运用大数据进行交通灯配时动态优化.docx

运用大数据进行交通灯配时动态优化一、设计思路通过接入交警部门的道路交通流量数据、交通视频数据、道路信号灯信号、城市路网数据以及各部门道路视频等实时与历史数据，通过人工智能与形成城市交通大数据，并基于城市道路交通信号配时模型，对交通信号灯的配时进行全局多元动态优化，达到车道级别交通流量均衡，实现大规模全局交通优化，提升城市整体出行效率。二、建设目标服务对象建设目标交警部门(1)通过整合全市海量交通大数据，打破数据单点分析、交通灯单点优化瓶颈，运用云计算技术实时融合交通大数据，依托城市级道路交通信号配时模型，建立交通灯配时动态优化系统，实现全局交通灯多元动态优化，提升城市交通管理效率。(2)°在重大活动或突发事件情况下，通过高新技术手段优化交通灯配时，保障重要路段的通行效率。出行市民(1)通过交通灯配时动态优化系统，有效缓解交通主要路口车流拥堵问题，提升全体市民出行效率。(2)在重大活动或突发事件情况下，部分交通路段通行状态发生变化时，通过系统发布的交通灯信息，市民能够灵活地制定出行选择，改善出行体验。环保局(1)通过交通灯配时优化,提升交通路口通行能力，缓解“绿灯无车红灯堵”现象，减少车辆的能耗与尾气排放，改善城市环境。市应急办(1)发生突发紧急事件时，优化重要交通线路交通灯配时，有效地疏导车流，提升重要线路通行能力，为城市应急提供交通保障。市公安局(1)重大活动期间，优化重要线路交通灯配时，有效提升交通通行能力，保障重大活动期间交通状况。三、影响要素要素数据来源城区道路数据道路起点终点坐标、车道数、各车道类型、交叉口坐标等公路局道路通行状态数据道路交通流量数据、交叉口交通流量数据、车流密度、各交通信号灯信息等交警交通视频数据交通摄像头位置数据、实时视频流数据交警天网监控视频数据城区各交通路段上天网监控摄像头位置、天网监控视频实时数据市公安局车辆定位数据重点车辆定位数据、公交车辆定位数据、出租车定位数据等交通委应急事件信息城区重大突发事件（自然灾害、事故灾难、社会安全事件等）信息市应急办重大活动信息重大活动（海交会、数字中国峰会等）信息市公安局城市内涝数据易涝点路面液位位监测数据、内涝预测预报数据等联排联调中心四、输出结果数据依据结果交通配时信息与优化提升量（1）基于交警部门交通视频数据与天网监控视频数据，采用视频智能分析技术，结合道路通行状态数据，获取各路口车流量数据、车流密度、排队长度、平均等待时间、行人流量、非机动车流量等。（2）根据单路口实时演算模型（RTC模型）构建城市交通网络模级联模型，基于交通网络中各路口车流变化数据，采取基于动态优先级调度的自适应控制策略，确定各方向车流的通行时序与交通灯配时。（3）基于时间间隙模型建立非机动车交通流对交叉路口的冲突模型，根据非机动车流量数据，优化交叉口交通灯配时方案，缓解非机动车交通流与机动车交通流冲突问题2O（4）根据机动车待车时的碳排放及能耗建模分析，计算配时优化后，减小的碳排放及能耗力（6）突发紧急事件（例如台风天发生城市严重内涝，部分路段无法通行）或重大事件（例如峰会、海交会）时，基于双向绿波带宽模型、最佳车速方程建立集成车速引导和（1）交通配时数据：信号灯周期、相位结构、相位顺序、相位时长等。（2）优化提升量：配时优化后，车流提升值、排队长度减小量、平均等待时间减小量、碳排放及能耗减小量。干线绿波的优化模型，结合车辆定位数据，应用粒子群算法的多目标搜索算法对优化模型求解，得出主要交通干线的交通灯配时数据，提高干线绿波带宽，减少车辆停车等待次数与时间，提高交通干线协调控制效率，实现重要交通干线交通通行能力保障(4O五、场景应用场景1：上下班拥堵上下班车流量较大且集中于部分干线与交叉路口。通过交通灯配时优化，应用自适应策略，均衡非机动车交通流量与机动车交通流量，提高车流量大的交通干线通行能力，缓解城市交通网络拥堵问题。场景2：节假日出行节假日出行流量较集中，出入城交通流量大。通过城市交通网络模模型，调整主要交通干线优先级，优化交通灯配时，提高出入城交通流量集中干线的交通通行能力。场景3：暴雨积水福州夏季多发台风，时常出现局部降水量大，路面积水深，城市内涝严重，部分路段无法通行。基于集成优化模型，对交通灯进行配时优化，保障主要交通干线交通能力，合理疏导车流。场景4：行人出行通过交通灯配时优化缓解上下班拥堵与节假日出行拥堵问题，提升市民出行效率。在重大活动或突发事件情况下,部分交通路段通行状态发生变化时，通过系统发布的交通灯信息，市民能够灵活地制定出行选择，改善出行体验。场景5：紧急事件发生紧急事件时，根据需要通行的紧急车辆的定位数据、目的地点及交通线路，基于集成优化模型，调节紧急车辆通行线路上交通灯相位差和车辆速度，增大绿波带宽，减少停车等待次数与时间，实现快速通行。