城市副中心新型智慧交通管理系统的构建

【企业简介】

北京易华录信息技术股份有限公司成立于2001年4月，是国务院国资委直属中央企业中国华录集团旗下控股上市企业，是经国家认定的国家级高新技术企业、软件企业和博士后科研工作站,国内城市数据湖领军企业，业界领先的智慧城市和智能交通业务提供商，已累计为国内300多个城市及“一带一路”沿线11个国家提供了技术服务，足迹横跨亚欧非三大洲。公司拥有授权专利227项，软件著作权872项。旗下拥有控股子公司20家，职工2049人。在智能交通、大数据、人工智能等领域获得国家、省部级等各类奖项荣誉30多项，拥有“中国智慧城市最具影响力企业”“中国智能交通领军品牌”“中国驰名商标”等殊荣。

【案例内容】

北京易华录信息技术股份有限公司于2018年9月中标“通州区信号灯升级改造项目一期工程”，该项目包括：以智能终端、高速传输网络等方面的基础硬件设施建设和以数据整合带动各政府职能管理部门业务融合的大数据平台建设。

一、建设外场信号灯

通州区原有外场信号设施已使用多年，存在严重的设备老化、品牌杂乱、管理混乱和无法支撑新型智能技术应用的问题，完全无法满足副中心高标准建设的要求和副中心搬迁后大量人车涌入带来的交通需求。通州区总面积906平方公里，其中城市副中心规划面积155平方公里，一期对城市副中心155平方范围内信号灯控路口设备设施进行升级和改造，共涉及约255处（通州区信号灯升级改造点位分布图如图1所示）。

图1 通州区信号灯升级改造点位分布图

经过近一年时间的建设，一期城市副中心155平方范围内信号灯控路口设备设施的升级改造已经完成，具体建设内容包括：

1、255处灯控路口更换255台信号机（如图2所示），全部为同一品牌，实现集中管理、智能管控；

图2 信号机

2、255处灯控路口更换1163根国标杆具，利旧杆具喷漆8650平米（如图3所示），全区杆具见新；

图3 国标杆具

3、255处灯控路口更换3882组φ400大功率灯具（如图4所示），美观大方，照度匀、亮度高；

图4 大功率灯具

4、255处灯控路口新建953台星光级高清视频流量监测器（如图5所示），实时采集路口流量数据；

图5 视频流量监测器

5、33处主干道路两侧高层建筑新建宏观交通态势监控系统（如图6所示），全面掌握全区交通态势；

图6 宏观交通态势监控系统

6、288处光纤链路敷设，自行组网搭建安全可靠的传输系统；

图7 专线链路

二、建设内场智慧应用系统

除了外场工程建设及交通设施升级，通州区新型智慧城市建设实现效果依赖于内场信息化系统的建设水平和科技手段的综合应用，将大量精力和建设中心放在于内建设新型智慧城市管理的“大脑”——通州区城市管理指挥中心上。

1、建设通州区城市管理指挥中心基础

通州区城市管理指挥中心建设遵循环保、节能、节俭的原则，充分利用现有废弃厂房、既有建筑建设；同时通过简单的艺术景观化处理使其成为科技、智慧、景观、环保、田园的现代办公典范。改造后的指挥中心由三部分构成，包括指挥大厅部分，支撑各业务系统软硬件设备的数据中心和二层领导会商室（如图8所示）。

图8 城市管理指挥中心

指挥中心大厅总体由LED大屏可视化系统、工作人员坐席、音视频控制机房等部分组成（如图9所示）。

图9 通州区城市管理指挥分中心

数据中心机房符合国家B级机房标准，机柜组采用与目前先进IDC机房同级别一体式微模块机柜（如图10所示）。机柜面板监控屏显示室内监控、机柜温湿度、消防烟感、机柜布局，双路供电保障安全。机房主要业务系统网络和主机设备均采用双机高可用的建设模式，设备间采用双线连接，并且分别部署在不同机柜内。

图10 数据中心机房

二层领导会商室采用简约化装修办公环境设计，将建设重心放在实用功能方面，开创性地采用98寸触摸显示屏+光学调光玻璃投影仪背投的会议模式，结合视频会商系统，多种方式结合支撑领导日常办公会议开展。

图11 领导会商室

2、建设通州区城市管理指挥平台

智慧城市是新一代信息技术支撑、知识社会的下一代创新环境下的城市形态，其建设的核心就在于将物联网、云计算、大数据等新一代信息技术应用于城市管理服务的方方面面，硬件环境的搭建只是支撑，智慧城市实现的关键在于软件平台系统的高效运行。

通州区新型智慧城市建设依托于通州区大数据平台实现各业务子系统的互联互通，打破了以往智慧城市建设最大的瓶颈，完成了各垂直业务系统的数据共享，从而为大数据分析创造了良好的条件。城市管理指挥平台首页图（如图12所示）。

图12 城市管理指挥平台首页

通过可视化界面，实现对全区道路交通状况、供热季服务质量、交通违法排名等各类业务的全貌概览，各业务的核心指标一目了然，及时掌握城市运行情况、综合治理动态状况和异常预警。同时能够在“一张图”上集中展示全区各类视频资源，并可实时调用查看（交通信号页面图如图13所示）。

图13 交通信号页面

交通信号可视化分析界面，实现对交通信号业务的全貌概览，各交通核心指标一目了然，及时掌握城市道路拥堵状态、道路拥堵趋势分析等。

图14 路口渠化及实时灯态

图15 路口感应控制

图16 路口实时交通数据查看

图17 交通违法页面

交通违法可视化分析界面，呈现交通违法监控设备位置，可以远程调取监控设备实时拍摄的交通违法证据资料，从地图可视化、路段、时间、违法类别等维度，分析违法情况，实现对通州区交通违法状况的全貌概览。

图18 某路口交通违法信息

地下管线可视化界面能够在地图上展示全区已建地下管线的分布及走向（如图19所示），同时可以通过地图划线截取的方式调取任意断面管线分布、高程、管径等相关数据。

图19 地下管线页面

城市供热可视化界面，呈现全区供热公司分布情况以及工单投诉热力图，从不同维度分析供热相关投诉、报障等工单处置情况，掌握全区不同供热单位服务能力和水平，指导对工单过多或处置不及时的供热单位提出整改措施。

图20 城市供热页面

公共自行车可视化界面，呈现全区公共自行车借还网点分布情况，从借还总量、时间、地点等维度统计分析，反映按时间、地点呈现的公共自行车使用高峰期，用于指导公共自行车网点设置规划、网点间公共自行车调度策略制定，同时平台可以任意调取公共自行车网点1300多路视频资源，查看实时视频画面。

图21 公共自行车页面

由地图共享自行车分布可视化、图表可视化等模块构成。实现对共享自行车整体情况分析，动态使用情况分析，分析不同网点的使用频率，不同地点的迁入迁出情况，为及时共享自行车调度、共享自行车布置和投放提供决策依据和支撑。

图22 共享自行车页面

路侧停车可视化页面集中展示通州区已路侧停车泊位使用情况、订单情况、车场收入情况、硬件设备管理情况、用户注册情况及实时付费情况等信息。同时可以任意调取路侧停车泊位的监控视频桩实时画面。

图23 路侧停车页面

实现对全区环境卫生上报案件的分析，从行政区划、职责部门、案件类别、处置进度、时间等多个维度全方位分析，为决策层提供监督考评和重点治理策略制定，提供决策依据和支撑，结合地图可视化分析案件分布情况。

图24 环境卫生页面

实现对城市照明系统运转状态的分析，对照明设备的故障情况、修复情况动态分析，为决策层进行业务指导和监督考评提供决策依据和支撑，并结合地图可视化宏观呈现照明设备分布状态。

图25 城市照明页面

由地图可视化、图表可视化、动态实时视频监控等模块构成。实现对停车场、停车位的整体情况、使用情况实时分析，并分析不同区域、不同时间停车场的利用率、复用率等指标，为全通州区停车场和停车位的规划提供量化依据和支撑，并结合地图可视化呈现停车场、停车位的分布情况、动态使用情况。

图26 停车诱导页面

实现对全区城市部件上报案件的分析，从行政区划、职责部门、案件类别、处置进度、时间等多个维度全方位分析，为决策层提供监督考评和重点治理策略制定，提供决策依据和支撑，结合地图可视化分析案件分布情况。

图27 城市部件页面

3、建设智能信号控制系统

为配合外场交通设备升级改造发挥出最大作用，本次通州区统一部署智能信号控制中心平台系统，对全区信号机、信号灯实行集中管控的同时，将大量行业先进智能信号控制理论及方案引入通州。

多时段控制：在通州区主要干道及交通流密集道路，针对一天中不同时段交通流量差异较大，交通流变化趋势规律较明显的路口，通过分析交通环境及各时段交通流趋势，分时细化各相阶绿灯时长，减少绿灯损耗，提升车辆通行效率。

路口感应控制：通过在每个路口每个方向加装视频流量检测器检测路口实时车流量，在多数路口的低峰时段和少数路口的平峰时段实现路口感应控制；

拥堵控制：在进出通州两条路段的部分路口实现拥堵控制，避免卡死，具体包括排队控制和返溢控制。如果路口的上游拥堵（最大排队长度检测器被压占），则延长对应方向的绿灯放行时间，可解决单点路口单方向的拥堵问题；如果路口的下游拥堵，则关闭本路口对应的灯组，而当前相位会继续执行。可解决单点路口下游路口拥堵，减轻临近路口的拥堵情况。

流量均衡，高峰期按需放行，做到堵而不死，保障整个区域通行能力最大化；利用信号配时的方式实现道路资源的潮汐配置，实现流量的按需放行；快速解决紧急事件发生时的拥堵，制定特殊方案，快速处理，将影响降至最低；

利用红波带，调节进出子区的流量比，提高通行效率、分散交通压力。作为干线协调控制的主要实现形式，就是把主要干道的所有信号控制交叉口看作一个系统，在相邻信号控制交叉口的绿灯起始时刻之间建立一种时间关系，使干线行驶的车队每到达一个交叉口时正好遇到绿灯，可获得不停顿的通行权。

特勤控制：交警/管理人员直接在路口的信号机外手动小门上进行跳相、特殊放行、全红等操作；中心根据信号机上传的实际情况，选择一定的控制操作，并把指令下发到相应路口的信号机；在不锁定相位（即尽量不干扰社会车辆正常通行）的情况下，确保VIP车辆无停顿、无等待的顺利通过特勤路线上的各个路口。

信号控制平台中心远程控制：信号控制平台即UTC平台，是信号系统控制的核心大脑，具备强大的中心远程管控功能，具体如下：整体系统的看板可以显示信号机的联网状态、控制模式、故障信息灯等信息，同时检测信号机故障上报控制中心。

方案管理主要是配时方案、基本检测器的上传，下载与保存，还可以实现信号机与信号控制平台配时方案的批量同步。通过实时监控，可以展示路口的渠化、实时灯态、当前执行的配时相序及控制方案等参数。还可以远程控制路口信号状态，即远程对信号机执行锁相、步进、跳相、全红、黄闪、关灯、定周期、方案等模式的切换。对检测器压占等级事件、排队/反溢检测器事件等都可以进行实时查询。通过UTC可以查询到用户日志、信号机日志、检测器日志等信息，并导出到Excel用于分析故障原因。

可以查询到不同时间段的车流量、车速、车头时距等数据统计信息和图形信息，并可以导出图形，也可以导出数据到Excel，实现交通流量的统计分析和历史现状对比。主要有添加、删除路口和信号机，渠化方案的配置与导出，角色添加与维护、用户添加与维护、角色各权限的查询，标注路口图标，批量操作上传当前方案并保存或特勤执行模式等系统维护功能。

重点路口的信号优化：针对通州区内路口交通状态复杂、拥堵情况严重的重点路口，进行专家级深度信号优化，结合交通工程改造，解决长期以来困扰通州区的“老大难”拥堵路口。

遥控控制：通过配备路口信号机遥控设备，实现信号机相阶控制、步阶控制、方向控制、特勤控制、全红控制、闪光控制及特定相序控制等功能。

智能机柜：目前更换的机柜已经实现开启报警功能，后续根据实际需求考虑通过加装智能锁具等方式识别开锁的合法性。