响道路通行能力的情况下，在路边进行合理的停车设计，也可以美观大方且方便居民。,智慧停车管理与服务,在城市停车场管理方面，停车场能够准确知道进车数量和剩余空位，通过电子显