一、概述

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市交通量急劇增長(zhǎng)，交通擁堵、運(yùn)輸效率低下、環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)峻。交通檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和檢測(cè)設(shè)備的廣泛應(yīng)用，引領(lǐng)城市交通控制從機(jī)械電氣時(shí)代向信息大數(shù)據(jù)時(shí)代邁進(jìn)。充分合理利用多層次、多維度、精細(xì)化的交通特征數(shù)據(jù)，已經(jīng)成為感知交通運(yùn)行態(tài)勢(shì)、緩解城市交通擁堵、推動(dòng)城市交通高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。

我校智慧交通工程研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)城市交通擁堵治理中存在的痛點(diǎn)、難點(diǎn)問題，利用數(shù)據(jù)可視化、交通流優(yōu)化仿真計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)手段，開發(fā)了“城市道路交通在線智能測(cè)評(píng)與優(yōu)化平臺(tái)”，實(shí)現(xiàn)了交叉口運(yùn)行現(xiàn)狀的全方位多角度實(shí)時(shí)展示、信號(hào)配時(shí)方案按需優(yōu)化、運(yùn)行質(zhì)量及流線組合失衡情況綜合評(píng)估、交通需求規(guī)律預(yù)測(cè)與運(yùn)行狀態(tài)分類等多項(xiàng)關(guān)鍵功能。

平臺(tái)的構(gòu)建，為推動(dòng)城市道路交通的數(shù)字化、智能化管控奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，對(duì)于緩解城市道路擁堵、提高城市交通管理能效、落實(shí)交通強(qiáng)國戰(zhàn)略規(guī)劃目標(biāo)具有重要意義。

二、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化展示

平臺(tái)將道路交叉口地磁設(shè)備、雷達(dá)設(shè)備檢測(cè)到的在線實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示，樣例如圖所示。

平臺(tái)進(jìn)行展示的指標(biāo)按信號(hào)周期或者固定時(shí)間段進(jìn)行了可視化設(shè)計(jì)，涵蓋了周期起始時(shí)刻、當(dāng)前控制信號(hào)方案、周期時(shí)長(zhǎng)、平均車速、通行能力、過車量、排隊(duì)長(zhǎng)度、延誤、車頭時(shí)距等。

此外，平臺(tái)還從道路交叉口整體情況、進(jìn)口道、流線和車道等多個(gè)層面對(duì)交通特征數(shù)據(jù)進(jìn)行了聚合展示。在進(jìn)口道和流線層面，考慮到車道數(shù)量差別，平臺(tái)分別進(jìn)行了流量、排隊(duì)、延誤、綠燈使用率等指標(biāo)總體數(shù)據(jù)和平均數(shù)據(jù)的展示，可用于初步判斷各層面交通的強(qiáng)度。

三、信號(hào)控制仿真優(yōu)化

平臺(tái)提供了基于實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)的交叉口交通流仿真和優(yōu)化功能，可根據(jù)檢測(cè)到的各流向交通流量數(shù)據(jù)和信號(hào)配時(shí)數(shù)據(jù)，利用內(nèi)置的多個(gè)信號(hào)優(yōu)化模型，對(duì)所選時(shí)段的信號(hào)配時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化前后的信號(hào)配時(shí)方案可視化對(duì)比展示，樣例如圖所示。

此外，平臺(tái)還可以選擇仿真結(jié)果的時(shí)間粒度輸出，從時(shí)間緯度和空間緯度上對(duì)比現(xiàn)狀仿真與優(yōu)化仿真結(jié)果，更加精細(xì)化地展示方案優(yōu)化的有效性和具體優(yōu)化情況。

四、交通運(yùn)行評(píng)價(jià)

平臺(tái)交通運(yùn)行評(píng)價(jià)模塊利用交通健康指數(shù)和均衡指數(shù)兩個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)交叉口的交通運(yùn)行情況，可按周期（15min和30min的時(shí)間粒度）進(jìn)行展示。交叉口健康指數(shù)（%）綜合考慮了綠燈利用率、排隊(duì)長(zhǎng)度和延誤等指標(biāo)，反應(yīng)了交叉口的運(yùn)行質(zhì)量，指數(shù)值越高代表運(yùn)行情況較好。均衡指數(shù)反應(yīng)流線組合失衡情況（%），值越高代表當(dāng)前相位流線組合越匹配。

平臺(tái)可將當(dāng)日綠燈利用率、過車量、排隊(duì)等指標(biāo)與近七天均值進(jìn)行可視化展示，用于發(fā)現(xiàn)當(dāng)日的交通數(shù)據(jù)異常波動(dòng)。此外，平臺(tái)還可按選定時(shí)段，對(duì)交叉口近七天綠燈利用率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，判斷綠燈是否有效利用，樣例如圖所示。

五、歷史數(shù)據(jù)利用分析

平臺(tái)以交叉口檢測(cè)設(shè)備獲取的交通流量歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用GRU模型對(duì)各流向的短時(shí)交通流量進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)時(shí)間粒度可為5min、15min和30min。其次平臺(tái)考慮到利用過時(shí)的交通流量數(shù)據(jù)訓(xùn)練出來的模型不滿足當(dāng)前交通需求特征，平臺(tái)提供預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練功能，可利用近期獲得的交通流量數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練，樣例如圖所示。