北京智能交通研究与应用

隋亚刚 二○一一年九月

目
一、北京交通状况
录
二、北京智能交通管理技术研究 三、北京智能交通管理系统应用效果

一、北京交通状况
城市交通问题是世界性难题， 城市交通问题是世界性难题，智能交通控制是提高现 有道路网通行效率和实现科学管理最有效的技术支撑手段。 有道路网通行效率和实现科学管理最有效的技术支撑手段。 我国是混合交通， 我国是混合交通，国内外没有可直接应用的混合交通控制 技术，北京又是世界上规模最大、最复杂的混合交通体， 技术，北京又是世界上规模最大、最复杂的混合交通体， 交通控制更复杂、难度更大。 交通控制更复杂、难度更大。

受古都规划布局的制约，路网结构不合理，北京道路面积率不足20 20% 受古都规划布局的制约，路网结构不合理，北京道路面积率不足20%， 明显低于纽约35% 25%的水平； 明显低于纽约35%、巴黎 25%的水平； 35 机动车高速增长，去年北京净增81万机动车。 81万机动车 机动车高速增长 ， 去年北京净增 81 万机动车 。 目前北京的总量已达到 490万辆； 490万辆； 万辆 机动车出行率高（北京每天每辆机动车的行驶里程是东京的2 机动车出行率高（北京每天每辆机动车的行驶里程是东京的2倍） 混合交通严重，机动车与近千万的非机动车混行； 混合交通严重，机动车与近千万的非机动车混行； 因此，研发适合我国道路交通特点的智能交通管理技术， 因此，研发适合我国道路交通特点的智能交通管理技术，最大限度 挖掘现有道路的通行效率、实现科学管理，是改善城市交通的根本技术 挖掘现有道路的通行效率、实现科学管理， 保障和迫切需要。 保障和迫切需要。
古都布局
交叉混行
交通警卫任务密集

通过多年 的深入 研究， 研究 ， 结合我国混合 交通流的特点， 交通流的特点 ， 通过 国家“ 八五” 、 “ 九 国家 “ 八五 ” 五”、“十五”和 十一五”科技攻关项 “十一五 科技攻关项 目的支持， 目的支持 ， 从满足奥 运交通的需要和北京 城市日常交通管理的 应用出发， 应用出发 ， 总体设计 开发建成了现代化的 交通指挥控制中心 28日正式 （2007年4月28日正式 2007年 开通使用） 开通使用）。
北京公安交通指挥控制中心

二、北京智能交通管理技术研究
北京智能交通管理系统是一个庞大复杂的系统工程， 北京智能交通管理系统是一个庞大复杂的系统工程，涉 系统工程 及多学科前沿技术的交叉和自主创新研究，下面介绍五 及多学科前沿技术的交叉和自主创新研究，下面介绍五个主 要技术应用： 要技术应用：

1．适合混合交通流特点的城市交通管理系统集成模式及技术
系统在城市交通多源异构数据特征分析与融合技术、 系统在城市交通多源异构数据特征分析与融合技术、分布式异构多系统 集成技术、基于GIS的预案化指挥调度集成技术方面取得创新。构建了一个 GIS的预案化指挥调度集成技术方面取得创新 集成技术 、基于 GIS 的预案化指挥调度集成技术方面取得创新 。 构建了一个 中心、三个平台、八大系统的智能交通管理系统体系框架。 中心、三个平台、八大系统的智能交通管理系统体系框架。 的智能交通管理系统体系框架
一个中心 三个平台 八大系统

? 系统高度集成了视频监控、单兵定位、122接处警、GPS警 系统高度集成了视频监控、单兵定位、122接处警 GPS警 接处警、 车定位、 信号控制、 集群通信等171 个应用子系统， 171个应用子系统 车定位 、 信号控制 、 集群通信等 171 个应用子系统 ， 融合 了733T的实时海量异构数据。 733T的实时海量异构数据。
GPS员 单 监 定定 制 警 交视 接 处 控 通 信 号 位 警 122 频车兵控警 位
现代化中心机房

?依托该技术支撑的现代化交通指挥控制中心，具有指挥调度、交通 依托该技术支撑的现代化交通指挥控制中心，具有指挥调度 指挥调度、 依托该技术支撑的现代化交通指挥控制中心 四大功能群， 控制、综合监测、信息服务四大功能群 实现了对城市交通的可视 控制、综合监测、信息服务四大功能群，实现了对城市交通的可视 扁平化、预案化和统一、高效的指挥调度 的指挥调度， 化、扁平化、预案化和统一、高效的指挥调度，显著地提高了指挥 效率和快速反应能力。 效率和快速反应能力。
北京公安交通指挥中心

? 奥运期间，依托该技术，在交通指挥控制中心的基础上，构建了由奥运 奥运期间，依托该技术，在交通指挥控制中心的基础上， 交通指挥中心、仰山桥勤务指挥中心和38个场馆交通指挥所构成的奥运 交通指挥中心、 仰山桥勤务指挥中心和38个场馆交通指挥所构成的奥运 38个场馆交通指挥所构成的 社会交通和 交通三级指挥体系，实现了对社会交通 勤务交通立体掌控、定位到车、 交通三级指挥体系，实现了对社会交通和勤务交通立体掌控、定位到车、 交替放行、精确到秒。 交替放行、精确到秒。 ? 有效保证了奥运会3000多场重要比赛以及30多次重大活动的交通安全、 有效保证了奥运会3000多场重要比赛以及30多次重大活动的交通安全 3000多场重要比赛以及30多次重大活动的交通安全、 准点、可靠、便捷，与社会交通的和谐运转。 准点、可靠、便捷，与社会交通的和谐运转。 ? 奥运开幕式 ， 141 位外国首脑和 1000 多名重要贵宾 27 分钟内安全返回住 奥运开幕式， 141位外国首脑和1000多名重要贵宾 27分钟内安全返回住 位外国首脑和1000 多名重要贵宾27 16万观众75分钟内疏散完毕 比申奥承诺的时间缩短13 万观众75分钟内疏散完毕， 13% 地，16万观众75分钟内疏散完毕，比申奥承诺的时间缩短13%。
奥运交通三级指挥体系

混合交通流状态下交通信号控制技术。 2. 混合交通流状态下交通信号控制技术。
系统在城市交通 参与者的交通行为特 征分析和混合交通状 态下交通参与者行为 影响模型建立和仿真 技术等方面取得创新 成果， 成果 ， 建成了全市交 通信号控制管理平台 。 交通信号统一管理平台

该平台采用开放 通信协议， 通信协议，接入管理 多个控制系统， 多个控制系统，实现 了混合交通流下的点 线面协调优化控制， 线面协调优化控制， 协调优化控制 有效地保证了全市路 网的最大通行效率， 网的最大通行效率， 实现了对公交 公交及 实现了对公交及特种 车辆的优先控制。 车辆的优先控制。
路口信号控制界面

? 奥运期间，系统自动适应交通流量大幅变化，实现自动调节、 奥运期间， 系统自动适应交通流量大幅变化， 实现自动调节、 自动调节 优化控制； 优化控制； ? 为奥运班车提供 7万余次信号优先，累计缩短行驶时间超过 600 为奥运班车提供7万余次信号优先 累计缩短行驶时间超过600 信号优先， 小时； 小时；
公交优先通行控制
行人过街信号控制

城市快速路交通控制技术。 3. 城市快速路交通控制技术。
北京快速路由二、 五环和11条联络线组成，长度达360公里， 11条联络线组成 360公里 北京快速路由二、三、四、五环和11条联络线组成，长度达360公里， 承担着全市50 以上的交通量 快速路出入口密集，平均间距仅为318米 50% 的交通量， 仅为318 承担着全市50%以上的交通量，快速路出入口密集，平均间距仅为318米， 是世界上最复杂 控制难度最大的快速路 最复杂、 的快速路。 是世界上最复杂、控制难度最大的快速路。（国外同类城市高速路出入匝 道平均间距2 公里） 道平均间距2至3公里） 针对北京快速路的结构和特点， 针对北京快速路的结构和特点，自主研发了快速路出入口交通流特性 分析、快速路多节点“OD” 分析、快速路多节点“OD” 建模技术和基于主辅路占有率映射算法的交 通控制策略。 通控制策略。
入口关闭
入口开放
车道灯控制

? 基于上述技术建成的快速路交通控制系统，有效提高了北京快速路网的 基于上述技术建成的快速路交通控制系统， 承载能力、交通管控能力和城市抗风险能力。 承载能力、交通管控能力和城市抗风险能力。 ? 奥运期间，有效保证了奥运专用车道的使用和畅通，发挥了极其重要的 奥运期间，有效保证了奥运专用车道的使用和畅通， 作用。 作用。
奥运专用车道
交通信号控制界面

4.智能交通综合监测技术。 4.智能交通综合监测技术。 智能交通综合监测技术
研究开发了数字高清多模式综合检测技术，建成了由视频监控、 研究开发了数字高清多模式综合检测技术，建成了由视频监控、事件检
交通流检测和违法监测等技术组成的智能交通综合监测系统。 测、交通流检测和违法监测等技术组成的智能交通综合监测系统。
电视监控
违法监测
交通流检测

?
依托该技术建设 的智能交通综合监测 系统，全时空覆盖城 市主干路和快速路， 实现了道路 交通流量 、 流速、车辆占有率的 检测、违法行为监测 和交通意外事件检测 等功能，为交通指挥 控制、出行信息服务 和科学需求管理决策 提供详实的数据支持 。
交通流检测

?
应用该技术，系统实 现了对490 万辆 现了对 490万辆 机动车和 490 万辆机动车和 630万 630 万 驾驶员的交通违法 行为进行实时监测和闭 环监管，有效的保证了 交通管理措施的实施。 交通管理措施的实施。
车辆自动监测
?
同时，系统的建成和 应用为城市交通需求的 科学管理提供有力的支 持和保障。 持和保障。
奥运服务驾驶员监管

5.实时动态交通流预测预报技术。 5.实时动态交通流预测预报技术。 实时动态交通流预测预报技术
针对我国城市交通构成特点和混合交通流的特性， 针对我国城市交通构成特点和混合交通流的特性，研究开发了交 通流跟驰分析模型和基于神经网络理论的路网动态交通预测算法模型， 通流跟驰分析模型和基于神经网络理论的路网动态交通预测算法模型， 实现了道路交通的宏观、中观、微观的交通预测预报，精度达到了90 90% 实现了道路交通的宏观、中观、微观的交通预测预报，精度达到了90%。
交通流仿真界面
交通流预测预报界面

应用该技术建成的交通信息发布系统，以文字、图形、 应用该技术建成的交通信息发布系统，以文字、图形、视频等多种形 实时路况信息， 向社会公众发布实时路况信息 有效引导交通出行，均衡路网流量， 式，向社会公众发布实时路况信息，有效引导交通出行，均衡路网流量， 缓解交通拥堵。 缓解交通拥堵。
交通信息发布中心