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案例研究 | 大为“多维传感信号控制系统”:融合多源异构数据实现交通前馈控制

发布时间:2017-08-21   来源:中国经济信息社江苏中心

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  城市交通信号控制系统可实时感知城市交通流,并根据实时交通状况,对交叉口、干线道路和区域交通流进行组织优化和疏导,是智能交通系统中最重要的子系统之一。江苏大为科技股份有限公司集成使用视频、地磁、环形线圈等多种检测器,综合运用多种检测技术、多源异构交通数据的融合处理技术及多种功能控制设计,研发出“基于多维传感信息融合技术的新一代智能交通信号控制系统”,可提前预测车辆前方交通状况,实现对交通态势的实时智能识别和控制,缓解交通拥堵,提高城市交通运行效率。

  多维传感控制系统实现交通信号智能识别和控制

  当前,我国城市交通拥堵问题日益严重,治堵成公共难题。交通拥堵不仅增加了人们出行的经济成本和时间成本,也使交通事故频发。

  数据显示,截至2014年2月,我国机动车保有量为2.53亿辆,广东、山东、河南、江苏等9个省份的机动车保有量超过1000万辆。中国科学院可持续发展战略研究组首席科学家牛文元的研究成果表明,因交通拥堵和管理问题,中国15座城市每天损失近10亿元。

  为缓解日益严峻的城市交通压力,我国将智能交通系统列为“十二五”期间重点扶持的新兴产业,其中,城市交通信号控制系统是智能交通系统的核心子系统之一。

  据了解,传统的交通信号控制系统一般采用单一“环形线圈车辆检测器”作为系统的检测手段。环形线圈检测器虽具有工作稳定可靠的特性,但存在安装时需要破坏路面、压损破坏率高、安装维护成本高等缺点,导致系统的检测器故障率偏高,严重影响系统控制效能的发挥。

  据江苏大为科技股份有限公司董事长包可为介绍,相比传统单一检测系统,该公司研发的“基于多维传感信息融合技术的新一代智能交通信号控制系统”(以下简称“多维传感控制系统”),根据车辆检测器的布设位置和环境特点,集成使用环形线圈、视频、微波和地磁等多种检测器,实时检测路面信息,对车辆前方的交通状态进行智能判断,并控制信号设备做出相应指示,将交通流量调整至最佳状态。

  调研发现,“多维传感控制系统”分为“感知-传输-处理及优化”三个处理层次,是典型的传感网应用模式架构,集成运用了多种技术策略。

  一是灵活运用多种检测器。在桥梁、高架路和匝道等不适宜破坏路面且具有良好照明条件的路段采用视频检测器;在环境照度低且不适宜破坏路面的地段采用地磁检测器;在具有良好施工条件且重型货车通行较少的路段采用环形线圈检测器。多种车辆检测器在同一系统中的应用,可以保证系统具有较高的检测器完好率,更好地发挥系统综合控制效能。

  二是识别及预测实时交通态势。运用基于多源异构交通数据的融合处理技术,可以分析区域网络中流量、占有率、平均车速等交通状态及演变规律;运用基于信号机双环相位控制技术和基于预测的战略控制技术,可以提前判断路网可能出现的交通事件及交通拥堵,形成交通智能联网联控预警。

  三是设计多种控制功能。该系统包括行人按钮控制、公交优先控制、可变车道控制、通信式倒计时控制等多种功能。“我们开发了城市交通智能联网联控支撑平台系统,实现区域交通的前馈式控制,充分发挥现有交通设施的管理潜力,提高城市交通运行效率。”大为科技股份有限公司副总经理郑培余说。

  50多个智能交通信号控制机确保城区道路畅通

  2011年,无锡正式启用“多维传感控制系统”,近3年的试验表明,无锡市交通系统的智能化程度显著提升,交警部门对城市道路的控制水平也得到提高。

  据无锡市交巡警支队介绍,大为科技开发的新一代DW-TSC3000双环智能交通信号控制机,已应用在全市梁清路、建筑路、南湖大道和观山路等50多个路口。安装至今,信号机运行稳定安全可靠。经实测比对,无锡市交通检测传感器完好率从70%左右提高至85%以上,试验区域的停车次数和停车延误减少15%以上,试验区域公众的交通出行感受也明显好转。

  “多维传感控制系统”运用多种智能技术,控制功能丰富灵活。其中,车辆间距感应控制与自适应控制相结合的优化控制技术,可大大提高路口的通行能力和绿信效率;智能协调控制算法(上行优先绿波、下行优先绿波、双向绿波)降低了行程时间,提高了通行速度;信号机参数配置软件接入远程控制网络,为技术维护人员远程调试、维护信号机提供了方便。

  此外,该系统设置了“行人过街按钮控制”、“可变车道控制”、“公共交通优先控制”及“通信式倒计时控制”等新功能,可灵活调整交通流量,提高通行效率。

  可变车道控制和公共交通被众多专家认为是解决交通流量问题的理想途径。可变车道尤其适用于需要采取时间性交通管理措施的交叉口,可依据不同时段车辆流量流向的特点,对流向进行灵活调控,变换车道的行驶方向,缓解交通压力。

  据无锡市交巡警支队介绍,交警可根据现场交通情况,通过手持遥控器,控制可变分向行驶车道标志随时调整车道行驶方向;若路口有明显通行特征,在没有突发事件的情况下,交警还可以提前进行程序输入固定标志转换的时间,由它自动变换;此外,控制中心还可以通过仪器监控路口路况,适时使用远程控制手段对标志牌进行控制;若实现计算机联网的路口信号机,还能通过自动识别系统进行辨别并自动调控。

  交警张警官向调研分析师展示可变车道的实现方法。当路口左转车道拥堵,但直行车道却车少畅通时,只需轻点遥控器就可将直行车道变为左转车道,通过车道灯的指示方向变化,来控制主干道车道行驶方向,调整车道数。据了解,无锡市已成为国内使用可变车道控制最多的城市,适应了不同时段不平衡的通行需求。

  公共交通优先控制是该系统的另一大创新,可根据公交线路和车辆的发车频率、行车速度等历史数据设计、协调路网内交叉口的信号配时,有效降低交叉口信号周期长度以减少公交车辆停车、延误,从而保证公共交通优先通行。

  家住滨湖区景鸿苑的白领人士小刘说:“我所在的公司在运河东,原来开车上下班,梁溪大桥附近道路拥堵,经常要从南边绕个大圈。智能交通信号控制系统启用后,公交车可以优先通行,快速方便又环保,我现在已经改坐公交车上下班了。”

  新一代智能交通信号系统助力智慧城市建设

  智能交通是智慧城市建设的重要领域。分析显示,新一代智能交通信号控制系统的市场前景广阔。

  大为研发的“多维传感控制系统”是传统交通信号控制系统的升级替代产品,在控制的灵活性、功能的多样性、技术的先进性和维护的便利性等方面具有明显的优势,既可作为新一代产品独立销售,又可用于传统交通信号控制系统的升级改造。

  包可为说,截至目前,本项目我们已获得15项知识产权,其中发明专利3项、实用新型专利3项、软件著作权9项。系统已成功应用至无锡、江阴、苏州、太仓和上海松江区等地,并已和多个城市达成合作意向,累计销售超5000万元,预计未来年销售收入可达上亿元规模。(中经社分析师 陈希希)

  企业简介:江苏大为科技股份有限公司位于江苏省无锡市,主要从事智能交通、轨道交通、隧道综合监控、建筑智能化、信息系统集成和软件开发等业务,是科技部认定的国家重点高新技术企业和江苏省规划布局内重点软件企业。注册资本 3000万元,总部占地 60 亩,建有 2 座计 4 万多平米的研发、生产及测试大楼,总资产近 4 亿元。公司具有多项自主知识产权的智能交通和行业软件产品,先后取得 59项软件著作权、31项软件产品登记证书、申请了 9 项发明专利。公司具有工信部计算机信息系统集成壹级资质、住建部建筑智能化工程设计与施工壹级资质、中国安防协会安防工程设计和施工壹级资质等资质。建有“江苏省车辆行踪监控系统工程技术研究中心”和“江苏省智能交通软件企业技术中心”等研发机构。

  案例简介:大为科技研发的“基于多维传感信息融合技术的新一代智能交通信号控制系统”,覆盖无锡市梁清路、建筑路、南湖大道和观山路等50多个路口和路段,综合运用多种检测器、多源异构交通数据的融合处理技术及多种功能控制设计,实现对实时交通态势的智能识别及预测。该系统是传统交通信号控制系统的升级替代产品,有效融合多源异构数据,实现交通前馈控制,在控制的灵活性、功能的多样性、技术的先进性和维护的便利性等方面具有明显优势,为我国智慧交通开辟了新的拓展空间。


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