《在线交通仿真技术支持下的城市交通超脑研究与应用》

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中国正处于城镇化深入发展的关键时期,城镇化在为经济发展释放持续动能的过程中也为城市交通拥堵问题带来了巨大的挑战。尽管城市道路基础设施网络不断完善,但日益增长的交通需求与基础设施供给之间的不平衡仍未有效解决,另外人/车/路的交互与协作也未被深入研究。交通仿真是复杂非线性交通系统的重要求解方法,也是智能交通系统决策控制的核心技术。传统离线交通仿真具有时空滞后性,且缓解城市交通拥堵有很强的实时性要求。在国家863、北京市自然科学基金等课题的资助下,该项目对此问题进行了系统性的技术攻关,取得了如下技术创新:

1)创建了基于交通行为的微观交通仿真理论模型,准确模拟交通参与者的交通行为,原创性的提出可与实时交通数据对接在线交通仿真技术,建立了以在线交通仿真为核心的城市交通超脑平台,实时分析和评价路网交通状况,预测未来交通发展态势,在线管理和控制城市交通,填补了国内外相关领域空白。

2)基于城市交通超脑的在线动态交通监测与管控技术,建立了路网状态与功能状态等级在线评估方法,发明了信号灯与路口渠化综合优化技术,创建了区域交通组织流线设计和定向交通诱导方法,提出了紧急疏解交通时车辆占用紧急停车带的安全警示方法,构成交通超脑在线交通管理与决策的技术要点。

3)基于城市交通超脑感知和预测城市交通异常事件及影响范围,及时开展动态交通组织与定向交通诱导;发明了管联网技术并提出管联网交通组织方法,建立路面与空中交通协同管理体系,最大限度的开发和利用城市交通潜力。城市交通超脑的发展目标是成为未来城市的智慧交通管理和服务的中枢系统。

实践应用表明,该项目在缓解城市交通拥堵,解决因交通拥堵而产生的交通安全、能源消耗、时间延误、环境污染等久悬未决的问题方面成效显著。项目获得国际发明专利授权10项,国内发明专利授权15项,发表高水平论文100余篇,其中SCI收录50余篇。相关技术在北京、天津、杭州、郑州等12个大中城市的推广应用,为每个应用城市的交通出行者平均节约旅行时间4%-15%,每年平均减少人时浪费和能源消耗数亿元到数十亿元。项目实现合同收入1亿元,创造间接经济效益数百亿元,另外,城市交通超脑已经成为研究有人/无人驾驶混行交通系统及全无人驾驶系统的未来交通管理控制的核心技术。该项目是中国“交通强国”战略支撑保障体系的重大关键技术之一,是创新中国、引领世界的一个重要成功范例,应用前景广阔。

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