长沙高新区智慧交通建设项目

一、应用简介

为推动高新区交通科技更加深度的应用和发展，长沙高新区智慧交通项目建设坚持问题导向、强化顶层设计，按照系统定制化、设计整体化、技术前瞻性的原则建设。系统整体规划、技术路线契合国内公安交通科技发展的战略方向，利用大数据、物联网、云计算、互联网等新型科技技术，将交通信息化和智能化深度融合，盘活前期项目已建设施、系统及海量交警数据资源，深度融合和应用各类交通、交警信息，形成具有系统性、整体性、综合性、前瞻性的长沙高新区智能交通顶层设计。

目前，项目已形成了完整的智慧交通应用体系，助力辖区内核心道路行车速度提升3.3km/h，路口停车次数降低26%，单个路口最大通过车辆数增加9.5%，交通警情处置平均耗时降低26%，并提供日均超过2000次停车导航服务、日均80余次高效指挥调度服务，实现了区域内智慧交通出行的需求。

二、建设背景

长沙高新区智慧交通项目是为实现高新区智能交通基础设施全面覆盖，如电子警察、视频监控等感知设备以及智能信号机等控制设备，改善交通秩序，提高市民出行交通安全性，提升突发交通事件协同指挥调度能力，保障特勤任务指挥调度能力；在长沙高新区实现道路交通管理相关信息的综合感知共享、实现道路交通管理的动态科学决策、实现城市道路交通指挥管控的精细智能管理、实现道路交通出行的实时精准服务、实现车辆道路的智能网联协同等。为交警部门进行交通管理、优化决策、信息互动等方案提供强大数据支撑，并通过实时多途径停车诱导和违停监控，解决公众出行难停车、乱停车、因停致堵问题。

三、实施方案

（一）建设内容

项目建设内容包括三环以内及高新区主要出入城路口智能信号控制系统、高清电子警察系统、高清电视监控系统全覆盖，完成智能交通云、交通大数据资源池、AI算法仓、时空一张图等智慧交通支撑平台，交通信息采集系统、人工智能信号控制优化系统、智慧交通可视化指挥调度系统、智慧停车管理系统等互联网+智慧交通应用系统建设。

1、智能交通基础设施建设

升级86个智慧路口，建设内容包括完善高清电子警察系统一体化抓拍单元532台，补光灯1532台、高清电视监控系统覆盖72个路口，视频接力系统建设110个点位、52处自动违停抓拍点位、新增智能信号控制机5台、建设13个V2X智能网联路口。

2、智慧交通基础支撑平台

智慧交通基础支撑平台为互联网+智慧交通应用系统提供底层数据服务和计算支持，诸如数据接入、清洗、存储、管理、统计、分析等基础功能和视频解析、信息融合、研判预测、控制优化等算法能力。基础支撑平台建设内容包括“一云一池一仓一图”（交通云、交通大数据资源池、AI算法仓、时空一张图）。

3、互联网+智慧交通应用系统

通过大数据分析与人工智能、机器学习和专家经验的结合，实现以信号配时优化功能为主的智能信号优化应用，提高道路通畅水平，并通过事件感知推送推动扁平化指挥与勤务管理优化，通过智慧停车管理解决乱停乱放、因停致堵问题，从而推动交通管理工作的精细化、智能化、动态化，形成“感知、研判、指挥、处置、预防”的闭环。在智能交通系统中，交通信息采集系统和信号控制优化系统是智慧交通的核心子系统。

（二）项目框架

根据长沙高新区智能交通发展现状，确定“补基础、搭平台、创应用”的建设思路，主要建设内容包括智能交通基础设施完善、智慧交通基础应用平台搭建、互联网+智慧交通应用系统等，通过该项目的建设实现对高新区智能交通基础设施的提升，为智慧交通的应用发展提供良好的基础平台，并且通过一些贴近实战业务的创新应用系统的建设解决当前存在的交通秩序混乱、交通拥堵等问题，提升高新区交警的智能化管理水平。

项目总体架构为“三横四纵”结构，其中三横为智能交通基础设施层、智能交通基础支撑层、互联网+智慧交通应用层三层服务架构自下而上共同构成；四纵为安全管理、标准规范、运维管理和安质量管理四大保障体系。系统总体架构如下图所示。

1、智能交通基础设施层

主要为部署在交通路网重要点位的各类前端设备，用于采集或发布交通信息。主要包括信号机、视频监控、卡口、电子警察、交通信息采集等。此外，还包括从气象、交通等部门采集到的相关数据信息接入。

2、智能交通基础支撑层

基础设施层包括计算资源池、存储资源池、网络资源池，为上层服务提供计算基础支撑服务，各类业务应用在基础资源环境中建立运行、测试、开发、培训等环境，为应用层的开发、测试、运行提供平台支撑服务。

3、互联网+智慧交通应用层

应用层由各应用系统构成，主要包括交通信息采集系统、人工智能信号控制优化系统、智慧交通可视化指挥调度模块、智慧停车管理系统等。保障体系由标准规划、安全保障、运维管理等内容构成，保障云平台的安全稳定运行。

（三）技术路线

本项目在原有信息化现状的基础上进行了软硬件升级、应用创新，主要体现在以下几方面：

1、新增了路口反向卡口的建设，用于检测路口排队长度；

2、率先在长沙市采用路口综合管控一体机，整合原有电子警察、红绿灯检测器、终端服务器和交换机的功能，实现了设备的集约化；

3、在岳麓大道建设了13公里的视频接力路线，用于警保卫及道路事件检测应用；

4、率先在全国采用V2X车路协同设备用于智慧交通管理，扩展交通信息采集源，拓展边缘计算应用；

5、积极探索人工智能在智慧交通领域的应用，采用AI技术优化交通信号控制；

6、完成智能信号控制路口及相关路段的高精地图采集及制作，为智能信号灯控制和智能交通设备管理等系统提供车道级的地图信息服务。

四、应用效果

为达成“疏堵保畅”的目标，从市民的角度出发，制定了三位一体的解决措施。一是开展人工智能信号优化，提高时间通行效率；二是开展智慧停车管理，提升空间可用效率；三是开展“一张图”的高效指挥调度，缓解交通事件引起的异常交通拥堵。

（一）“以自适应动态干线协调为主线”的信控优化控制理念

本项目的AI智能信控覆盖93个信控路口，通过获取的浮动车和现场采集的车辆相关数据，确定不同时段协调的主车流路径，引入实时速度作为实际的绿波车速，优化相位差；自动平衡绿波带宽和单路口的绿信比，实现方案自动下发，实时跟进通行效果。项目实现12条干线动态协调，30个单点自适应路口，日均优化次数超过7100次，单路口平均每天优化次数超过200次，单路口平均每天延误降低超过39分钟，基本实现高新区全域信控优化。

（二）实时动态停车信息发布及诱导的智慧停车管理

基于停车难度挖掘，结合历史停车数据、历史交通大数据，进行未来停车难度的预测。在用户行前引导中，为用户预测到达目的地后的停车难度，从而辅助用户停车决策，并通过城市停车诱导屏、导航地图APP等多媒介向公众发布城市停车诱导信息。平台日均为市民提供超过2000次的停车诱导信息发布服务，为高新区市民的最后一公里的停车问题得到精准、精细化的解决措施。

 （三）快速发现、处置交通事件的“一张图”的高效指挥调度

通过多来源数据融合汇总、交通事件与GIS地图关联、“一张图”高效作战、端到端警情全流程联动等功能的应用，形成了全情感知、高效指挥的新一代指挥调度模式。基于一张图可以完成与警情处置相关的所有流程，实现了“一图展示、一键调度、一线跟踪、全程闭环”的效果，提高了异常拥堵警情的处置效率。通过构建“1315”的指挥调度模式，实现“一分钟发现警情、三分钟派警、十五分钟现场处理”，日均提供82次高效指挥调度服务。

五、特色亮点

（一）利用多源大数据融合分析辅助业务决策

综合互联网数据、视频卡口分析数据、传统交通检测数据等，获取路段排队长度和实际交通需求，提高信号控制系统优化对交通状态的判别准确度。可通过电警、卡口以及V2X摄像头等感知设备监测道路实时流量，预测道路交通状态变化趋势，及时采取有效的管控方案。利用“互联网+信号”大数据，分析路段、路口交通流量，发现异常交通事件和拥堵情况，识别出区域路网的饱和容量，以便制定有效的流量管控措施。

（二）通过智能化手段缓解交通矛盾

人工智能信号控制系统通过实时监测车流量，实时优化交通信号控制模式，调整信号控制参数，实施交叉口间的协调控制，调节道路交通流量，充分挖掘道路网容量，在保障交通安全的前提下，合理配置城市道路交叉口时间和空间资源，使停车次数、延误时间、最大排队长度减至最小，充分发挥道路系统的交通效益，达到道路交通系统最大程度的畅通。基于人工智能信号控制系统的实际应用，对高新区核心道路行车速度提升3.3km/h、路口停车次数降低26%、路口排队长度减少20-30米、单个路口最大通过车辆数增加9.5%、交通警情处置平均耗时降低26%。

（三）运用AI智能技术服务群众出行

AI算法仓通过数据积累和生态链建设，AI算法能够自我学习和进化，不断丰富算法/模型库，提供诸如视频数据智能分析等各项服务，支撑各种交管业务应用的成长、扩充。根据用户场景需求，通过调度平台灵活调度、加载各种算法，由算法仓库推送至部署基础智能服务框架的智能设备上完成任务处理。算法仓库体系架构使得智能分析能力不再固化在产品中，实现“一套平台，多种算法”，具有系统高可用、资源高利用率、算法灵活开放等优势。AI算法仓库具备的算法资源包括：视觉识别算法、信息融合分析算法、交通预测模型算法、控制决策优化算法等。

六、推广价值

（一）基于动态干线协调控制为理念，实现最优的信号控制

通过获取干线上各路口各方向的实时视频流数据，对各路口交通状况进行全面感知，以干线协调控制最优为目标，利用改进的am-band算法对多个连续路口的相位差进行计算，减少通过干线车辆的停车次数，实现干线道路通行能力最大化。通过对干线各个路口实时监测车流量，根据交通变化动态调整信号配时诸要素：绿信比，周期，相位差，实现每个周期生成一个新信号配时方案，每个周期下发一个新方案，实现对拥堵、溢流、失衡等突发情况及时应对的目标。

（二）基于V2X+高精地图，实现最全面精细的感知理解

利用V2X车路协同系统安装的正反向相机、鱼眼相机，实现对信号灯控路口各方向各车道全域范围内交通状态的实时动态感知，包括安装相机杆件的上游区域、下游区域以及杆件正下方区域。采用移动测绘车的方式进行道路静态数据采集，包括道路车道线、转向标志、人行道、道路标识、红绿灯、摄像头、绿化带等信息，实现城市道路基础数据绝对定位精度要求、要素类别的完整性以及属性信息的正确完整。将高精地图采集的静态道路数据与V2X实时感知的交通动态数据进行融合与应用，实现城市道路最全面精细的感知。

（三）基于时空一张图的业务体系融合+AI业务引擎

基于时空一张图，实现智慧交通可视化指挥调度、人工智能信号控制优化、车路协同控制、智慧交通运维等不同业务体系融合，利用AI算法强大的计算和分析能力，支撑不同业务的计算、分析与应用。

（四）精准C端触达服务，特色导航、灯态信息发布、车速引导

通过打通人工智能信号控制优化系统与百度地图APP的数据链路，借助于用户手机上安装的百度地图APP，实现用户出行路况导航、信号灯控路口实时展示信号灯态信息，并根据用户位置及道路交通信号方案，推荐合理的车速，引导用户绿波通行，减少停车次数，实现精准推送用户C端服务。

（五）基于视频智能联动追踪的特勤保障系统

通过在岳麓大道主干道上13公里的路段安装110处智能联动枪球一体机，实现对特勤保障目标的检测预警，并进行跟踪。枪球一体机设备采用RTM实时建模技术，通过不断对跟踪目标的实时建模比对，来确保跟踪目标的连续性，当检测到特勤保障车辆进入监控范围内，自动调整镜头角度，全程跟踪该目标；当车辆进入到下一个枪球一体机检测范围内，特勤保障系统自动显示该设备全程监控的实时图像画面，一个接一个传递下去，实现特勤保障路线全程实时监测和勤务保障。

承建单位：北京百度网讯科技有限公司