《技术建议书(交通数据采集与交通运行状况分析)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《技术建议书(交通数据采集与交通运行状况分析)（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、技术建议书技术建议书一、对招标项目的认识一、对招标项目的认识交通数据采集与交通运行状况分析是高速公路交通运营管理决策的基础，是实现交通管制、出行信息发布和交通应急事件救援的前提。为了解决当前高速公路联网收费的多路径识别的难题和满足提升高速公路交通服务水平与服务功能的迫切需求，招标项目要求将路网的动态交通分配与路段的动态交通数据采集相结合，以解决车辆路径识别的二异性并实现精确收费；以及通过交通数据采集点规划和构建交通流分析模型的方法，以增强服务功能的建议，不仅具有技术的先进性，而且具有切实可行的工程实用性，为满足建设交通情况调查系统、解决高速公路多路径识别问题、提高高速公路道路服务水平、充实与维
2、护高速公路道路、桥梁养护数据等迫切需求，指明了方向。1 1、对招标项目所在地区建设条件的认识、对招标项目所在地区建设条件的认识江苏省高速公路路网的骨架基本建成，相应的各路段收费、监控、通信“三大系统”建设取得了阶段性的成果，江苏省高速公路信息化和联网收费系统建设处于全国的前列。长三角（江苏、安徽、浙江、江西、上海）地区的高速公路网络也已形成，交通基础设施，特别是交通信息化基础设施的建设较完备且在全国具有先进性，具体体现为：（1 1）高速公路的道路建设条件分析）高速公路的道路建设条件分析江苏省高速公路的道路里程为全国第三，密度为全国第一，道路的建设质量和规模也具有先进性，如沪宁高速高公路的改扩建
3、工程，和正在实施的机场高速公路改扩建工程等均为提高整个道路网的通行能力提供了很好的建设条件。（2 2）高速公路交通信息化系统建设条件分析）高速公路交通信息化系统建设条件分析目前，江苏省高速公路机电工程和信息化基础设施建设速度很快，各路段交通通信系统、收费系统和监控系统的基础建设比较完备，这些为实现现代化的智能交通运营管理奠定了厚实的基础。江苏省高速公路联网营运管理中心的成立为建设现代化的联网收费系统和联网交通监控系统提供了组织模式、推进机制和具体实施机构。同时高速公路交通运营服务软件系统和基于“96777”的交通信息服务系统也在实际应用过程中得到了检验与发展。建设了全省的高速公路联网收费系统，
4、能够实现计算机辅助收费，基于“苏通卡”的电子支付方式，特别是电子不停车收费系统的建设，从长三角区域和省域两个层面，对 ETC 结算中心系统构架、节点拆分、银行结算、客户服务体系、ETC 与 MTC 融合、车道布局、营运管理等方面进行了研究，解决了江苏省 ETC 系统建设运行及跨省联网应用的关键技术问题，使该领域的建设成果达到了国内领先、国际先进的水平。建设了比较先进的交通监控系统。各条高速公路均有相应的交通监控中心与分中心，同时区域联网交通系统监控系统建设规模与水平正在不断上升。路网中布设了一定规模的交通信息采集设备，建设了较规范的各类交通数据采集系统，包括交通流动态数据采集、气象特别是能见度
5、信息采集系统；多数高速公路实现了基于交通视频图像的全程监视功能；发展了交通应急事件的快速报警、确认与预案匹配等功能；具有了路网交通动态信息发布的基本功能。此外，基于 GPS/GIS、车牌识别、DSRC 短程通信与信息采集等智能交通关键技术正在得到不断深入的应用。上述项目所在地区交通信息系统的建设条件为本项目的完成与成果应用提供了很好的实施环境与研究基础。2 2、对招标项目布设规划、交通量采集和相关数学模型的认识、对招标项目布设规划、交通量采集和相关数学模型的认识本招标项目的意图是依据交通系统工程的思想，遵循交通信息系统建设的客观步骤，即交通信息的采集、存储、融合、挖掘、决策与发布的有机顺序。通
6、过构建科学的交通信息采集点布设规划模型，使路网的交通动态数据采集准确且充实，为交通服务功能提供实现的依据和验证的条件。通过研究发现：仅有检测器所检测的准确和充实的交通动态数据还不能直接提供交通服务功能所需的交通信息，原因在于当前交通检测器所检测的数据是通过该路段横截面的所有车辆的信息（或者说，所检测的交通量是所有 OD对在该路段通行的叠加） ，如何通过合适的技术方案“剥离”出具体服务功能所需的具体 OD 对的信息，需要建立具体 OD 对与检测信息中相关数据的对应关系，即相关的联网收费路径识别模型，是解决该问题的关键。同理，由检测器所检测的交通动态数据基本是一个海量数据，如果直接向路网发布，出行
7、者难以在短时间内理解大量数据所反映的交通规律，需要建立交通运行状况分析模型，以便向出行者发布经过凝练和挖掘且与当前交通实际状况相一致的交通信息，满足人类大脑“模式匹配强，直接计算能力差”的客观情况。具体认识分析如下：（1 1）交通数据采集点布设规划模型的认识分析）交通数据采集点布设规划模型的认识分析根据前期的调研和科研结果可知：现状交通数据采集点主要布设于各互通立交上、下游，对横断面条件变化路段、事故多发段等则未进行合理布设，由于布设间距较大，使得路段检测盲区增大，以京沪高速公路为例，江苏段全长261.5 公里，共使用线圈检测器 43 个，假设每个检测器工作正常，以每个检测器准确检测 2 公里
8、范围计算，43 个检测点的检测范围仅能覆盖全线的 30；由于路网线圈检测器较大范围内的失效， 造成动态交通数据采集的不充分与不全面，因此，单一检测技术的应用满足不了目前对路网动态交通数据采集的需求；检测器功能失效，使监控中心对交通流分析功能消失；检测数据不全面，使监控中心对行程时间预测功能消失；监控中心数据库系统需要重新设计和建设，否则，以每分钟采集的交通数据得不到充分应用。因此，需要建立高速公路交通信息采集点布设模型。通过给出各个信息采集点的具体位置，满足联网收费路径识别，实现精确收费的需求；通过给出合适的采集点布设间距以满足不同服务功能对数据时间性和空间性的需求。（2 2）联网收费路径识别
9、模型的认识分析）联网收费路径识别模型的认识分析最短路径法是当前解决多路径用户收费问题的主要方法。最短里程的路径是驾驶员普遍选择的路径。如果在最短路径与其他路径的里程相差较小时，最短路径法的误差较大，不能完全准确地反映车辆的实际行驶路径，而且，最短路径法直接将多路径车辆通行费分配给最短路径业主，其精确度还取决于车辆在实际的路径选择过程中选择最短路径的概率。高速公路收费在业主间进行拆分的当前方法是单一的动态交通分配法。交通流最大概率法是通过车辆跟踪试验或者车辆行驶调查，确定路网中可能的路线及其概率值，来近似推算得到收费的分配比例。但是这种方案并非精确分配方法，具有很大的模糊性，随着多义性路段的增加
10、，其引起的争议在不断增加。车辆在高速公路路网中的实际行驶路径是联网高速公路收费和分帐的依据。用的多路径识别采用方法如：标识站法、车牌识别法等实际应用存在困难。需要应用动态交通分配方法，结合路段上的动态交通数据，构建一种在技术上可行、经济上合理的模型，以实现依据实际行驶路径进行联网精确收费的方式。（3 3）交通运行状况分析模型的认识分析）交通运行状况分析模型的认识分析在高速公路路网基本形成，交通动态数据采集系统建设基本完备条件下，为了加强高速公路交通运营管理力度和提升高速公路交通服务水平和服务功能，需要依据路网中各个交通信息采集点所采集的动态海里数据，建立基于这些数据的交通运行状况分析模型，具体
11、实现短时段交通预测；给出行车速度与时间；拥挤程度和交通紧急事件信息，同时建立了适宜高速公路路段与路网运行状况分析的评价指标体系与评价方法，帮助高速公路交通营运管理部门实时掌握道路交通运行状况，提高交通突发事件应急处置能力和遇险救援水平，同时为出行者提供准确的交通运行及设施服务信息。二、研究目的、研究方法和技术路线二、研究目的、研究方法和技术路线1 1、研究目的、研究目的本项目的研究目的，在于通过对江苏省高速公路路网的交通动态数据（车流量、车速、占有率、车型等）采集设施及应用状况的分析研究，结合联网收费工作的实际需要及路网交通运营管理的现代化发展趋势，以全省高速公路路网典型区域（包括具有车辆路径
12、识别问题、交通紧急事件常发路段的路网）为主要研究对象，通过科学确定的交通信息采集点布设位置及所采集的动态交通数据，结合交通动态分配方法，提出满足依据实际行驶路径进行联网精确收费需求的模型与收费方法，以便实现根据车辆行驶路径准确记录车辆行驶路径和里程，准确记录各路段车辆通行费收入，并合理准确地将通行费收入分配到各公路业主，体现“谁投资，谁受益”的原则；针对提高路网交通服务水平和服务功能的迫切需求，建立高速公路交通运行分析与评价模型，以便为交通管理者提供准确的交通运行状况，为出行者提供切实可行的交通诱导和服务信息，真正体现“让出行者被动遵守交通管制，变为主动选择出行方式与路径”的智能交通基本理念。
13、同时，交通信息采集器的科学布设与交通信息采集和发布设施的合理建设必将为物联网技术在高速公路的具体应用奠定坚实的基础。2 2、研究方法与技术路线、研究方法与技术路线本项目的研究，拟采用现场调研、文献查阅、专家咨询、结合采集设备测试、现场调试与检测的方法，以解决交通信息采集点布设规划问题；采用宏观的交通分配方法，结合微观的断面交通动态数据，经过理论推导与优化，计算机数字仿真，模型参数的现场标定与结果的对比分析，建立联网精确收费模型；依据交通工程理论，结合模糊评价方法，构建交通运行状况分析与评价模型。具体的技术路线如下：（1 1）交通数据采集点的布设规划）交通数据采集点的布设规划1）应用现场调研、专
14、家咨询、问卷调查与系统分析的方法，对江苏省公路交通动态数据采集系统现行的运行状况、所能提供的数据类型、精度、服务范围与维修管理进行调查、整理和分析，为项目的研究提供基础数据和现状分析。2）应用咨询、查阅资料和现场调研的方法，分析和掌握被研究公路的几何形状、等级、车流分布、事故率和管理系统的实际需求。在此基础上，针对被研究区域高速公路网（包括具有车辆路径识别问题）各个出入口和独立路段，确定信息采集点的布设位置：即布置于路网中独立路段的一级布设点。一级布设点用于确定车辆行驶的实际路径；以一定的间距布设于各路段中物理状况相近的边界路段，采集交通密度、车型、车速数据的二级布设点，二级布设点用于满足交通
15、运行状况评价的需求；布设于公路常发性拥挤、事故多发路段和事故黑点等需要重点监控路段的三级布设点。在检测器三级布设准则的基础上，应用交通流压缩波原理，实现针对交通紧急事件检测的布设方法。（2 2）联网收费路径识别模型的建立）联网收费路径识别模型的建立在确定用于车辆行驶实际路径检测的一级采集点布设位置的基础上，根据采集到的高速公路车辆的路径信息，综合转向交通信息、断面交通流量、结合车牌识别、车型分析等多种交通信息，分析和获取车辆的路径信息，获取多路径分配比例，实现高速公路联网收费的精确拆分。具体的技术路线为：根据已知的收费站车辆出，入量和准确的 OD 对，依据具有车辆路径识别问题区域路网的拓扑结构
16、，应用当前一类被普遍采用的动态交通分配法（交通流最大概率法是通过车辆跟踪试验或者车辆行驶调查，确定路网中可能的路线及其概率值，来近似推算得到收费的分配比例）给出 OD 对在各个相关路段上所分配的具有车型类别的交通量，再将其与相应路段上的实测交通量（24 小时的平均值）进行对比，进而构建目标函数，应用智能优化技术，反复迭代优化，直到获得满足一定绝对值误差和方差的 OD 对分配结果。然后通过计算机仿真和现场实测统计对比的方法确定该模型的可靠度。（3 3）交通运行状况分析模型的建立）交通运行状况分析模型的建立1）段时段交通量预测模型。对诸如自回归滑动平均模型、指数平滑模型、历史平均模型等短时段交通量预测模型进行分析与比对，研究各种方法的特点和适应条件。从处理数据的类型、在线分析、易于实施和预测精度等方面重点对kalman 滤波方法进行研究。从输入/输出间的关系、样本数据的需求、收敛速度、模型的全局收敛性研究神经网络模型的预测方法，总结其应用的条件和优缺点。通过实测数据和仿真技术比较上述短时交通量预测方法的适应条件和适应范围。2）路段交通运行状况评价模型。综合不同信息采集源，
