财新传媒

苏州狮山路智慧交通系统:“四网合一”打造智慧道路应用典范

2020年05月18日 17:18 来源于 财新网

案例背景

智慧交通通过将物联网、云计算、人工智能、自动控制等新一代信息通信技术融合应用于交通领域,保障交通出行的安全和便捷,为未来交通系统发展注入新动力。2010年,中国超越美国成为全球销量最大的乘用车市场,2019中国汽车保有量已经达到3.48亿辆,城市交通日均出行需求总量已达到10亿人次[ 中国数字经济百人会:《新一代人工智能产业白皮书(2019年)》],这背后带来的事故频发、交通拥堵等问题凸显,尽管城市仍在增加基础设施建设,并通过限行、限号、摇号等传统的管理方法试图缓解这些问题,但城市拥堵、空气污染、出行难等顽疾仍然是中国很多城市每天面临的挑战。

北京大学国家发展研究院在2014年进行的一项调查显示,中国城市因交通拥堵造成的人均生产力损失达5000-9000元,仅北京的拥堵成本就高达700亿元,大部分源于时间的浪费与额外的燃油消耗。通过人工智能、物联网、大数据等新一代智能化技术,智慧交通在治理城市拥堵、空气污染、出行难等方面都已初显成效。

坐落于太湖平原和长江三角洲的苏州,作为中国南方一座历史悠久的古城,城市交通需求复杂多样,城区交通压力十分重大,每逢上下班高峰和节假日,城内交通不堪重负。而伴随苏州工业园区建设和城市私家车数量的迅猛增长,日益增长的交通需求带来的尾气排放量也在持续增加,城市环境污染现象同样面临挑战。为了更好地利用现代智能技术管理城市交通问题,苏州高新区决定以狮山路为试点实施狮山路智慧交通项目。

案例概述:

狮山路智慧交通项目分为道路数字化改造、在线交通仿真、智慧交通和智慧停车四个部分。由苏高新交发集团投资建设,深圳市城市交通规划设计研究中心和联想集团具体实施,于2017年10月正式启动。深圳市城市交通规划设计研究中心和联想集团为苏州打造了一套基于交警大队、交通局、城管局、规划局“四网合一”融合的智慧交通解决方案。这套系统收集交通实时动态数据,利用人工智能技术分析数据,运用在线仿真、大规模网络拓扑计算、交通流分析等创新技术模拟、预测交通运行,实现对交通运行监测、动态建模、管控评价、决策支持的四位一体的现代化智慧交通管理。

4

根据苏州高新区对狮山路及相邻道路的总体规划,项目首先对狮山路进行数字化改造。作为智慧交通的基础,数据化改造需要安装基础的智能设备,以便收集动态实时数据。为此,狮山路智慧交通项目安装了包括路口视频摄像头、道路地磁地感、行人检测传感器、WiFi探针、广域雷达、路口道路信号控制器、数字化指示牌、智能灯竿等一系列的智能化设备,实现了对狮山路道路数字化全息感知。

其中,狮山路智慧交通项目使用的最先进的路口道路信号系统,可以实现信号灯的自动化调度和控制,相较于第一代和第二代路口道路信号系统,有了质的飞跃。第一代路口道路信号系统基于固定的信号控制规则,比如信号灯一分钟切换一次,这种无论路口车流量大小的固定信号切换规则,容易导致有些路口长时间拥堵状况得不到迅速解决。第二代路口道路信号系统可以根据交通历史数据,事先制定好信号切换规则后下发到信号控制器,这样可能在一定程度上缓解特定路段、特定时段的拥堵问题。但因为信号切换规则事先制定好后无法及时更改,对道路上出现的突发事件无法及时响应。

狮山路智慧交通项目使用的路口道路信号系统,可以根据数字化改造后实时采集的周边数条道路的数据,实时、统筹调配信号灯,优化整个片区的交通状况。有了基础的智能设备,项目就可以采集人、车、路的动态实时数据。经过近半年的试运行,交通管理部门准确获得路口早晚高峰的人流、车流量数据,路口红绿灯调节影响数据、交通事故影响数据等50多个交通运行数据,并在交通拥堵指挥平台上实时掌握相关数据,洞察交通拥堵情况。

在清晰掌握交通状况后,借助人工智能技术对整体道路进行数据模拟仿真。交通运管部门通过动态模拟各类交通状况,提前预测重大活动或交通事故产生的交通影响,提前优化警力部署,第一时间进行道路疏导与事故处理,为交管局提供交通运营优化决策信息。

目前大部分城市中使用的是离线仿真技术根据GPS数据、百度地图、高德地图等历史数据,对交通道路情况进行仿真模拟。离线仿真技术虽然在一定程度上可以预测道路运行情况,但无法对实时路面状况做出判断。而狮山路是利用的是更为先进的在线交通仿真技术。基于狮山路数字化改造的成果,通过底层交通仿真人工智能系统对收集到的海量数据进行分析计算,实时预测和推演道路运行状态。为了使仿真结果更加清晰,在整套交通运行系统上层建立了一套可以精确到每条车道的、可视化的、三维的仿真平台,帮助交管人员清楚地了解和运用仿真结果。比如,当路面出现交通事故后,在线交通仿真系统通过实时计算推演,分析出该事故对当前事故点方圆3公里范围之内,未来的5分钟到10分钟可能对交通产生的影响。交通管理部门基于运算结果,立即制定方案,进行事故点周围红绿灯调度,并及时安排周围警力到达事故点处理,快速优化整个交通的运行。

5

狮山路智慧交通项目的智慧公交系统可以对公交车运营状况进行实时、可视化追踪,通过公交车上的GPS定位设备,乘客在公交车站台的电子指示牌和手机端APP可以实时了解公交车线路及每辆公交车的位置。在线交通仿真通过对交通道路的实时在线计算,可以精准预测公交车的到站时间,方便居民规划自己的出行路线和时间。此外,智慧公交还能解决长期困扰城市公交运营效率低的问题。近年来,由于私家车、地铁、共享出行的兴起,居民乘坐公交车的频次和人数都在逐年减少。同时,随着城市的发展和扩展,居民出行有了新的路线需求,出现了一方面原有公交路线运力过剩,另一方面,居民新的出行需求无法满足的情况。智慧公交利用数字化和仿真模拟可以很好地帮助公交公司安排已有路线的运力,并能够协助更精准地规划新的路线,提高公交的综合运营效率。据统计,实施以来,狮山片区公交吸引力持续提升,片区线路的月均公交客流同比之前提升了16%以上。

狮山路智慧交通项目的智慧停车系统通过后台数据互联互通,统筹管理狮山路周边27个商业停车场的近万个泊车位信息,并在道路电子屏、手机APP和公众号上发布实时车位信息,方便市民进行车位的查看和车位的预订。对于有停车引导系统的商场,狮山路智慧停车系统还可以实现停车的自动化引导和反向寻车等功能。结合微信、招行的一卡通等电子支付平台,车辆可以实现车费预支付,减少排队缴费的等待时间。此外,通过对停车频次、停车时长等历史的停车数据的分析,交通管理部门还可以准确了解城市整体停车资源分布和使用情况,为未来城市停车资源的规划或调整提供依据。

作为智慧道路应用的典范,经过半年多的紧张施工建设,狮山路智慧交通项目于2018年7月正式上线试运行,系统各项功能至今平稳运行。狮山路智慧交通项目有效提升高新区狮山片区的综合交通管控能力和居民出行信息服务水平,路况通行效率提升12%,早高峰平均车速提升20%,常发拥堵路段从约18个降至10个。因城市交通带来的能源消耗、空气污染、噪声污染等问题也得以有效解决。目前,狮山路智慧交通项目也成为行业内关注的焦点,吸引了深圳、佛山、东莞、贵阳、卡塔尔等多批次国内外交通领域专家学者前来参观交流。

2019年苏州启动项目第二期工程,在狮山路试点示范建设的基础上进一步开拓创新,将试点应用成效推广至苏州市高新区全区域,为2022年在苏州举办的世界智能交通大会提供服务。

“狮山路智慧交通系统实现了新一代信息技术与传统交通模型手段、方法对交通分析研判的有机结合,实现了规划、交警、交通和城管动静态数据的‘四网融合’…高新区以狮山路为样板,将新一代智能交通的技术、理念有机地集成式地应用,开创了智能车路协同交通研究的新方式,建立了IAAS 设施即服务的新式模式。” 广东省交通管理与控制工程技术研发中心主任、国家科技专家委员会专家、中国智能交通协会常务理事 关志超

 

*本文刊发在财新promotion频道,不代表财新网编辑部观点


关于出品方 About Producer
财新智库成立于2015年8月,以“成为新经济时代中国金融基础设施建造商”为愿景,打造集研究、数据、指数为一体的高端金融服务平台。
联想集团是一家植根于中国、业务遍及180个市场的全球化科技公司。联想聚焦全球化发展,树立了行业领先的多元企业文化和运营模式典范,服务全球超过10亿用户。作为值得信赖的全球科技企业领导者,联想助力客户,把握明日科技,变革今日世界。
清华大学全球产业研究院(IGI,简称“清华产研院”)成立于2015年,是一家致力于推进产学研相结合,促进我国各产业转型升级的高校新型智库。